基于LongWorks供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
近年來，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控分散智能儀表設(shè)備，廣泛應(yīng)用于樓宇智能化。本文介紹并采用研華的webaccess組態(tài)軟件開發(fā)人機(jī)界面，基于longworks工業(yè)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控樓宇分布式恒溫恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
2lonworks技術(shù)及其應(yīng)用概況
美國埃施朗公司(echelon)公司于1991年提出了lonworks(local operating networks,局部操作網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò),簡稱l0n網(wǎng)。lonworks是一種完整的、全開放的、可互操作的、成熟的和低成本的分布式控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其核心是采用neuron芯片和lontalk協(xié)議。lonworks 2006年被接受轉(zhuǎn)化為中國國家標(biāo)準(zhǔn)gb/z 20177－2006 《lonworks asni/cea709及ansi/cea 852》。
2.1 支持osi七層模型的lontalk協(xié)議
lontalk協(xié)議是lon總線的專用協(xié)議，是直接面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它支持osi七層模型，在lontalk的七層協(xié)議中，介質(zhì)訪問方式為p-p csma(predictive p-presistent csma)，采用網(wǎng)絡(luò)邏輯地址尋址方式，優(yōu)先級機(jī)制保證了通信的實(shí)時(shí)性，安全機(jī)制采用證實(shí)方式，因此能構(gòu)建大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
2.2 有通信和控制功能的neuron芯片
neuron芯片內(nèi)置現(xiàn)成的i/o對象和固化了完整的lontalk協(xié)議。芯片內(nèi)部有3個(gè)8位cpu、11個(gè)編程i/o口、5個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信端口，不僅具有強(qiáng)大的通信功能，更集采集和控制于一體。
2.3 開放性
lonworks支持多種通信媒介，如雙絞線、同軸線纜、光纖和無線微波等；支持任意自由拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是任意形式，可以是星型、樹型、網(wǎng)型等，實(shí)現(xiàn)真正的點(diǎn)對點(diǎn)通訊，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間使用邏輯連接，這使得系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的增加、修改很容易，便于系統(tǒng)調(diào)整和擴(kuò)充升級。
由于lonworks在組建分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方面有優(yōu)越的性能，到目前為止,使用lonworks技術(shù)的生產(chǎn)廠家已經(jīng)超過3000多家，世界大的樓宇控制公司,如霍尼維爾、安德沃、西比、江森、蘭吉爾、薩切維爾等都正在采用lonworks技術(shù)改造產(chǎn)品。lonworks技術(shù)已大量應(yīng)用于現(xiàn)代化樓宇、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和交通運(yùn)輸業(yè)等。
3advantech webaccess簡介
advantech webaccess是研華公司基于瀏覽器的hmi和scada組態(tài)軟件，基于web瀏覽器的客戶端既可監(jiān)視又可控制。advantech webaccess區(qū)別于其它軟件的最大特點(diǎn)就是，全部的工程組態(tài)、數(shù)據(jù)庫設(shè)置、圖像制作和軟件管理都可以通過internet和intranet在異地使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器完成。它采用分布式結(jié)構(gòu)體系，每個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立運(yùn)行或與其它監(jiān)控節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)大型工程。使用webaccess更快速的配置lonworks網(wǎng)絡(luò)并且增加系統(tǒng)可靠性。
4供水系統(tǒng)硬件組成
樓宇分布式恒溫恒壓供水系統(tǒng)主要工藝流程如圖1所示，采用增壓泵p6、p7供給冷水；采用增壓泵p3、p4提供水源，經(jīng)換熱器供給熱水，其中p3和p6帶變頻器調(diào)節(jié)。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，其核心是采用安拓晉科技的lonworks總線控制器：一個(gè)cpu單元、一個(gè)四路模擬量輸出單元fio-4ao、一個(gè)8路模擬量輸入單元fio-8ai、兩個(gè)4路輸出和4路輸入的數(shù)字量單元fio-d8x。利用lonworks總線控制器的pid功能，自動調(diào)節(jié)變頻器、電動調(diào)節(jié)閥和加熱調(diào)壓器，實(shí)現(xiàn)恒溫和恒壓供水。
圖1供水系統(tǒng)工藝流程圖
5系統(tǒng)軟件開發(fā)
5.1 lonworks網(wǎng)絡(luò)開發(fā)
lonworks網(wǎng)絡(luò)使用nodebuilder3.1開發(fā)工具開發(fā)。nodebuilder開發(fā)工具是一個(gè)為neuron芯片和埃施朗公司智能收發(fā)器開發(fā)應(yīng)用程序的硬件和軟件平臺，nodebuilder工具包括nodebuilder軟件和lonmaker集成工具，開發(fā)過程為：
(1) 配置網(wǎng)絡(luò)接口ilon100：本系統(tǒng)lonworks網(wǎng)絡(luò)通過lonworks網(wǎng)絡(luò)適配器卡與上位機(jī)連接。ilon100的配置主要是設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口名字，為lonmaker提供網(wǎng)絡(luò)接口，設(shè)置的具體內(nèi)容包括：接口類型、ip地址和端口號。
(2) 創(chuàng)建lonworks網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn)：使用lonmaker平臺創(chuàng)建一個(gè)lonworks網(wǎng)絡(luò)，并增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)。檢索該節(jié)點(diǎn)的loncpu可以獲取硬件的網(wǎng)絡(luò)變量表。圖3為本系統(tǒng)的部分變量表，表中可以看到有8路數(shù)字輸出的網(wǎng)絡(luò)變量和4組pid,以及他們的當(dāng)前值，改變網(wǎng)絡(luò)變量的值，就可以測試網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。
圖2 供水系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
(3) lonworks編程：nodebuilder軟件是基于neuron芯片的軟件工具，設(shè)備應(yīng)用程序采用neuron c語言編寫，其主要的特點(diǎn)就是引入網(wǎng)路變量，網(wǎng)路變量的傳送是通過lontalk協(xié)議完成的，對用戶是透明的，網(wǎng)路變量提供了一個(gè)非常靈活的由系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)操作分布數(shù)據(jù)的方法，應(yīng)用程序開發(fā)者可忽略網(wǎng)路變量傳送的目標(biāo)地址、打包拆包、報(bào)文緩沖區(qū)、節(jié)點(diǎn)尋址、請求/響應(yīng)/重發(fā)等低層的網(wǎng)路操作，網(wǎng)路變量簡化開發(fā)和安裝分布系統(tǒng)的過程；而任務(wù)調(diào)度是由事件驅(qū)動(event driven)運(yùn)行客戶提交的任務(wù)。系統(tǒng)的關(guān)鍵程序如下：
定義網(wǎng)絡(luò)變量。根據(jù)檢索loncpu獲取硬件的網(wǎng)絡(luò)變量表，定義對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)變量類型及名稱，就可以對硬件進(jìn)行讀寫。 雙絞線傳輸器相關(guān)文章:雙絞線傳輸器原理 調(diào)壓器相關(guān)文章:調(diào)壓器原理
評論