### 基于DeviceNet现场总线的船用分布式液压控制系统
#### 知识点一：DeviceNet现场总线技术
DeviceNet是一种基于CAN (Controller Area Network) 总线标准的通信协议，专为工业设备间的通信而设计。它由RockWell公司推出，其特点在于低成本和高可靠性。DeviceNet能够将基本的工业设备如开关、传感器、电机启动器和操作员接口连接成网络。相较于传统控制系统，DeviceNet具有快速响应、高可靠性、强抗干扰能力以及便于扩展的优点。它支持最多可达64个节点的多支线网络连接，且允许用一根电缆连接距离不超过500m的PIC用户端点，非常适合控制目标设备分散、环境复杂且对可靠性有高要求的应用场景，例如船舶。
#### 知识点二：分布式液压控制系统概念
分布式液压控制系统是指将液压控制系统中的控制部分分散到多个节点，每个节点能够独立执行控制任务，同时整个系统通过现场总线进行通讯协调。在这种系统中，液压动力源（如液压泵站）与液压执行机构（如液压缸、液压马达）通过液压回路和管路附件连接，可实现在不同舱室或位置的控制目标设备的远程控制和监测。这种分布式设计有助于提升系统抗环境干扰能力、提高可靠性并降低布线成本。
#### 知识点三：系统设计要求
本控制系统设计的核心要求是满足对多个控制目标设备的分布式控制，且设备分散布置于船舶全区域，总线电缆总长度接近500米。同时，系统需要保证在盐雾、高湿和震动等恶劣环境下的设备工作可靠性，因此选择独立液压系统作为控制目标设备的执行机构动力源。此外，所有控制目标的主要设备状态、控制指令、执行机构动作执行情况和故障报警等信息需要通过网口接入船上信息系统网络。
#### 知识点四：系统软硬件组成
在硬件组成方面，控制系统包括PLC模块、执行机构（含液压回路和管路附件）。液压泵站功率、液压站容积、液压管路和执行机构的具体形式等技术状态，需根据控制目标的外形、载荷、数量和分布情况进行设计。
在软件方面，系统软件主要包括系统状态显示程序和PLC控制程序。系统状态显示程序运行于上位机，主要用于完成系统运行和故障信息的显示及存储。PLC控制程序则用于实现系统控制逻辑。其中，系统状态显示程序采用MCGS组态软件开发，主要包含上行通信模块，以便实现与全船信息网络系统的连接。
#### 知识点五：船舶自动化与电子控制系统
船舶自动化和电子控制系统是现代船舶设计和运行的关键部分，它们为船舶提供必要的导航、控制、监控和安全功能。液压控制系统在船舶自动化中扮演重要角色，尤其在需要大功率控制的场合，如舵机控制、甲板机械操作等。使用基于DeviceNet现场总线的分布式液压控制系统，能够使得船舶上的液压控制更加智能化、灵活化和可靠化，满足现代船舶对于复杂控制需求。
#### 知识点六：现场总线技术的发展与应用
现场总线技术自提出以来，在工业控制领域得到了广泛应用，特别是设备网（DeviceNet）的应用，它将工业自动化推向了一个新的高度。现场总线技术通过网络化实现了设备间的高速通信和实时控制，极大地提高了系统的性能和可靠性，降低了安装和维护成本。DeviceNet作为其中的一种代表，其开放性、成熟度和稳定性使得其在各种工业应用中，尤其是恶劣环境下的应用中，成为首选。
#### 知识点七：船舶控制系统的特殊要求
由于船舶工作环境的特殊性，如高盐雾、湿度、振动和电磁干扰等，船用控制系统在设计时需要特别考虑这些因素以确保系统的长期稳定运行。比如，使用独立的液压系统作为动力源，可以避免环境因素对系统性能的影响。同时，控制系统还需具备良好的抗干扰能力，快速准确地响应控制命令，并保证信息传递的实时性和准确性，确保船舶的安全和有效运行。
