Lonworks总线及其应用.pdfVIP

Lonworks总线及其应用 的应用及一个应用实例，最后对Lonworks技术的发展进行了展望。 一、现场总线 现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格 的降低，计算机与计算机刚络系统得到迅速发展。现场总线可实现整个氽·lk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，比较成熟的并且比较有影Ⅱ向力的现场总线则有以下几种类型： 9，P—net，10．CClink，11．AS—i，12．controllnet。 由干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行连线的结构形 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巾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 通信协议遵从相同的标准，设备之问可以实现信窟．交换，用户可按自己的需要，把不同供应商的产品 组成开放互连的系统。系统间，设备间可以进行信息交换，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 动控制的基本功能，并可以随时渗断设备的运行状况。 (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结构，简化了系统结构，提高r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，并可以满足安全防爆的要求。 由于现场总线结构简化，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 2韵 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行详细阐述： 1．Lonworks总线及Lonworks系统特点 7层通讯协议，这是在现场总线中唯一提供全部服务的现场总线，在工业控制系统中可同时应用在Sensor Bus、DeviceBus、FieldBus等任何一层总线中。它除了具有上面所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。每 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 制技术显示出很高的系统可靠性和系统响应，并且降低了系统的成本和运行费用。神经元芯片完成节点的 事件处理，j{二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 拓扑结构，并开发了本质安全防爆产品，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成本 的控制网络成为可能。神经元芯片是高度集成的内部含有3个8位的CPU：第一·个CPU为介质访问控制 C 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ANSI 中派生出来的，并对ANSIC进行了删减和增补。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。l1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内部的计时器应用。第二个CPU为网络处 通信协议。而开放式Lonworks系统具有如下的特点： (1)在设计、安