第一篇：自動化控制在油田應用（大全）

安控SCADA系統系統在新疆油田生產中的應用

一、系統概述

新疆油田公司的某個作業區需建設油田生產的自動化SCADA系統，系統規模包括300套抽油機控制器、20套三相計量控制器和15套水源井控制器。根據自動化系統設計要求，整個系統需要建立前線中心控制室并預留今后建設的基地控制室，通過Internet可以遠程實時查詢生產數據。系統建設完成后，前線控制室可實現無人值守，操作人員可以在基地中心控制室對油田的生產進行監控和管理。

二、技術難點

* 控制點分散。井口散布于油區各點，井口間的距離較大。配注計量站、水源井分布其間。最遠控制端離中心控制室50Km左右。

自然環境惡劣。陸梁油田現場，冬天寒冷風大，環境溫度最低可至零下40℃，夏天干燥炎熱，油井現場設備內部溫度可高達80℃左右，而且晝夜溫差很大。

* 通訊環境差。其次，陸梁油田處于丘陵地區，地勢變化盡管不算陡峭，但并不能完全實現點對點的可視通信。所以要求在通信系統方案設計上，應充分考慮到系統信道能否真正暢通，確保SCADA系統安全、高效運行。

* 控制復雜。抽油井及水源井實現遠程起停、配注計量站實現自動排序計量。系統接口復雜。與另一套自動化SCADA系統實現無縫連接，與聯合站DCS以OPC方式實現連接。

* 系統安全性要求極高。油田是生產性企業，安全生產是首先必須保證的。所以，對油田自動化SCADA系統也提出了極高安全性的要求。

三、解決方案

針對該生產區的實際工藝情況、時間工作環境情況，經綜合考慮，制定了一套完整的自動化解決方案－ECHO SCADA 5000。

ECHO SCADA 5000系統已發達的計算機網絡平臺為基礎，實現真正意義上的分布式管理。系統內每一臺計算機都是一個獨立節點，完成獨立的任務。這種結構的最大優點就是網絡中任何一臺計算機出問題，不會影響其他機器的工作，而保證系統的安全、穩定運行。ECHO SCADA 5000以客戶端/服務器模式實現網絡數據共享，保證系統中的任何一個節點實時數據同步。本次SCADA系統需要監控采集的量包括：

井口控制器。油溫、油壓、負荷、位移、三相電流、三相電壓、電量參數、抽油機起停狀態、盤根漏油檢測、控制器門開關檢測。

三相計量控制器。進站油溫、出站油溫、管線油壓、計量液位高度、含水率、上下液位狀態、可燃氣體濃度、水套爐液位、水套爐溫度、水套爐間可燃氣體濃度、大小火狀態、各種閥狀態等。

水源井控制器。壓力、溫度、流量、液位、三相電壓、三相電流、電量參數、電機起停狀態、水源井工作狀態等。

1、使用產品

* ECHO 5309抽油機控制器由主控制器、電臺、電臺電源、避雷器、電源開關、接地匯流條及保護箱等組成。保護箱分為防雨遮陽罩、儀器箱兩部分，為單箱體、單開門結構。保護箱可起到防雨、防曬、防塵的作用。

* 計量配水站中包含18x6（I）型計量配水站、18x6（II）型計量配水站和多通閥實驗站，根據不同形式的計量站，配置不同的遠程終端RTU設備ECHO 5401系列自動計量控制器。ECHO 5401系列自動計量控制器是為適應油田自動化的需要專門設計生產的，它不僅具有精確的計量程序、優良的通信能力和大容量的存儲器，而且具有性能穩定、安裝方便、質量可靠、實現無人值守等多種優點，特別適用于油田惡劣的環境。

*ECHO5501水源井控制器是我公司針對油田水源井控制而生產的遠程控制終端（RTU），它采用了先進的工業級產品作為控制器，具有功能強，可靠性高，應用靈活，操作方便等特點。控制器既可獨立工作，也可方便地聯入控制網絡實現遠程遙測，形成SCADA系統。

* ECHO SCADA 5000 組態軟件。系統可實現靈活組態，支持多種通訊協議接入。在實現系統要求功能的基礎上，用戶也可方便地進行維護和二次開發。

* 數傳電臺。MDS 2710設計用于點到多點的情況，系統數據遙測/SCADA和自動分發、油田自動化、水和污水數據遙測/SCADA以及聯機事務處理應用。MDS 2710收發信機具有很強的干擾處理能力，因面能擴展數據發送范圍并加強數據發送的可靠性。

數傳電臺

2、通訊模式

根據系統設計要求，中心控制室網絡均采用以網絡交換機為中心的星形結構。為保證網絡的可靠性，網絡所有設備均有冗余。

3、系統功能

* 井口RPC。抽油機的自動啟停控制、空抽控制、負荷超限控制等；示功圖的采集和現場在線顯示；采集電機工作的三相電流和電壓，采集和顯示電流圖；現場控制抽油機的啟停，現場設定控制參數；遠程遙控抽油機的啟停，遠程設定控制參數；油壓、套壓、回壓、油溫的監測；根據現場情況的不同，還應考慮控制器的防護、防盜功能。

* 計量站RTU。適用油田計量配水站的自動化系統，可以管理從12井到18井式的計量配水站并預留有15%的余量；能對油田計量站的全部生產數據，包括計量間、配水間、水套爐間進行實時監測；實現自動倒井，油氣自動計量；實現液位、壓力越限的自動保護；實時監測集油管匯的壓力溫度；實現計量間可燃氣體濃度檢測報警功能；含水檢測；具備自動及儀表控制箱內就地電動倒井功能；計量控制器可儲存1天以上的采集數據；水套爐出油溫度、水套爐低液位報警、水箱低液位報警、水套爐滅火報警控制等；具有看門狗功能，當系統由于意外情況造成死機時，能夠自行啟動，無需維護人員現場啟動。

* 水源井RTU。主控制器為ECHO5501的核心，它采集來自接線箱的各類信號；接線箱用于現場接線、信號調理和輸入、輸出轉接；壓力、流量、液位、溫度、電壓、電流信號為AI信號，啟動箱和三通閥狀態為DI信號，啟動箱和三通閥控制信號為DO信號；主控制器的COM2口可與手操器筆記本電腦連接完成控制器參數的讀寫。

* 中控室SCADA。設備驅動程序完成系統與現場設備的數據通信；遠程仿真程序實現抽油機根據設定的工作點實現自動控制，監測需要的生產數據，小鍵盤遠程遙控操作，遙控抽油機的啟停，在線采集示功圖；多種報警級別，按物理位置或類型查詢報警信息、多媒體技術報警、在線打印報警信息、存儲報警歷史信息；井口、計量站數量可任意增減，無數量限制；自動排序選井模塊完成油井井號的選擇及決定單井的計量時間。實現油井油、氣、水三相自動計量并存儲計量結果。

