Lon Works 现场总线技术在潮流发电控制系统中的应用
0 引言
现场总线技术是在80年代后期发展起来的一种先进的现场工业控制技术。它集数字通信、智能仪表、微机技术、网络技术于一身，从根本上突破了传统的“点对点”式的模拟信号或数字—模拟信号控制的局限性，为真正的“分散式控制，集中式管理”提供了技术保证。本文将Lon Works现场总线技术应用在由DSP控制的70KW潮流发电装置中，真正做到在办公室内控制现场设备，察看运行情况，记录运行过程并适时进行调整。
1 潮流发电系统整体介绍
1.1 系统工作原理
“恒频”即是恒定液压马达的输出速度，实际上是一个恒速控制系统。该系统采用两个控制器进行控制，一个是控制柜中的数字控制器，其作用是完成系统运行状态的切换，运行参数的显示，系统的自保控制及另一个控制器进行必要的岸控。另一个控制器是模拟控制器。系统的执行元件是步进电动机，其作用是操纵液压马达的变量手柄使系统能输出50HZ稳定的三相电能，即稳速控制器，其工作过程为右测速发电机测出马达转速，然后与给定信号进行比较，通过功放带动步进电动机，经过螺旋减速器与变量手柄调整马达的转排量，最终使马达的输出稳定。
该系统主要由控制器,功放,步进电动机,螺旋减速器及变量手柄,液压马达,测速发电机组成,是一个闭环直流调速系统。如下图所示：
本系统中将被控制量 —液压马达输出转速，与给定转速 相比较，以构成误差信号 .直接利用误差进行控制，使系统趋向减小误差的方向，以至使误差为零，从而达到被控制量 趋向给定值 的目的[5]。
稳速恒频控制部分的负载是变量马达的变量手柄的转角，执行器采用步进电动机。系统方块图可写成如下形式：
设定一个e （即n0），便可得到一个稳定的ΩD（电机输入转速），其中K、τ参数是变化的，但是变化很缓慢，因此需要对输入设定值适当予以修正，或者控制参数需要调整，这由控制柜中的控制器来实现。
1.2控制系统组成
潮流发电的控制系统有以下几个部分组成：蓄电池及充电电路主电路，DSP主控制器，功率输出保护电路等。各部分中需要监测和/或控制的量主要有：发电机转速，步进电机转速，潮流流速，液压传动装置油压，油量，电池电压，现场温度等。
2 硬件实现
Lon Works现场总线结构如图1所示，它在采用开放式网络互联七层模型（OSI）的基础上开发了LonTalk通信协议。每个节点都有信息处理和控制的功能。另外还具有11个功能强大的I/O接口。用户可以指定34种不同的I/O接口方式与传感器、执行器相联，可以很方便地把整个控制系统联成一个局域操作网 （Local Operation Network） [4]。LON网上的每个控制点称为LON节点或LonWorks智能设备，它包括一片Neuron芯片、传感和控制设备、收发器和电源。下图是—种典型的LON节点方框图。
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