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LonWorks现场总线在建筑自动化中的应用
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| sp; ＩＥＣ ６２０２６－３
操作器传感器接口 Ａｓ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＡＳｉ） ＩＥＣ ６２０２６－４ 通信协议 ＬｏｎＴａｌｋ ＩＥＣ ６２０２６－５ 配线系统 Ｓｍａｒｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ（ＳＤＳ） ＩＥＣ ６２０２６－６ 多路串行控制总线 Ｓｅｒｉｅｓ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｂｕｓ（ＳＭＣＢ） 在１９９９年由美国标准ＡＮＳＩ／电子工业协会标准ＥＩＡ７０９．１－Ａ－１９９９规定为家用电器网络通信协议。ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线系统地位，在电气控制领域中不断上升。过去，ＬｏｎＴａｌｋ协议还只是嵌在Ｅｃｈｅｌｏｎ公司的产品网络芯片中（神经元芯片ＮｅｕｒｏｎＣｈｉｐ），自从成为ＥＩＡ７０９控制联网标准下的一个公开标准后，Ｅｃｈｅｌｏｎ公司公布了ＬｏｎＴａｌｋ协议，可以提供给任何人，访问互联网站ｈｔｔｐ：／／ｇｌｏｂａｌ．ｉｈｓ．ｃｏｍ／要求一份ＥＩＡ７０９．１复制件就可以取得协议。ＥＩＡ标准允许任何公司在它们的系统中执行ＬｏｎＴａｌｋ协议。 目前，在建筑现场总线自动化系统中，ＬｏｎＷｏｒｋｓ已经成为居于领导地位的现场总线系统，ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线系统在开放性、基于网络化的自动控制功能方面，表现出很多优点，从而使它的市场占有率不断攀升。一些影响建筑自动化系统发展潮流的国际大型企业，如美国Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司，正在不断开发ＬＯＮ网络产品，以此连入自己的中央控制系统，或者把已有的产品，连入ＬＯＮ网络，以求适应新世纪现场总线控制技术的到来。Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司采用两种方法整合。 ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线控制技术，一种方法是开发基于Ｅｃｈｅｌｏｎ公司的ＬｏｎＷｏｒｋｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＬＮＳ）的接口系统；另一种方法是采用Ｔｒｉｄｉｕｍ公司开发的Ｓｈａｄｏｗ Ｏｂｊｅｃｔｓ技术，避开ＬＮＳ直接处理ＬｏｎＷｏｒｋｓ标准网络变量ＳＮＶＴ，完成系统整合。 在本文中介绍的是第一种整合方法，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ建筑自动化系统ＥＢＩ采用基于ＬＮＳ技术，完成ＥＢＩ系统的ＬＯＮ网络化，这是ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线技术在建筑自动化系统应用的途径之一。 １ ＬｏｎＷｏｒｋｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ （ＬＮＳ） ＬＯＮ网络操作系统 由美国Ｅｃｈｅｌｏｎ公司开发的ＬＯＮ网络操作系统ＬＮＳ，提供在ＬＯＮ网络上支持可互操作应用的标准平台，ＬＮＳ允许多个应用和多个用户同时管理网络、升级和控制网络并和其相互作用。ＬＮＳ完成以下三种工作： （１）ＬＯＮ网络安装和组态； （２）ＬＯＮ网络维护和修复； （３）ＬＯＮ网络监视和控制。 ＬＮＳ采用客户机／服务器（Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ）系统结构，支持多系统集成器、管理人员、维修保养人员同时访问所有ＬＯＮ设备，这个特点使备有软件工具的多个安装者，能同时在网络上启动设备。管理任务可同时由多个点组网，多个用户能同时安装设备、诊断问题、进行修理。ＬＮＳ是一个“中间件”，它为使用ＬＯＮ网络的用户设备或使用ＴＣＰ／ＩＰ数据网络的用户ＰＣ机提供控制数据的服务；简易高效的编程接口使所有用户能使用系统中所有设备、所有信息来建立任何应用。 ２ ＬＮＳ ＳｅｒｖｅｒＬＯＮ网络操作系统服务器 ＬＮＳ Ｓｅｒｖｅｒ是ＬＯＮ网络的服务器，这种客户机／服务器体系结构的服务器，为新一代可互操作的ＬＯＮ网络工具建立了基础。ＬＯＮ网络体系结构虽然支持基于任何平台的用户，但服务器却以Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／９８／２０００为操作平台。ＬＮＳ Ｓｅｒｖｅｒ由一系列组件构成，包括有ＬＮＳ数据服务器、数据库管理等，ＬＮＳ Ｓｅｒｖｅｒ工具组用于建立ＬＯＮ数据库，在数据库中包含网络信息，如设备、路由器、网络接口组态等。一台ＰＣ机中只能安装一台ＬＮＳ Ｓｅｒｖｅｒ，但它可以建立多个ＬＯＮ网络。 ３ ＬｏｎＭａｋｅｒ和ＬｏｎＭａｒｋ ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线系统有许多基于ＬＮＳ的工具，用于ＬＯＮ网络的维修保养和组态，其中最主要的是网络工具ＬｏｎＭａｋｅｒ，它是由Ｅｃｈｅｌｏｎ公司编写的图形化工具，用于图形绘制、系统调试和ＬＯＮ网络的维修保养；ＬｏｎＭａｋｅｒ包括有ＬＮＳ（ＬＯＮ网络操作系统）、画图工具Ｖｉｓｉｏ２０００技术版；ＬｏｎＭａｋｅｒ支持经由ＬＯＮ网络或ＴＣＰ／ＩＰ网络的远程操作、支持Ｅｃｈｅｌｏｎ公司开发的与ＴＣＰ／ＩＰ网络及互联网联网的接口技术ｉ．ＬＯＮ系列产品ｉ．ＬＯＮ１０００（大容量因特网服务器）、ｉ．ＬＯＮ１００（中容量因特网服务器）、ｉ．ＬＯＮ１０（以太网适配器）。 由于软件工具ＬｏｎＭａｋｅｒ是ＬＯＮ网络的主要编程和调试工具，因此，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司已经把它整合到自己的建筑自动化系统编程调试软件工具ＥｘｃｅｌＣＡＲＥ４．０版本中；使用ＣＡＲＥ４．０就可以完成ＬＯＮ网络在建筑自动化系统ＥＢＩ中的ＬＯＮ数据网与Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ建筑自动化系统数据网的链接，包括编程、调试、网络维护。 ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线系统的生命力在于它的开放性；不同公司生产的同类ＬＯＮ产品，可以互操作、互换；依靠１９９４年成立的超过几百个制造公司参加的ＬｏｎＭａｒｋ协会，共同开发基于ＬｏｎＴａｌｋ通信协议产品的技术规格和行规，以保证它们设计和生产的ＬｏｎＭａｒｋ产品可以互操互换；ＬｏｎＭａｒｋ协会还公布产品功能说明，介绍应用层接口，包括为专用或通用控制功能所需的网络变量、配置属性、系统设定等。 ＬｏｎＭａｒｋ协会主要工作范围是信息收发器、物理通道标准和ＬＯＮ网络节点应用程序的结构分析及其文件编制。 Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司是ＬｏｎＭａｒｋ协会的主要成员，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司目前已上市３５种包括ＤＤＣ控制器、传感器、执行器在内的ＬｏｎＭａｒｋ产品，为降低建筑物寿命周期成本建立了坚实的物质基础，受到用户欢迎，产品名称及型号如下页表所示。 ４ ＬｏｎＷｏｒｋｓ Ｐｏｉｎｔ Ｓｅｒｖｅｒ（ＬＰＳ）ＬＯＮ网络点服务器 Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司为了使自己的建筑自动化系统能与ＬＯＮ网络链接，开发了ＬＯＮ网络点服务器ＬｏｎＷｏｒｋｓ Ｐｏｉｎｔ Ｓｅｒｖｅｒ（ＬＰＳ），ＬＰＳ安装在建筑自动化系统一台独立的ＰＣ机或ＥＢＩ的中央站中运行，使ＬＮＳ数据库中的任何一台ＬＯＮ设备，都可以通过ＬＰＳ访问ＥＢＩ服务器。ＬＰＳ服务器通过任何一种与ＬＯＮ网络兼容的ＬｏｎＴａｌｋ通信协议物理接口（ＳＬＴＡ、ＰＣＬＴＡ、ＶＮ１、ＲＮ１、ｉ．ＬＯＮ１０００、ｉ．ＬＯＮ１００、ｉ．ＬＯＮ１０等），完成ＬＯＮ网络数据与ＥＢＩ系统的沟通。ＬＰＳ是两个不同数据系统之间链接的中间环节。每１个ＬＯＮ网络都需要１个ＬＰＳ服务器的支持。每１个ＥＢＩ服务器，可以链接１０个ＬＰＳ服务器。每个ＬＰＳ软件包，由以下内容组成： （１）ＥＢＩ ＬｏｎＷｏｒｋｓ Ｐｏｉｎｔ Ｓｅｒｖｅｒ； （２）ＥＢＩ ＬｏｎＷｏｒｋｓ 组态工具； （３）ＬｏｎＷｏｒｋｓ Ｐｏｉｎｔ Ｓｅｒｖｅｒ Ｐｌｕｇ－Ｉｎ（插件程序）； （４）ＬｏｎＳｐｅｃ Ｉｍｐｏｒｔ Ｗｉｚａｒｄ； （５）Ｅｘｃｅｌ １０ Ｄｉｓｐｌａｙｓ ａｎｄ ＸＭＬ Ｄｅｖｉｃｅ Ｔｅｍｐｌａｔｅｓ； （６）可选ＬＮＳ Ｓｅｒｖｅｒ。 由于ＬｏｎＷｏｒｋｓ现场总线系统的迅速发展，Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司已将ＬＰＳ软件包升格为建筑自动化系统ＥＢＩ的基本软件，与ＥＢＩ基本软件包一起销售，在ＥＢＩ Ｓｅｒｖｅｒ的ＣＤ中，已包括ＬＰＳ及其安装程序，用户可以在一台独立的ＰＣ机中安装，也可作为ＥＢＩ Ｓｅｒｖｅｒ软件包的一部分，和ＥＢＩ服务器共同安装在同一台ＰＣ机中。 ＥＢＩ－ＬＰＳ－ＬＮＳ系统结构如图１所示： ５ Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司全ＬＯＮ网络建筑自动化系统ＥＢＩ－ＬＯＮ Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ 公司近期推出了全ＬＯＮ网络建筑自动化系统ＥＢＩ－ＬＯＮ，所有ＤＤＣ控制器和输入／输出模块都嵌入了ＬｏｎＷｏｒｋｓ的网络芯片，利用ＬＰＳ服务器作为与ＬＯＮ数据网络的中间环节，形成全ＬＯＮ网络建筑自动化系统，ＥＢＩ－ＬＯＮ系统是具有最好开放性能的控制网络之一。ＥＢＩ－ＬＯＮ网络接口构成和系统图如图２、图３所示： ＆ 参考文献 1 Echelon 公司产品目录2002 2 LonWorks 技术文献2001 3 Honeywell EBI R.200销售指南2002 |