*中控室DMS。將統計分析或查詢的結果進行輸出，包括打印機輸出、文件輸出等。文件輸出可以根據不同的需要形成不同的文件格式，如文本格式、HTML格式、Microsoft EXCEL格式等；統計圖輸出：針對各種統計分析結果，除生成相應的報表外，根據需要還可生成相應的曲線圖、餅圖、直方圖等。* 中控室WEB。發布系統向用戶主要提供了四大方面的數據：各實體動態數據、油井功圖數據、日志信息、日報表，及相應的定制打印輸出、打印預覽功能。

4、應用效果評估

ECHO SCADA 5000系統的投入運行，達到了加強油田生產管理、節省操作員工、減小勞動強度、降低運行成本、提高勞動生產率的目的，取得了較好的效果。值得特別關注的是，沙漠油田一般都具有遠離居住區，后勤保障困難的特點，實施油田自動化，不但可以達到以上目的，在油田開發和管理的模式上也是一種創新。

第二篇：解決油田自動化 文章

解決油田自動化

發布時間：2011-12-14 來源：中國自動化網 類型：應用案例 745人瀏覽

關鍵字：

組態軟件 自動化軟件 世紀星 工控控軟件

導讀：

世紀星：解決油田自動化

一、概述

油井信息控制系統是北京世紀長秋科技有限公司開發的應用于石油開采行業中一種集采油生產控制、監測和生產管理系統。該系統以計算機網絡、無線數字通訊和工控技術作支撐，系統為三級站結構：上級站提供全局范圍內各要素的遙測服務、采油生產分析、網絡與數據管理；中繼站負責數據的上傳下達；底層RTU實現現場數據采集和控制過程，并提供應急相應服務。系統實現了示功圖、電流圖、壓力、溫度的在線測取，實現自動量油。系統完全針對油田生產自動化設計，結構合理、擴展性強，性能價格比高。

二、系統結構

油井信息控制系統包括以下子系統：

■ 抽油機生產參數的監控及運程發布系統

■ 計量站油井自動倒井計量系統

■ 注水泵站自動監控及調節系統

■ 配水間自動監測系統

■ 聯合站，中轉站自動化測控系統

油井信息控制系統的結構設計圖如下。

中心控制室為上級站。上級站完成所有中繼站、遠程終端設備的登記，計量站所轄油、水井終端和自動計量的參數設置，現場各類測控信息的采集管理、儲存、分析、診斷，可實時控制和監測底層各遠程終端。

中繼站為系統的中間層。它對上是局域網的子站，對下為以太工控網的主站，完成命令的上傳下達、數據的收集與上傳，對底層終端的巡回檢測和數據的中間層保存。

抽油機智能終端、注水終端、自動計量終端等RTU為該系統的最底層，完成油井井口動態數據的在線錄取、應急處理、數據傳送、狀態反饋；注水井數據的在線錄取和故障報警；計量數據的自動錄取、應急處理、故障及時報警等。它們既可獨立工作，又能接受上層的測控命令，與中繼站組成工控以太網。

三、上位機監控軟件

《世紀星組態軟件》是在PC機上開發的智能型人機接口（MMI）軟件系統，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統，全中文界面，并充分利用了Windows的各種便利功能。

《世紀星組態軟件》由開發系統和運行系統組成。開發系統是《世紀星組態軟件》的集成開發環境，軟件開發者在這個環境中完成界面的設計、數據庫定義、動畫連接、硬件設備安裝、網絡配置、系統配置等。該系統具有先進完善的圖形生成功能；數據庫中有多種數據類型，不但能合理地抽象控制對象，而且能非常簡單、方便地對數據的報警、趨勢曲線、歷史數據記錄、安全防范等進行操作；開發者利用其豐富的圖形控件和自定義圖庫功能，可以大大減少設計界面的時間；通過簡單而實用的編程命令語言，開發者不需要編程經驗就可以設計完成實際工程；方便的硬件設備安裝向導和全面地支持國內國際工控底層設備，徹底實現工控現場的數據采集和監控功能。

運行系統是《世紀星組態軟件》系統的實時運行環境，用于顯示開發系統中建立的動畫圖形畫面，并負責數據庫與硬件設備的數據交換。運行系統能實時而形象地反映現場的所有參數和實際情況；通過實時數據庫管理從工業控制對象采集各種數據；可把數據的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成實時和歷史報警、歷史數據記錄、實時和歷史趨勢曲線等監控功能；可生成歷史數據文件，用于追憶歷史事件；靈活方便的組態式報表，可充分滿足用戶的各種報表需要。

四、工藝過程

（1）主畫面

抽油機井要求達到以下功能：

1、自動監測抽油機工作電壓、電流，實現過壓、欠壓、過流、欠流、缺相的自動保護；

2、實時監測井口油壓、套壓、溫度；

3、實時或定時測取示功圖，實現負荷越限的自動保護；

4、實時或定時測取電流圖；

5、測取凡爾漏失圖；

（2）轉油站數據采集概況圖

要求達到以下功能：

1、實時監測注水流量；

2、實時監測注水壓力和泵出口壓力。

3、中控室需求歸納

中控室要求達到以下功能：

1、實時顯示遠程終端設備的測控信息；

2、實時下達各種測控指令；

3、采集數據存儲在數據庫中；

4、將數據以圖形、趨勢圖、表格的形式處理。

5、通訊需求歸納

抽油井井口和計量站數據均采用無線方式傳遞給中控室。通過內部局域網，可以實現對廠部數據的Web瀏覽方式。

第三篇：企業內部控制在采購業務應用

企業內部控制在采購業務應用

采購，是指企業購買物資（或接受勞務）及支付款項等相關活動。其中，物資主要包括企業的原材料、商品、工程物資、固定資產等。采購是企業生產經營的起點，既是企業的“實物流”的重要組成部分，又與“資金流”密切關聯。眾所周知，采購物資的質量和價格、供應商的選擇、采購合同的訂立、物資的運輸、驗收等供應鏈狀況，在很大程度上決定了企業的生存與可持續發展。采購流程的環節雖不很復雜，但蘊藏的風險卻是巨大的。基于以上考慮，本文對采購的主要流程進行了梳理，明確了采購業務的主要風險點，針對性地提出了相應的控制措施。

