現場總線技術在人防工程自動化的應用研究
工程技術
作者：陳力
【摘要】人防工程是指為保障戰時指揮通暢以及人民群眾生命財產安全的防衛工事。目前我國人防工程自動化程度以及信息化程度不高，有待進一步提高。本文主要對人防工程自動化控製係統中底層現場設備應用現場總線技術的必要性以及底層設備和接口設計方案進行探討。
【關鍵詞】人防工程；現場總線；係統設計
1、引言
人防工程是為保障戰爭時期或其他非常規時期物資掩蔽以及人員安全而單獨修建或者依托於地麵建築的地下防護建築。我國人防工程的發展始於上世紀六十年代末七十年代初，當時興起的“深挖洞”的群眾運動，各家各戶甚至各單位都在自家房屋地下挖地洞，相互連通，形成四通八達的地道網。但是這種工程輻射麵積較小、質量差。現在，各地政府在建設人防工程時都會進行可行性論證，既要保證戰時防空需要又要考慮到經濟建設、城市發展以及人民生活的需要。[1]
在我國整個國防工程體係中人防工程占據重要地位，同時也是現代城市建設的重要內容。人防工程根據其戰時用途可以分為指揮通訊、人員掩蔽、醫院、救護站、倉庫、車庫等，按平時用途則可以分為商場、遊樂場等。伴隨信息技術、電力電子技術以及計算機技術的快速發展，各國人防工程紛紛采用先進控製技術手段，人防工程自動化控製程度不斷提高。[2]目前我國人防工程自動化程度相比其他先進國家還有差距，在提高人防工程保障能力和保障水平，節約能源，降低工程運行管理費用方麵尚有所欠缺。
本文分析了現場總線技術在人防工程底層設備鋪設以及集成方麵的應用，同時對於其他自動控製技術以及設備應用進行初步的討論。
2、現場總線技術概述
現場總線（Fieldbus）問世至今不過二三十年，但是從其出現到現在卻經曆了迅速的發展。現場總線技術致力於解決現場智能化儀表儀器、控製器以及執行機構等現場設備之間數字通信以及這些設備和更高級的控製係統之間的信息傳遞的問題。現場總線設備的工作環境處於過程設備的底層，承擔總控係統基礎通訊網絡，要求其具有協議簡單、容錯能力強、安全性好和成本低等特點。
人防工程自動化控製係統現場總線技術實現模式，此係統最底層設備之間連接技術即為現場總線技術，此分布式控製係統由現場從站多個節點子係統構成，各子係統組成的網絡結構類型可以分為樹型、線型、環型等，采用光纖絞線作為傳輸介質。頂層主站可以與Internet實現互聯，形成或開放或封閉的多選擇網絡結構。[3]
3、現場總線技術在人防工程中的應用
人防工程中現場總線技術的應用具有其巨大優勢，具體表現在以下幾點：
（1）現場總線技術由於其布線方式簡單，網絡拓撲結構簡潔，從而使得係統成本較低，係統調試以及維護投資大大降低。
（2）現場總線技術數據響應速度快、傳輸可靠、抗幹擾能力強，係統運行穩定、可靠。
（3）現場總線技術應用在底層設備上，從站節點的設計專門為了應對複雜的環境，適用場合較廣。
（4）現場總線技術不同於其他高層控製技術，其接口具有高度適用性，可與多種高層控製係統對接，實現數據的上傳下達，係統具有明顯的開放性。
人防工程係統是一個綜合型係統，其主要組成為供配電係統、照明係統、消防係統、進排風係統、給排水係統以及空調係統等子係統。供配電子係統的作用包括供電以及配電兩個方麵，主要負責供應電力電源以及備用電源，同時負責向其他各個子係統配送電力。供配電係統的底層電子設備主要包括各變壓器、柴油發電機組、各高低壓配電櫃、計量櫃、電容補償櫃等，其可靠性要求極高，對於保障人防工程戰時安全運轉至關重要。照明係統、給排水、給排風係統以及空調係統的主要作用是維持人防工程內部適宜的環境，確保內部人員的生存需要。其底層電子設備主要包括值班、應急、火災疏散、安全用等照明設備，循環水泵、電動閘閥、給水泵、排水泵等設備，溫控、濕控以及送風量控製設備，循環風機、送風機以及排風機，各伺服電動機等設備，這些係統是確保基本生存需要的根本，各係統之間需要密切配合，因而對於通訊速度以及響應速度的要求很高。消防係統主要是指火災自動報警係統，主要包括消防聯動裝置、警報裝置、喇叭、電動防火門以及防火卷簾門等設備，消防子係統要求反應快速準確，動作精確，為防止誤報、遲報等情況的發生，控製係統必須具備響應快速的要求。上述各子係統配套設備輸入/輸出信號多樣，既有數字量的輸入/輸出，也有模擬量的輸入/輸出，同時包括繼電器信號的輸出等，因而要求控製係統接口必須符合使用要求，具有多樣性或者較強的通用性。