第4章　其他控制網(wǎng)絡(luò)《高速列車網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù)》教學課件

《高速列車網(wǎng)絡(luò)與控制技術(shù)》?精品課件合集其他控制網(wǎng)絡(luò)第4章

4.1.1概述

LonWorks網(wǎng)絡(luò)是由美國Echelon公司研制并于1991年推出的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。與現(xiàn)有的幾種現(xiàn)場總線技術(shù)相比，LonWorks網(wǎng)絡(luò)（以下簡稱LON網(wǎng)）以其特有的突出特點：統(tǒng)一性、開放性以及互操作性，成為實際上的現(xiàn)場總線推薦標準之一。

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1.2

LonWorks技術(shù)體系結(jié)構(gòu)概述

1．Neuron芯片及通信協(xié)議

（1）Neuron芯片

（2）LonTalk協(xié)議

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用2．LonWorks產(chǎn)品

（1）LonWorks收發(fā)器

（2）LonWorks路由器

（3）SMX收發(fā)器模塊

（4）電力線通信分析器

（5）LonWorks控制模塊

（6）LonWorks網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)間接口

（7）LON網(wǎng)服務(wù)工具

（8）LonBuilder和NodeBuilder開發(fā)工具

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用4.1.3

Neuron芯片的硬件結(jié)構(gòu)

1．Neuron芯片主要性能特點

2．Neuron芯片內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用3．Neuron芯片類型

（1）Neuron3120X系列芯片

（2）Neuron3150X系列芯片

4．Neuron芯片的CPU結(jié)構(gòu)

（1）CPU-1介質(zhì)訪問控制處理器

（2）CPU-2網(wǎng)絡(luò)處理器

（3）CPU-3應(yīng)用處理器

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用5．Neuron芯片存儲器配置

（1）Neuron3120X存儲器分配（見圖4.9）

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用（2）Neuron3150X存儲器分配（見圖4.10）

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用6．3150芯片外接存儲器接口

7．Neuron芯片內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信端口、時鐘、復位及服務(wù)引腳

（1）通信

（2）通信端口

（3）收發(fā)器

（4）時鐘信號產(chǎn)生電路

（5）看門狗定時器

（6）復位

（7）服務(wù)引腳

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用8．定時器/計數(shù)器

Neuron芯片上有兩個16位的定時器/計數(shù)器，即定時器/計數(shù)器1和定時器/計數(shù)器2。

定時器/計數(shù)器1又可稱為多路復用定時器/計數(shù)器，因為該定時器/計數(shù)器的輸入引腳可通過一個可編程多路轉(zhuǎn)換器MUX在IO4～IO7中選擇，輸出連接引腳IO0。定時器/計數(shù)器2稱為專用定時器/計數(shù)器，其輸入連接引腳IO4，輸出連接引腳IO1。

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1.4

Neuron芯片應(yīng)用I/O對象

4.1.5

Neuron芯片固件

1．存儲映像

2．Neuron芯片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3．LonTalk協(xié)議

（1）LonTalk協(xié)議物理層及通信協(xié)議

（2）LonTalk協(xié)議的MAC子層協(xié)議

（3）LonTalk協(xié)議的鏈路層

（4）LonTalk協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層

（5）LonTalk協(xié)議的傳輸層和會話層

（6）LonTalk協(xié)議的表示層和應(yīng)用層

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用4.1.6

NeuronC編程

1．NeuronC簡介

2．NeuronC編程元素

（1）Include文件

（2）NeuronC編譯器#Pragmas

（3）I/O設(shè)備驅(qū)動器

（4）網(wǎng)絡(luò)變量定義

（5）軟件定時器定義

（6）when語句定義

（7）函數(shù)定義

（8）預(yù)定義事件4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1.7

LonWorks網(wǎng)絡(luò)在機車車輛中的應(yīng)用

1．在機車車輛重聯(lián)中的應(yīng)用

2．在客車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）列車級網(wǎng)絡(luò)的終端自動投入

（2）列車級總線雙網(wǎng)冗余工作

（3）網(wǎng)絡(luò)實時性強

（4）車廂級網(wǎng)絡(luò)擴展方便

（5）采用嵌入式實時操作系統(tǒng)

（6）具有數(shù)據(jù)存儲和診斷功能

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用3．在貨車ECP制動系統(tǒng)中的應(yīng)用

電控空氣制動系統(tǒng)（ECP）有助于改善列車的操縱性能，并提高鐵路運輸與其他運輸方式的競爭力。它是一種完善的、高度一體化的全列車制動作用一致的制動系統(tǒng)，從而改善了縱向動力學性能。

采用ECP制動系統(tǒng)裝備車輛，能夠有望實現(xiàn)延長車輪、閘瓦、車鉤及緩沖器等部件的壽命。

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用

4.1

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及其應(yīng)用4.2.1令牌環(huán)（token-ring）網(wǎng)絡(luò)簡介