企業在健全采購業務內部控制時，應當比照健全資金、資產業務內部控制，著力從全面梳理相關流程入手。在此過程中，企業應當對采購業務管理現狀進行全面分析與評價，既要對照現有采購管理制度，檢查相關管理要求是否落實到位，又要審視相關管理流程是否科學合理、是否能夠較好地保證物資和勞務供應順暢、物資采購是否能夠與生產和銷售等供應鏈其他環節緊密銜接。在此基礎上，要著力健全各項采購業務管理制度，落實責任制，不斷提高制度執行力，確保物資和勞務采購按質按量按時和經濟高效地滿足生產經營的需求。

一、采購業務流程

采購業務流程主要涉及編制需求計劃和采購計劃、請購、選擇供應商、確定采購價格、訂立框架協議或采購合同、管理供應過程、驗收、退貨、付款、會計控制等環節。如下圖所示。該圖列示的采購流程適用于各類企業的一般采購業務，具有通用性。企業在實際開展采購業務時，可以參照此流程，并結合自身情況予以擴充和具體化。

采購業務的后評估

二、各環節的主要風險點及管控措施

（一）編制需求計劃和采購計劃

采購業務從計劃（或預算）開始，包括需求計劃和采購計劃。企業實務中，需求部門一般根據生產經營需要向采購部門提出物資需求計劃，采購部門根據該需求計劃歸類匯總平衡現有庫存物資后，統籌安排采購計劃，并按規定的權限和程序審批后執行。該環節的主要風險是：需求或采購計劃不合理、不按實際需求安排采購或隨意超計劃采購，甚至與企業生產經營計劃不協調等。

主要管控措施：第一，生產、經營、項目建設等部門，應當根據實際需求準確、及時編制需求計劃。需求部門提出需求計劃時，不能指定或變相指定供應商。對獨家代理、專有、專利等特殊產品應提供相應的獨家、專有資料，經專業技術部門研討后，經具備相應審批權限的部門或人員審批。第二，采購計劃是企業生產經營計劃的一部分，在制定生產經營計劃過程中，企業應當根據發展目標實際需要，結合庫存和在途情況，科學安排采購計劃，防止采購過高或過低。第三，采購計劃應納入采購預算管理，經相關負責人審批后，作為企業剛性指令嚴格執行。

（二）請購

請購是指企業生產經營部門根據采購計劃和實際需要，提出的采購申請。該環節的主要風險是：缺乏采購申請制度，請購未經適當審批或超越授權審批，可能導致采購物資過量或短缺，影響企業正常生產經營。

主要管控措施：第一，建立采購申請制度，依據購買物資或接受勞務的類型，確定歸口管理部門，授予相應的請購權，明確相關部門或人員的職責權限及相應的請購程序。企業可以根據實際需要設置專門的請購部門，對需求部門提出的采購需求進行審核，并進行歸類匯總，統籌安排企業的采購計劃。第二，具有請購權的部門對于預算內采購項目，應當嚴格按照預算執行進度辦理請購手續，并根據市場變化提出合理采購申請。對于超預算和預算外采購項目，應先履行預算調整程序，由具備相應審批權限的部門或人員審批后，再行辦理請購手續。第三，具備相應審批權限的部門或人員審批采購申請時，應重點關注采購申請內容是否準確、完整，是否符合生產經營需要，是否符合采購計劃，是否在采購預算范圍內等。對不符合規定的采購申請，應要求請購部門調整請購內容或拒絕批準。

（三）選擇供應商

選擇供應商，也就是確定采購渠道。它是企業采購業務流程中非常重要的環節。該環節的主要風險是：供應商選擇不當，可能導致采購物資質次價高，甚至出現舞弊行為。

主要管控措施：第一，建立科學的供應商評估和準入制度，對供應商資質信譽情況的真實性和合法性進行審查，確定合格的供應商清單，健全企業統一的供應商網絡。企業新增供應商的市場準入、供應商新增服務關系以及調整供應商物資目錄，都要由采購部門根據需要提出申請，并按規定的權限和程序審核批準后，納入供應商網絡。企業可委托具有相應資質的中介機構對供應商進行資信調查。第二，采購部門應當按照公平、公正和競爭的原則，擇優確定供應商，在切實防范舞弊風險的基礎上，與供應商簽訂質量保證協議。第三，建立供應商管理信息系統和供應商淘汰制度，對供應商提供物資或勞務的質量、價格、交貨及時性、供貨條件及其資信、經營狀況等進行實時管理和考核評價，根據考核評價結果，提出供應商淘汰和更換名單，經審批后對供應商進行合理選擇和調整，并在供應商管理系統中作出相應記錄。

（四）確定采購價格

如何以最優“性價比”采購到符合需求的物資，是采購部門的永恒主題。該環節的主要風險是：采購定價機制不科學，采購定價方式選擇不當，缺乏對重要物資品種價格的跟蹤監控，引起采購價格不合理，可能造成企業資金損失。

主要管控措施：第一，健全采購定價機制，采取協議采購、招標采購、詢比價采購、動態競價采購等多種方式，科學合理地確定采購價格。對標準化程度高、需求計劃性強、價格相對穩定的物資，通過招標、聯合談判等公開、競爭方式簽訂框架協議。第二，采購部門應當定期研究大宗通用重要物資的成本構成與市場價格變動趨勢,確定重要物資品種的采購執行價格或參考價格。建立采購價格數據庫，定期開展重要物資的市場供求形勢及價格走勢商情分析并合理利用。

（五）訂立框架協議或采購合同

框架協議是企業與供應商之間為建立長期物資購銷關系而作出的一種約定。采購合同是指企業根據采購需要、確定的供應商、采購方式、采購價格等情況與供應商簽訂的具有法律約束力的協議，該協議對雙方的權利、義務和違約責任等情況作出了明確規定（企業向供應商支付合同規定的金額、結算方式，供應商按照約定時間、期限、數量與質量、規格交付物資給采購方）。該環節的主要風險是：框架協議簽訂不當，可能導致物資采購不順暢；未經授權對外訂立采購合同，合同對方主體資格、履約能力等未達要求、合同內容存在重大疏漏和欺詐，可能導致企業合法權益受到侵害。

主要管控措施：第一，對擬簽訂框架協議的供應商的主體資格、信用狀況等進行風險評估；框架協議的簽訂應引入競爭制度，確保供應商具備履約能力。第二，根據確定的供應商、采購方式、采購價格等情況，擬訂采購合同，準確描述合同條款，明確雙方權利、義務和違約責任，按照規定權限簽署采購合同。對于影響重大、涉及較高專業技術或法律關系復雜的合同，應當組織法律、技術、財會等專業人員參與談判，必要時可聘請外部專家參與相關工作。第三，對重要物資驗收量與合同量之間允許的差異，應當作出統一規定。

