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基于LongWorks供水系统的设计

作者:时间:2014-03-21来源:网络收藏
1引言

近年来,运用网络化监控分散智能仪表设备,广泛应用于楼宇智能化。本文介绍并采用研华的webaccess开发人机界面,基于longworks技术,实现网络化监控楼宇分布式恒温恒压供水系统的设计。

2lonworks技术及其应用概况

美国埃施朗公司(echelon)公司于1991年提出了lonworks(local operating networks,局部操作网络)网络,简称l0n网。lonworks是一种完整的、全开放的、可互操作的、成熟的和低成本的分布式控制网络技术,其核心是采用neuron芯片和lontalk协议。lonworks 2006年被接受转化为中国国家标准gb/z 20177-2006 《lonworks asni/cea709及ansi/cea 852》。

2.1 支持osi七层模型的lontalk协议

lontalk协议是lon总线的专用协议,是直接面向对象的网络协议,它支持osi七层模型,在lontalk的七层协议中,介质访问方式为p-p csma(predictive p-presistent csma),采用网络逻辑地址寻址方式,优先级机制保证了通信的实时性,安全机制采用证实方式,因此能构建大型网络控制系统。

2.2 有通信和控制功能的neuron芯片

neuron芯片内置现成的i/o对象和固化了完整的lontalk协议。芯片内部有3个8位cpu、11个编程i/o口、5个网络通信端口,不仅具有强大的通信功能,更集采集和控制于一体。

2.3 开放性

lonworks支持多种通信媒介,如双绞线、同轴线缆、光纤和无线微波等;支持任意自由拓扑网络结构,组网络拓扑结构可以是任意形式,可以是星型、树型、网型等,实现真正的点对点通讯,网络节点之间使用逻辑连接,这使得系统中节点的增加、修改很容易,便于系统调整和扩充升级。

由于lonworks在组建分布式监控网络方面有优越的性能,到目前为止,使用lonworks技术的生产厂家已经超过3000多家,世界大的楼宇控制公司,如霍尼维尔、安德沃、西比、江森、兰吉尔、萨切维尔等都正在采用lonworks技术改造产品。lonworks技术已大量应用于现代化楼宇、工业、农业、医疗和交通运输业等。

3advantech webaccess简介

advantech webaccess是研华公司基于浏览器的hmi和scada,基于web浏览器的客户端既可监视又可控制。advantech webaccess区别于其它软件的最大特点就是,全部的工程组态、数据库设置、图像制作和软件管理都可以通过internet和intranet在异地使用标准的浏览器完成。它采用分布式结构体系,每个监控节点都可以独立运行或与其它监控节点组成一个大型工程。使用webaccess更快速的配置lonworks网络并且增加系统可靠性。

4供水系统硬件组成

楼宇分布式恒温恒压供水系统主要工艺流程如图1所示,采用增压泵p6、p7供给冷水;采用增压泵p3、p4提供水源,经换热器供给热水,其中p3和p6带变频器调节。监控网络如图2所示,其核心是采用安拓晋科技的lonworks总线控制器:一个cpu单元、一个四路模拟量输出单元fio-4ao、一个8路模拟量输入单元fio-8ai、两个4路输出和4路输入的数字量单元fio-d8x。利用lonworks总线控制器的pid功能,自动调节变频器、电动调节阀和加热调压器,实现恒温和恒压供水。

图1供水系统工艺流程图

5系统软件开发

5.1 lonworks网络开发

lonworks网络使用nodebuilder3.1开发工具开发。nodebuilder开发工具是一个为neuron芯片和埃施朗公司智能收发器开发应用程序的硬件和软件平台,nodebuilder工具包括nodebuilder软件和lonmaker集成工具,开发过程为:

(1) 配置网络接口ilon100:本系统lonworks网络通过lonworks网络适配器卡与上位机连接。ilon100的配置主要是设置网络接口名字,为lonmaker提供网络接口,设置的具体内容包括:接口类型、ip地址和端口号。

(2) 创建lonworks网络及节点:使用lonmaker平台创建一个lonworks网络,并增加一个节点。检索该节点的loncpu可以获取硬件的网络变量表。图3为本系统的部分变量表,表中可以看到有8路数字输出的网络变量和4组pid,以及他们的当前值,改变网络变量的值,就可以测试网络上的设备。



图2 供水系统监控网络结构图

(3) lonworks编程:nodebuilder软件是基于neuron芯片的软件工具,设备应用程序采用neuron c语言编写,其主要的特点就是引入网路变量,网路变量的传送是通过lontalk协议完成的,对用户是透明的,网路变量提供了一个非常灵活的由系统节点操作分布数据的方法,应用程序开发者可忽略网路变量传送的目标地址、打包拆包、报文缓冲区、节点寻址、请求/响应/重发等低层的网路操作,网路变量简化开发和安装分布系统的过程;而任务调度是由事件驱动(event driven)运行客户提交的任务。系统的关键程序如下:

定义网络变量。根据检索loncpu获取硬件的网络变量表,定义对应的网络变量类型及名称,就可以对硬件进行读写。
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