1．環(huán)形局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2．與總線形網(wǎng)絡(luò)不同

3．令牌環(huán)網(wǎng)工作原理

4．令牌環(huán)的MAC幀格式

5．令牌環(huán)網(wǎng)的特點

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2.2令牌總線（token-passingbus）簡介

1．令牌總線拓撲

2．令牌總線的基本原理

3．令牌總線幀的一般格式

4．令牌總線幀的發(fā)送和接收

5．令牌環(huán)路的維護

（1）環(huán)路重構(gòu)

（2）增加新節(jié)點

（3）節(jié)點撤出環(huán)路

6．令牌總線的特點4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)4.2.3

ARCNET令牌總線

1．ARCNET的節(jié)點及地址

2．ARCNET的物理層

3．ARCNET的幀類型

4．ARCNET工作機制

5．幀的發(fā)送與接收

6．令牌維護

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)4.2.4

CRH2動車組信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概況

CRH2型動車組（簡稱CRH2）是通過引進日本E2-1000動車組技術(shù)進行生產(chǎn)，為了適應(yīng)我國的線路和運用要求，在引進過程中對原型車技術(shù)進行了適應(yīng)性改進設(shè)計。

CRH2運營速度200

km/h，列車編組為4M4T，由2個動力單元組成。每個動力單元由2個動車和2個拖車（T-M-M-T）組成，列車總功率為4

800

kW。

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)1．列車網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)

（1）列車總線

（2）車輛總線

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)（3）中央裝置

（4）終端裝置

2．信息傳輸及其冗余特性

（1）信息傳輸路徑

（2）傳送通道的冗余

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)3．CRH2動車組信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能

（1）控制指令的傳輸功能

（2）診斷信息的傳輸功能

4．信息顯示功能

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.2

ARCNET網(wǎng)絡(luò)

4.3.1

WorldFIP現(xiàn)場總線的特點和性能

1．WorldFIP現(xiàn)場總線的特點

（1）通信速率高，通信距離長

（2）效率高

（3）實時性強

（4）誤碼率低

（5）介質(zhì)冗余

（6）抗電磁干擾性強

4.3

WorldFIP總線2．WorldFIP的性能

（1）實用性

（2）同步性

（3）實時性

（4）較好的抗干擾能力

（5）通信協(xié)議單一

4.3

WorldFIP總線4.3.2

WordFIP總線的體系結(jié)構(gòu)

1．物理層

4.3

WorldFIP總線

4.3

WorldFIP總線2．數(shù)據(jù)鏈路層

3．應(yīng)用層

WorldFIP應(yīng)用層提供變量和消息兩種訪問服務(wù)。

4.3

WorldFIP總線4.3.3

WorldFIP的數(shù)據(jù)類型

4.3

WorldFIP總線4.3.4

WorldFIP的介質(zhì)訪問

圖4.54給出了WorldFIP介質(zhì)訪問控制，其具有基于總線仲裁器（BA）的集中式介質(zhì)訪問控制功能，總線仲裁器和產(chǎn)生者分別具有時空唯一性。

4.3

WorldFIP總線

4.3

WorldFIP總線4.3.5

AGATE列車控制系統(tǒng)

1．AGATEControl子系統(tǒng)

2．AGATEAUX子系統(tǒng)

3．AGATELink子系統(tǒng)

4．AGATEe-Media子系統(tǒng)

4.3

WorldFIP總線

4.4.1概述

4.4.2

CAN2.0總線規(guī)范

1．CAN的分層結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議

（1）CAN的分層結(jié)構(gòu)

（2）CAN的通信協(xié)議

2．CAN報文的幀結(jié)構(gòu)

（1）CAN報文的幀類型

（2）CAN報文的幀格式

4.4

CAN總線3．位定時與位同步

（1）位定時與位同步的概念及原理簡述

（2）位定時與位同步的作用

4．位仲裁技術(shù)

（1）位仲裁的技術(shù)及原理概述

（2）位仲裁的作用

4.4

CAN總線

4.4

CAN總線

4.4

CAN總線

4.4

CAN總線

4.4

CAN總線5．CAN的報文濾波技術(shù)

（1）報文濾波的原理及其用途

（2）單濾波技術(shù)

（3）雙濾波技術(shù)

6．有關(guān)CAN總線的通信錯誤及其處理

（1）CAN總線的通信錯誤成因及其狀態(tài)描述

（2）錯誤檢測及處理

4.4

CAN總線

4.4

CAN總線4.4.3

CAN應(yīng)用層協(xié)議

1．DeviceNet協(xié)議

2．CAL協(xié)議

3．CANopen協(xié)議

4.4

CAN總線4.4.4

CAN組網(wǎng)

CAN規(guī)范2.0主要對數(shù)