（六）管理供應過程

管理供應過程，主要是指企業建立嚴格的采購合同跟蹤制度，科學評價供應商的供貨情況，并根據合理選擇的運輸工具和運輸方式，辦理運輸、投保等事宜，實時掌握物資采購供應過程的情況。該環節的主要風險是：缺乏對采購合同履行情況的有效跟蹤，運輸方式選擇不合理，忽視運輸過程保險風險，可能導致采購物資損失或無法保證供應。

主要管控措施：第一，依據采購合同中確定的主要條款跟蹤合同履行情況，對有可能影響生產或工程進度的異常情況，應出具書面報告并及時提出解決方案，采取必要措施，保證需求物資的及時供應。第二，對重要物資建立并執行合同履約過程中的巡視、點檢和監造制度。對需要監造的物資，擇優確定監造單位，簽訂監造合同，落實監造責任人，審核確認監造大綱，審定監造報告，并及時向技術等部門通報。第三，根據生產建設進度和采購物資特性等因素，選擇合理的運輸工具和運輸方式，辦理運輸、投保等事宜。第四，實行全過程的采購登記制度或信息化管理，確保采購過程的可追溯性。

（七）驗收

驗收是指企業對采購物資和勞務的檢驗接收，以確保其符合合同相關規定或產品質量要求。該環節的主要風險是：驗收標準不明確、驗收程序不規范、對驗收中存在的異常情況不作處理，可能造成賬實不符、采購物資損失。

主要管控措施：第一，制定明確的采購驗收標準，結合物資特性確定必檢物資目錄，規定此類物資出具質量檢驗報告后方可入庫。第二，驗收機構或人員應當根據采購合同及質量檢驗部門出具的質量檢驗證明，重點關注采購合同、發票等原始單據與采購物資的數量、質量、規格型號等核對一致。對驗收合格的物資，填制入庫憑證，加蓋物資“收訖章”，登記實物賬，及時將入庫憑證傳遞給財會部門。物資入庫前，采購部門須檢查質量保證書、商檢證書或合格證等證明文件。驗收時涉及技術性強的、大宗的和新、特物資，還應進行專業測試，必要時可委托具有檢驗資質的機構或聘請外部專家協助驗收。第三，對于驗收過程中發現的異常情況，比如無采購合同或大額超采購合同的物資、超采購預算采購的物資、毀損的物資等，驗收機構或人員應當立即向企業有權管理的相關機構報告，相關機構應當查明原因并及時處理。對于不合格物資，采購部門依據檢驗結果辦理讓步接收、退貨、索賠等事宜。對延遲交貨造成生產建設損失的，采購部門要按照合同約定索賠。

（八）付款

付款是指企業在對采購預算、合同、相關單據憑證、審批程序等內容審核無誤后，按照采購合同規定及時向供應商辦理支付款項的過程。該環節的主要風險是：付款審核不嚴格、付款方式不恰當、付款金額控制不嚴，可能導致企業資金損失或信用受損。

主要管控措施：企業應當加強采購付款的管理，完善付款流程，明確付款審核人的責任和權力，嚴格審核采購預算、合同、相關單據憑證、審批程序等相關內容，審核無誤后按照合同規定，合理選擇付款方式，及時辦理付款。要著力關注以下方面：第一，嚴格審查采購發票等票據的真實性、合法性和有效性，判斷采購款項是否確實應予支付。如審查發票填制的內容是否與發票種類相符合、發票加蓋的印章是否與票據的種類相符合等。企業應當重視采購付款的過程控制和跟蹤管理，如果發現異常情況，應當拒絕向供應商付款，避免出現資金損失和信用受損。第二，根據國家有關支付結算的相關規定和企業生產經營的實際，合理選擇付款方式，并嚴格遵循合同規定，防范付款方式不當帶來的法律風險，保證資金安全。除了不足轉賬起點金額的采購可以支付現金外，采購價款應通過銀行辦理轉賬。第三，加強預付賬款和定金的管理，涉及大額或長期的預付款項，應當定期進行追蹤核查，綜合分析預付賬款的期限、占用款項的合理性、不可收回風險等情況，發現有疑問的預付款項，應當及時采取措施，盡快收回款項。

（九）會計控制

會計控制主要指采購業務會計系統控制。該環節的主要風險是：缺乏有效的采購會計系統控制，未能全面真實地記錄和反映企業采購各環節的資金流和實物流情況，相關會計記錄與相關采購記錄、倉儲記錄不一致，可能導致企業采購業務未能如實反映，以及采購物資和資金受損。

主要管控措施：第一，企業應當加強對購買、驗收、付款業務的會計系統控制，詳細記錄供應商情況、采購申請、采購合同、采購通知、驗收證明、入庫憑證、退貨情況、商業票據、款項支付等情況，做好采購業務各環節的記錄，確保會計記錄、采購記錄與倉儲記錄核對一致。第二，指定專人通過函證等方式，定期向供應商寄發對賬函，核對應付賬款、應付票據、預付賬款等往來款項，對供應商提出的異議應及時查明原因，報有權管理的部門或人員批準后，做出相應調整。

三、采購業務的后評估

由于采購業務對企業生存與發展具有重要影響，需要強調企業應當建立采購業務后評估制度。就此，企業應當定期對物資需求計劃、采購計劃、采購渠道、采購價格、采購質量、采購成本、協調或合同簽約與履行情況等物資采購供應活動進行專項評估和綜合分析，及時發現采購業務薄弱環節，優化采購流程，同時，將物資需求計劃管理、供應商管理、儲備管理等方面的關鍵指標納入業績考核體系，促進物資采購與生產、銷售等環節的有效銜接，不斷防范采購風險，全面提升采購效能。

阜康天山水泥有限責任公司

蔣新杰

第四篇：智能控制在現代工業中的應用

智能控制在現代工業中的應用

1現代工業系統的特點與智能控制的形成

智能控制形成的工業因素 隨著科學技術的不斷進步和工業生產的不斷發展，現代工業生產過程，特別是復雜工業生產過程的控制與綜合自動化越來越成為人們所必須面對的問題。它既是推動自動控制理論和系統科學發展的強大動力，同時也對自動控制提出了前所未有的挑戰，其表現為：（1）被控對象日益復雜被控對象往往是無窮維的復雜系統，表現出很強的分布特性，而利用有限參數模型設計的控制，其有效性不能保證。這種復雜性還表現在被控對象與環境的關系上，如不確定性因素增多，缺乏先驗知識，環境干擾具有多樣性、時變性和隨機性，系統與環境、系統的各子系統之間和系統內部的關聯性相當強且復雜。（2）高度的不確定性現代工業系統的結構、參數和環境都具有高度的不確定性，系統和環境有許多未知因素，如環境的動態變化、輸入信息的多樣化和數據量顯著增加等，而且其信息結構也發生了質的變化，包括信息的不可預知性、不完全性等。（3）多層次、多目標的控制要求現代工業控制所追求的已不僅僅是低層次上單一的品質，而是力求實現多樣化、多層次的綜合目標，包括協調、調度、管理及決策等。（4）控制手段的經濟性基于實時性、生產成本和操作工素質等因素的考慮，控制手段不允許過分復雜。現代工業生產為追求高質量、高可靠、高效益、高適應性的“四高”目標，一方面其生產規模越來越龐大，節奏越來越快，工藝越來越復雜；另一方面基于嚴格和精確的數學模型描述基礎上的傳

