Lonworks总线及其应用.pdf

-..Lonworks总线及其应用2021-2-2717:03:00来源：一、现场总线现场总线是20世纪80年代中期在国际上开展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的降低，计算机与计算机网络系统得到迅速开展。现场总线可实现整个企业的信息集成，实施综合自动化，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。迄今为止，比拟成熟的并且比拟有影响力的现场总线那么有以下几种类型：1.FF，2.Profibus，3.CAN，4.Lonworks，5.Devicenet，6.Interbus，7.WorldFIP，8.Swiftnet，9.P-net，10.CC-link，11.AS-i，12.controllnet。由于现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路要求，设备一对一的分别进展连线的构造形式。把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块放入现场设备，加上现场设备具有通信能力，因而控制系统功能能够不依赖控制室中的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。现场总线系统在技术上具有以下特点：(1)系统具有开放性和互用性通信协议遵从一样的标准，设备之间可以实现信息交换，用户可按自己的需要，把不同供给商的产品组成开放互连的系统。系统间、设备间可以进展信息交换，不同生产厂家的性能类似的设备可以互换。(2)系统功能自治性系统将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可以完成自动控制的根本功能，并可以随时诊断设备的运行状况。(3)系统具有分散性现场总线构成的是一种全分散的控制系统构造，简化了系统构造，提高了可靠性。(4)系统具有对环境的适应性现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电和通信，并可以满足平安防爆的要求。由于现场总线构造简化，不再需要DCS系统的信号调理、转换隔离等功能单元及其复杂的接线，节省了硬件数量和投资。简单的连线设计，节省了安装费用。设备具有自诊断与简单故障处理能力，减少了维护工作量。设备的互换性、智能化、数字化提高了系统的准确性和可靠性。还具有设计简单，易于重构等优点。下面本文对Lonworks总线和其技术特点及原理进展详细阐述：1.Lonworks总线及Lonworks系统特点Lonworks是由美国Echelon公司于20世纪90年代初推出的现场总线，它采用ISO/OSI模型的全部7层通讯协议，这是在现场总线中唯一提供全部效劳的现场总线，在工业控制系统中可同时应用在SensorBus、DeviceBus、FieldBus等任何一层总线中。它除了具有上面说提到的现场总线的公共的特点外，另外，在一个Lonworks控制网络中，智能控制设备(节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通信。--可修编.-..每个节点都包含置的智能来完成协议的监控功能。一个Lonworks控制网络可以有3个到30000个或更多的节点：传感器功能(温度、压力等)、执行器功能(开关、调节阀、变频驱动等)、操作接口(显示、人机界面等)、控制功能(新风机组、VAV等)。由于不需要像传统控制系统中的中央控制器，Lonworks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性和系统响应，并且降低了系统的本钱和运行费用。神经元芯片完成节点的事件处理，并通过多种介质把处理结果传递给网络上的其它节点。同时还采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质和多种拓扑构造，并开发了本质平安防爆产品，被誉为通用控制网络。Lonworks的核心是神经元芯片(NeuronChip)，使用CMOSCLSI技术的神经元芯片使实现低本钱的控制网络成为可能。神经元芯片是高度集成的部含有3个8位的CPU：第一个CPU为介质访问控制处理器，处理LonTalk协议的第一层和第二层；Neuron芯片的编程语言为NeuronC，它是从ANSIC中派生出来的，并对ANSIC进展了删减和增补。Neuron芯片可以通过5个通信管脚与网络上的其它节点交换信息，也可以通过11个应用管脚与现场的传感器和执行器交换信息。11个应用管脚具有34种应用操作模式，可以在不同的配置下为外部提供灵活的接口和芯片部的计时器应用。第二个CPU为网络处理器，它实现LonTalk协议的第三层至第六层；第三个CPU为应用处理器，实现LonTalk协议的第七层，执行用户编写的代码及用户代码所调用的操作系统效劳。神经元芯片实现了完整的Lonworks的Lon