統控制理論的分析、綜合與設計技術與現代工業生產的控制實踐存在著巨大的鴻溝，理論與應用之間存在著嚴重的不協調性，面對復雜的工業對象，2工業自動化控制系統

在自動化（automation）不斷完善和發展的今天，自動化水平已經成為衡量企業現代化水平的一個重要標準，而自動化的一個重要分支——工業自動化，更是生產型企業提高生產效率，穩定產品質量的重要手段。我國的自動化發展歷程也經歷了以“觀測”為主的第一階段，以“觀測”并“人為反應”的第二階段，已經逐漸進入到“自動測量自動反應”的第三階段。這些進步，同時需要控制理論和實踐的完善，智能控制（intelligent controls）作為現代控制理論基礎上發展起來的新型控制理論，已經廣泛應用于各個自動化領域，全自動洗衣機就是典型的智能控制自動化的例子。

一個控制系統包括控制器（controller）、傳感器（sensor）、變送器（transmitter）、執行機構（final controlling element）、輸入輸出接口（I/0 interface）五部分組成。控制器的輸出經過輸出接口、執行機構，加到被控系統上；控制系統的被控量，經過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器，這樣完成了一次正常的運算控制操作。按照自動控制有無針對對象來劃分，自動控制可分為“開環控制”和“閉環控制”。區分“開環控制”和“閉環控制”最直接的辦法是看是否有最終對象的反饋，當然這個反饋不是人為直觀觀察的。例如向一個容器里加水，有水位測量設備，水位到達設定的高度，水龍頭自動關

斷，這就是“閉環控制”；如需人為的看水是否到了設定的高度，而去人為的關水龍頭，這就是“開環控制”。當然，智能控制，目標是不需要人為干預，所以，我們可以簡單的認為“開環控制”是人為干預控制，不能完全體現智能控制的特點，所以在這里不去深究它。“閉環控制”按照執行機構的不同，可分為“狀態閉環控制”和“調節閉環控制”。區分“狀態閉環控制”和“調節閉環控制”的辦法是看對執行機構的作用方式，如上例中，如果水龍頭是開關兩位的，在水位到達設定的高度，自動關斷水龍頭，則此為“狀態閉環控制”；如果水龍頭是可調節的，根據水位高度的不同，調節水龍頭開度的大小，通過加水量的不同，讓水位保持平衡，此為“調節閉環控制”。

目前工業自動化控制中，“狀態閉環控制”多用于保護類控制，例如汽機的ETS，鍋爐的MFT，化工的ESD，水泵保護等等。其優點是反應比較快，控制器本身不需要復雜的計算，通過邏輯運算基本可以實現；其缺點是一旦收到的反饋信號為假信號，則按照假信號進行動作，工程上多稱之為“誤動”。由于動作迅速（一般是以“毫秒”為單位進行計算），所以一旦誤動產生，無法在執行之前或之中做出人為反應處理，只能事后補救，而一些重要的保護一旦產生誤動，其影響和損失都是比較大的。針對這個問題，根據現場“狀態閉環控制”的重要性和損失性，需要將反饋信號進行品質判斷處理，判斷出信號的真實性，如果是假信號，則保持原信號不變，不觸發執行機構工作，避免誤動。而且幾乎所有的“狀態閉環控制”都有是否允許執行的開關，即聯鎖按鈕。聯鎖按鈕可根據實際情況，屏蔽控制內容，這樣就可以部分的對其進行提前控

制，把誤動的可能性減到最低。

“調節閉環控制”相對“狀態閉環控制”要復雜一些，需要控制器進行復雜的運算，計算出輸出的結果給執行機構，執行機構進而調節被調節對象。從時間上來講，“調節閉環控制”是不間斷的時時進行計算和輸出，其周期決定于控制器的運算周期。“調節閉環控制”需要人為或通過系統計算給定一個被控制對象的理想的狀態數值（給定值 set value，簡寫為S），控制器會比較實際的被控制對象的數值（測量值 practicalvalue，簡寫P）與給定值之間的偏差，并計算出輸出到執行機構的值（輸出值 outputvalue，簡寫O）給執行機構，執行機構變化，使測量值改變，控制器再次比較測量值與給定值的偏差（以下簡稱偏差），進行下一循環的計算并輸出。“調節閉環控制”一般常用的控制方式是“比例積分微分控制”即“PID控制”或“PID調節”。PID控制器就是根據偏差，利用比例（proportional）、積分（integration）、微分（differentiation）計算出控制量進行控制的。PID控制器問世至今已有近幾十年的歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。很多盤裝儀表控制器就具備很好的帶有記憶功能的PID控制功能。“調節閉環控制”對控制系統中各個環節設備性能的要求比較高，如對執行機構，要求執行機構的線性度要高，不能是越階式執行。同時，“調節閉環控制”因為是時時調節控制，所以對執行機構的機械部分磨損比較大，部分的影響執行機構的壽命。

在“調節閉環控制”中，對控制系統的各個部分的工作狀態也有所要求，同例如執行機構，“調節閉環控制”要求執行機構是工作狀態是在“線性區域”工作，而不是死區。所謂死區（dead zone），又稱儀表不靈敏區，是指輸入量的變化不致引起該儀表輸出量有任何可察覺的變化的有限區間。例如一個執行機構，接收4~20mA線性信號，輸出動作是0~100%的機械力，那么當輸入的信號是4.0005mA的時候，執行機構是不動作的，此時4.0005mA是處于執行機構的死區內。閥門是最典型的執行機構，閥門的工作特性曲線圖（如圖01）表示出了閥門死區與工作線性區的特點。圖中Y軸代表的是閥門輸出的機械動作，即實際開度；X軸代表接受到的執行命令大小，即要求開度。由圖可知，閥門在關閉時剛開始接收到開信號時閥門無實際動作，這段區域即是死區，然后在接受到一定的信號值后，閥門開始大幅度動作，然后進入到一個相對平緩的直線運行區域，這段相對平緩的直線即線性區（linear zone）。然后再經過大幅度動作區，死區，到底滿開度。關閉亦然。實際中，很多閥門在實際中是不可能完全達到0%和100%開度的，也就是說0%開度閥門一定或多或少有一些流量，而100%開度也不可能是0阻力流動的。

了解了“調節閉環控制”的執行機構特點，之后進行調節，方法多為PID調節。而PID調節有很多計算方法，實際應用卻多用“試湊法”，即先通過經驗預設一組PID參數值，再根據實際效果調節參數值，達到預期的目的。所以實際中主要調節什么參數，如何去調節PID參數，是最直接需要掌握的內容。

首先要知道所調試的調節系統的作用方式，即正作用還是反作用。如果被調節對象的測量值大于給定值，則增大執行機構輸出值，此為正作用。反之為反作用。同一個容器，即有進水閥，也有排水閥，被調節對象是水位，那么如水位高于期望值，需減小進水閥的開度，進水閥為反作用；需增大排水閥開度，排水閥為正作用。正反作用是PID調節的基礎，是執行機構的方向問題，找對了方向，才有可能向好的調節效果上發展。

其次要了解的，就是P、I、D的含義了。比例、積分、微分在PID調節的作用。

比例（P）控制是一種最簡單、最基礎的控制方式。其控制器的輸出與偏差信號成比例關系。比例控制的輸出曲線如圖02所示，其輸出

是一條始于原點的直線，而直線的斜率是由比例增益確定的。調節的一方面，測量值和給定值無限接近，即偏差值很小越好，從而滿足調節的精度：另一方面，調節需要具有一定的幅度，以保證調節的靈敏度。解決這一矛盾的方法就是事先將偏差信號進行放大。比例增益就是用來設置差值信號的放大系數的。籠統的講比例增益就是放大倍數。一般在初次調試時，比例增益可按中間偏大值預置．待設備運轉時再按實際情況細調。而系統當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差，其測量值曲線的表現是等幅振蕩。

積分（I）控制對比例控制有強烈的制約效應。對一個自動控制系統，如果在進入穩態后存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入“積分”。隨著時間的增加，積分作用會增大。這樣，即便偏差很小，積分也會隨著時間的增加而加大，它反向推動控制器的輸出，使穩態誤差減小，直到等于零。積分曲線如圖03所示，其作用方式是只要有偏差，并且偏差在允許偏差范圍只外，積分就會起作用，反作用拉動比例增幅。反之

如果無偏差或者偏差在允許范圍內，積分作用消失。調節積分的參數是積分時間，由比例控制可知，比例增益越大，由于慣性導致“超調”，然后反過來調整，再次超調，形成振蕩。引入積分的效果是，使經過比例增益放大后的差值信號在積分時間內逐漸增大，從而減緩其變化速度，防止振蕩。但積分時間太長，又會當反饋信號急劇變化時，被控物理量難以迅速恢復。因此，積分時間的取值與拖動系統的時間常數有關：拖動系統的時間常數和積分時間是成正比的。

微分（D）控制是在調節系統在進行比例控制和積分控制之前進行的超前控制，采用微分控制的主要原因是控制系統中有滯后性。系統在比例控制之后，被控物理量值未及時的變化，而是比例控制超調的時候開始變化，此時積分作用已不能對比例進行很好的反拉動作用，比例因為慣性在達到理想輸出時向反方向移動，無限制振動。這樣就需要微分提前控制，微分控制曲線如圖04，微分作用是在比例控制之前，提前輸出作用于被控對象，抵消滯后時間，而后比例控制和積分控制起作用，從而避免了被控量的嚴重超調。微分根據差值信號變化的速率，提前給出一個相應的調節動作，從而縮短了調節時間，克服因積分時間過長而

使恢復滯后的缺陷。微分控制參數主要是微分時間，微分時間的取值也與拖動系統的時間常數有關，拖動系統的時間常數與微分時間也是成正比關系。

PID控制是比例、積分、微分結合作用控制，目前比較常見的是PI控制和PID控制，根據實際的被控對象不同，選擇的控制組合方式也不同，但目的曲線是相同的，如圖05所示，圖中Y軸代表測量值及給定刻度。X軸代表時間，給定值是固定的，所以是一條平行于X軸的直線，理論上，我們希望的曲線，是被控量直接向給定量靠近，進而重合，如曲線“理想狀態下的被調節對象測量值曲線”，但實際中并不能實現，客觀上比較理想的是圖中“調節較好的被調節對象測量值曲線”，被控量圍繞給定量振蕩幾個周期后，靠近給定量。實際中，被控量和給定量是不可能完全重合，存在動態的偏差。至于是否能穩定，或者經過幾個周期才平穩，要取決于參數的設置，各個控制環節的性能，還有外擾。3 智能控制技術發展趨勢展望

目前，控制理論與技術向著2個方向發展，一是就一個理論或方法本身的深入研究；二是將不同的方法適當地結合在一起，相互取長補短，發揮各自優勢，形成新的控制系統，獲得單一方法所難以達到的效果，最近出現了下面幾種智能控制中的混合算法。由于專家系統控制、模糊控制和神經網絡控制各有特點，因此目前有些研究者集成這些方法，形成了模糊神經網絡控制和專家模糊控制等多個方向。例如，一種基于神經網絡的模糊焊接控制方法、基于進化計算和神經網絡的財政預算方法、用于醫學診斷的粗集神經網絡專家系統 和基于模糊專家系統的不穩定電壓控制。子波變換、遺傳算法與模糊神經網絡的結合、以及混沌理論等，也將成為智能控制的發展方向。4 結束語

智能控制已初具學科體系，包括基礎理論、技術方法和實際應用等方面。在基礎理論方面，涉及傳統人工智能的知識表示和推理、計算智能(如模糊計算、神經計算和進化計算等)和機器學習等。在技術方法方面，對專家控制、模糊控制、神經控制、學習控制和仿人控制等系統加以研究。目前，在世界范圍內，智能控制和智能自動化科學與技術正在成為自動化領域中最興旺和發展最迅速的一個分支學科，并被許多發達國家確認為面向2l世紀和提高國家競爭力的核心技術。

第五篇：模糊控制在汽車上的應用

模糊控制在汽車上的應用

模糊控制在家電上的應用已經不是什么新鮮事，最近又常常聽說汽車上也有應用，一些網友來信詢問，什么是模糊控制？汽車上為什么要使用模糊控制技術？ 簡單地說，模糊控制是計算機數字控制的一種特殊形式，具有處理模糊信息的能力。眾所周知，計算機處理精確信息達到無與倫比的程度，能夠把人造衛星準確地送入軌道。但是，對于人輕而易舉就能做到的許多事情它卻做不了。這是為什么呢？原來，人具有識別模糊事物，運用模糊概念的能力。

世界上許多東西是不能用精確的數學模型來表達的。人的語言中就有大量的諸如“大概”、“差不多”、“稍高”、“偏低”之類的詞語。事實上，處理許多事情用模糊的方式比用精確的方式更有效。例如廚師按照他總結出來的一些模糊的、說不清的原則來操作可以炒出美味的菜肴，而通過精密儀器控制的自動過程卻無能為力。模糊數學的創始人，著名的控制論專家扎德在談到這個問題的時候曾經用汽車停車作為例子。要在擁擠的停車場上兩輛車之間的一個空隙停放一部汽車，司機通過一些不精確的觀察，執行一些不精確的操縱，輕而易舉的就完成了泊車的工作。而如果通過微分方程表示汽車的運動，裝備精良的檢測設備，用一臺大型計算機也難以勝任這一工作。

因此，要研制智能化的汽車離不開模糊控制技術。現在，已經出現了許多商品化的模糊組件，通過裝載推理軟件或推理芯片來實現各種不同的功能。在汽車的剎車裝置系統、變速控制、車身彈性緩沖系統及巡航控制系統等部件中，已經廣泛地使用模糊技術。例如日本三菱公司研制的模糊跟蹤系統，能夠檢測前轉向輪的轉角和車速，求得汽車的轉彎速度，可以根據司機所要求的功率對輪胎承受能力進行控制，還能自調整發動機的功率，從而保證汽車轉彎時不會發生偏行。日本三菱公司在轎車的自動變速器上使用模糊技術，大大減少了過去由“電腦”控制自動變速器進行精確計算的許多麻煩，使自動變速更具實時性和時效性。而美國的福特汽車公司應用模糊技術制造出一種新的汽車調節器，不但能夠準確地保持汽車速度，還能夠在與別的汽車距離過近時自動剎車。

場總線網絡在純電動汽車控制系統的應用研究

引言

當今汽車的保有量和使用量的飛速增加使得大氣環境污染問題日益嚴重，加上石油資源危機，使得以電能作為驅動的汽車技術成為世界各汽車廠商技術競爭的熱點。但是電動汽車的產業化還處于初期的準備階段，與之相關的技術和產品尚未形成工業體系。在這一新的領域我國與國外處于相近的水平，為此科技部在十·五“863”計劃專門設立了電動汽車重大專項，以進一步推動電動汽車的產業化，實現我國汽車工業的跨越式發展。

現代汽車工業和電子技術飛速發展，汽車上的電子裝置越來越多。一輛高檔汽車的電氣節點數已達上千個，如果采用傳統的方法進行布線，連線的數量非常驚人而且有極大的故障隱患。為了解決這一問題，各大汽車廠商從上世紀70年代開始了車用網絡的研究，并取得了很大的發展，形成了多種適合不同傳輸速率及特殊用途的網絡協議，如：CAN總線、LIN總線、用于診斷的KWP2000、用于X-by-wire 的TTP、多媒體應用的MOST協議等。其中CAN（Controller Area Network，控制器局域網）是BOSCH公司于上世紀80年代提出的。為解決現代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種串行數據通信協議，可以很好的解決上述的問題。現在世界上許多汽車公司，如奔馳、寶馬、大眾等公司已采用CAN總線來實現汽車內部的數據通信。

我國對車用網絡、總線、通訊協議的研究起步比較晚，但近年來發展比較快，尤其在電動汽車項目中總線網絡得到廣泛的應用。2 汽車總線的技術特征

汽車總線傳輸必須確保以下幾點：保證信息能夠準確的傳送；總線節點能夠隨時訪問總線；節點根據預先確定的優先權進行總線訪問；具有根據信息內容解決總線訪問競爭的能力和競爭解決后獲勝站點能夠訪問總線且繼續傳輸信息；節點在盡量短的時間內成功訪問總線；最優化的傳輸速率（波特率）；節點的故障診斷能力；總線具有一定的可擴充性等等。2.1 數字信號的編碼

為了保證信息傳輸的可靠性，對數字信號正確編碼非常重要。汽車局域網數據信號多采用脈寬調制（PWM）和不歸零制（NRZ）。PWM作為編碼方案時，波特率上界為3×105Kbps，用于傳輸速率較低的場合。采用NRZ進行信息傳輸，可以達到1Mbps，用于傳輸速率較高的場合。2.2 網絡拓撲結構

實用的汽車局域網是總線拓撲結構，如CAN、SAEJ1850、ADVANCED PALMNET等，其優點是：電纜短，布線容易；總線結構簡單，又是無源元件，可靠性高；易于擴充，增加新節點只需在總線的某點將其接入，如需增加長度可通過中繼器加入一個附加段。2.3 總線訪問協議

汽車總線的訪問協議一般為爭用協議，每個節點都能獨立決定信息幀的發送。如果同時有兩個或兩個以上的節點發送信息，就會出錯，這就要求每個節點有能力判斷沖突是否發生，發生沖突時按某個規律等待隨機時間間隔后重發，以避免再發生沖突。網絡協議所使用的防沖突監聽措施多為載波監聽多路訪問，如CAN、SAEJ1850、ADVANCED PALMNET等都采用的是載波監聽多路訪問/沖突檢測+無損仲裁（CSMA/CD+NDA）。3 CAN總線的特點

CAN總線通信協議是在考慮工業現場環境的背景下制訂的，它采用了國際標準化組織 ISO制訂的開放系統互連ISO-OSI模型中的三層，即物理層、數據鏈路層和應用層。CAN總線規范已被國際標準化組織制訂為國際準ISO11898，并被公認為最有前途的現場總線之一，已經廣泛的應用于工業領域。得到 MOTOROLA、PHILIPS、Intel、SIEMENS等著名半導體器件生產廠家的支持，進而迅速推出了各種集成CAN協議的產品。與一般的總線相比，CAN 總線具有可靠、靈活、實時性強的優點。

(1)CAN 總線采用多主結構，網絡上的任一節點可在任意時刻向其他節點發送信息，通訊方式靈活。

(2)網絡上的節點根據對總線訪問優先級的不同（取決于報文標識符），最快可在134μs內得到響應。

(3)采用非破壞性總線仲裁技術，可以大大節省總線沖突仲裁時間，網絡在擁擠的情況下也不會癱瘓。

(4)CAN協議廢除了站地址編碼，而是對通信數據進行編碼，這可使不同的節點同時接收到相同的數據，可以方便的實現點對點、一點對多點及全局廣播等方式的傳送接收數據，容易構成冗余結構提高系統的可靠性和系統的靈活性。

(5)CAN采用NRZ編碼，直接通信距離最遠可達10km（速率5Kbps），通信速率最高可達1Mbps（此時通信距離最長為40m）。

(6)采用短幀結構，傳輸時間短，受干擾概率低。CAN的每幀信息都有CRC效驗及其他檢錯措施，保證數據出錯率極低。

(7)通訊介質可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。

(8)CAN節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節點的操作不受影響。CAN總線在純電動汽車中的應用

純電動汽車與傳統汽車最大的區別就是用電能來驅動，即用電池和電機的組合來代替傳統的發動機。這樣對電機的驅動控制和對電池的管理就成為電動汽車的關鍵技術。另外純電動汽車的控制系統還包括助力轉向控制、車身系統控制、組合儀表等部分，每個部分都有獨立的控制單元(ECU)，一些先進的汽車上還裝備了防抱死制動控制系統(ABS)、安全氣囊控制系統(SRS)、巡行控制系統、驅動防滑控制系統(ASR)、懸架控制、空調控制、防盜及其他控制等控制單元。另外，各種舒適性控制裝置和通訊系統也不斷增多，而且各ECU 之間有著密切的聯系，構成了基于CAN 總線的汽車控制系統網絡。

純電動汽車的整車控制系統是由兩條總線構成，即高速CAN總線和低速總線。高速CAN總線和低速總線是兩個獨立的總線系統。為了便于汽車所有功能的管理，通過網關將這兩個總線網絡連接起來，不同總線間的數據通過網關實現數據的共享。這樣兩個總線分別獨立運行，只有需要在兩種總線間交換的數據才通過網關進行傳輸。這種方式可將不同類型的信息分開，減輕了各網絡總線上的負擔。高速CAN總線主要連接電動汽車的驅動系統，由驅動系統各個子系統和故障分析記錄系統節點組成，可以實現對電機、電池、轉向、制動等關鍵系統的快速控制。

低速總線主要用于連接車身系統，連接對象主要為汽車中的聯合裝配單元，如門窗、照明、空調、濕度傳感器、中央集控鎖等，并通過網關作為子網接入高速CAN總線，組成一個統一的多元網絡。車身中位置比較近的元件連接到一個ECU，元件的狀態和控制信號可以通過與其連接的ECU與總線進行通訊。每一個ECU自成系統，可以根據本地信號和總線上的信號，控制本地執行機構的動作，同時將與其他節點共享的信號發送到低速總線上。目前，在汽車中應用較多的低速總線有兩種。一種是低速CAN總線，是按照ISO 11519-

2、J1939以及J2284組建低速容錯CAN總線。另一種是LIN總線，即局域互連網絡(Local Interconnect Network)，是按照ISO 9141 標準[2]來建立，能有效的支持汽車中分布式機械電子節點的控制。LIN總線具有成本低、可靠性高的特點，可以很容易的將一些成分比較敏感的元件，如智能傳感器、舒適性設備等，連接到汽車網絡中，在汽車應用中有望成為低速網絡的主流。

圖1 純電動汽車中控制網絡結構圖

整車控制ECU是整個汽車控制的中心。司機的鑰匙信號、加速信號、制動信號都進入到整車控制ECU，整車控制ECU通過對這些信號的分析并綜合檢測傳感器的狀態，產生各個節點的操作信號，并通過CAN總線將控制指令送到相應的節點。電機控制ECU和轉向、制動ECU根據整車控制ECU的控制指令，操縱汽車按照要求行駛。高速CAN總線上還設置故障診斷ECU，負責整車故障信息的診斷和存儲，并控制故障信號顯示，還可以通過無線通訊系統和外部的故障診斷系統進行通訊。另外高速CAN總線上設置了車載記錄儀，其作用類似飛機的“黑匣子”，用于記錄行車數據，分析記錄整車系統的運行情況。控制網絡的低速總線采用LIN總線。LIN總線是單主機節點和一組從機節點多點總線，主控制器為主站，其它車身系統為從站，主控制器同時作為LIN總線和高速CAN總線的網關，將整個車身系統總線連成一個統一的網絡，這樣所有 ECU 都掛到總線上，極大地簡化了汽車內控制系統的線路聯系，達到簡化布線、提高系統可靠性和可維護性、降低成本、更好的協調各個控制子系統的目的。

隨著車載多媒體在車輛中的廣泛應用，GPS、電話、音響、電視、DVD等系統進入汽車內，這些裝置之間需要頻繁的通訊，而且信息量巨大，CAN總線或J1850總線無法滿足這些裝置間的通訊要求，因為傳輸地理信息（GI）、數字音頻信息或車輛位置信息至少需要5Mbps的網絡速度，這樣就出現了一種新型總線IDB-1394，可以支持100、200、400Mbps的通訊速度，完全可以滿足高速通訊的網絡需求。

CAN總線是一種控制策略總線，主要實現對車輛本身的控制，而IDB-1394總線則是以多媒體信息交互、共享為目的。為實現車身整體性能的優化和實現CAN總線和IDB-1394總線間的信息流動，在兩總線間增加網關就可以實現車身總線網絡的一體化，從而實現車身的總線一體化控制。我國在CAN總線研究的重點和關鍵技術問題

CAN符合ISO/OSI的參考模型，但只規定了物理層和數據鏈路層的協議，用戶需要自己開發應用層協議。如Rockwell公司的DeviceNet協議和Honeywell公司的SDS總線就是CAN協議基礎上的應用層協議。國內在這方面的應用研究則剛剛起步，為了縮短同國外轎車技術水平的差距并提高自身的競爭力，我國汽車CAN總線的研究重點應是研究和開發自己的汽車總線與網絡應用系統，針對具體的車型開發ECU的硬件和應用層的軟件，并構成車內網絡。

利用CAN總線構建一個車內網絡，需要解決以下關鍵技術問題：確定總線傳輸信息的速率、容量、優先等級、節點容量等技術問題；在高電磁干擾環境下的數據的可靠傳輸；確定最大傳輸時的延時大小；網絡的技術；網絡的容錯和監控、故障診斷等功能。6 結論

隨著汽車技術的飛速發展，汽車總線這種有巨大應用前景的技術將得到更快的發展和更廣泛的應用。就我國的國情而言，加快對汽車總線技術的研究，開發有自主知識產權的汽車總線技術并應用于自己的汽車產業是當務之急，也是人們工作的重點。