现场总线LonWorks技术简介PPT课件下载推荐.ppt
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(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,提高了可靠性。
(4)系统具有对环境的适应性,什么是现场总线,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;
现在都有哪些技术,比较成熟的并且比较有影响力的现场总线则有以下几种类型:
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。
什么是LonWorks,LonisLocalOperatingNetwork,LON的架构,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服务的现场总线;
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。
什么是LonWorks,什么是LonWorks,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;
每个节点都包含内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,并且降低了系统的成本和运行费用;
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结构,并开发了本质安全防爆产品,被誉为通用控制网络。
什么是LonWorks,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为介质访问控制处理器,处理LonTalk协议的第一层和第二层;
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服务。
神经元芯片实现了完整的Lonworks的LonTalk通信协议。
什么是LonWorks,Lonworks系统是开放式的,具有如下的特点:
(1)在设计、安装和启动上采用工业标准的网络服务;
(2)包含来自多个厂商的符合Lonmark的产品;
(3)除非和传统系统相互作用或者规范要求,不需要网关;
(4)与专用垂直子系统的实施不同,强调水平功能性;
并且由于在工程应用中这个开放式系统包含来自多厂商的,那么各个厂家的设备之间使如何实现一致性和可互操作性呢,LonMark标准便是为解决这一问题而制定的。
如果Lonworks系统集成商想要构建开放式系统,就应该尽可能使用满足LonMark标准的产品,并且要使用基于Lonworks的网络服务的网络工具设计、安装和启动网络。
LonWorks技术的特点,一致性Lonworks的一致性是指产品符合ANSI/EIA709.1标准的指标;
ANSI/EIA709.1标准符合国际标准化组织的底层协议标准,其中从第一层到第六层的功能完全有标准来处理,使用者只需对应用层进行编程。
神经元芯片和ANSI/EIA709.1标准配合作为固件可进入所有采用神经元芯片的设备中去。
它可做为主处理器被执行应用,也可以作为总线连接器给世纪的主机提供通信渠道。
LonWorks技术的特点,互操作性LonMark互操作性准则为Lonworks设备之间的互操作提供了基础。
符合一致性的两个设备在如何交换数据的过程中仍然存在各种可能性,所以一致性还不足以保证节点之间有意义的相互作用;
节点之间必须在如何交换数据,如何翻译数据,以及动作引起的反映等方面做出约定,才能保证互操作性和可靠的通信;
一个基于互操作的Lonworks设备的应用层接口包括很多元素:
节点对象;
特定应用的LonMark对象;
一般的LonMark对象,如传感器、执行器和控制器对象;
单个的网络变量、配置属性和互操作文件传输机制。
LonWorks技术的特点,物理层的互操作性和收发设备有关。
介质、通信方法、位速率和收发器型号必须匹配;
目前,LonMark标准的物理层通道类型包括光纤、双绞线、电力线、INTERNET协议。
除了要有连接神经元芯片或相当处理器的通信端口的合适的收发器外,还要设置合适的一系列的通道参数,使通信协议能够以正确的格式发送和接收报文,来实现互操作。
这个通信协议便是LonTalk协议。
技术参数,LonWorks技术的特点,LonTalk的通信协议,LonTalk协议遵循ISO定义的开放系统互连(OSI)模型,它除了为Lonworks控制网络实现可互操作性提供条件。
还提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。
它具有以下的特点:
(1)LonTalk协议支持包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤在内的多种传输介质。
(2)LonTalk应用可以运行在任何主处理器(HostProcessor)上。
主处理器(微控制器、微处理器、计算机)管理LonTalk协议的第六层和第七层并使用Lonworks网络接口管理第一层到第五层。
(3)LonTalk协议使用网络变量与其它节点通信。
网络变量可以是任何单个数据项也可以是结构体,并都有一个由应用程序说明的数据类型。
网络变量的概念大大简化了复杂的分布式应用的编程,大大降低了开发人员的工作量。
(4)LonTalk协议支持总线型、星型、自由拓朴等多种拓朴结构类型,极大地方便了控制网络的构建。
2层:
1层:
3层:
4层:
5层:
6层:
多媒体传输,Lontalk协议Neuron芯片,7层:
网络变量SNVT,Non-Lonwork应用层,LonMarkProfiles,OSI层定义,LonTalk的通信协议,LONWORKS支持Bus,Star和Ring拓扑结构.,LonTalk的通信协议,物理通道LonTalk协议支持的物理媒界包括双绞线Twistedpair电力线Powerline无线电Radiofrequency红外线Infrared同轴电缆Coaxialcable光纤Fiberoptics,通信协议提供的服务1,LonTalk的通信协议,各种物理媒界的技术特征比对,LonTalk的通信协议,通信协议提供的服务2,寻址及地址定义网络层地址类型及格式LonTalk地址是层次结构构成的(域,子网,节点)(域,子网,Neuron_ID)(域,组合,成员)Domain:
0,1,3或6字节(48位的全世界唯一的域识别码).Group:
8位,每个域256个组合Subnet:
8位,每个域256个子网Node:
7位,每个子网128个节点Neuron_ID:
唯一的48位标识码,从出厂起就不能更改Member:
6位,每个组合有个成员位置,LonTalk的通信协议,通信协议提供的服务3,传输层信息交换应答信息回复信息不应答信息授权服务,授权服务格式,LonTalk的通信协议,通信协议提供的服务4,数据解析是通过NEURONCHIP来执行的网络变量,presentation层应用层:
用户定义在NeuronChip中的应用程序用NeuronC来编写.,LonTalk的通信协议,通信协议提供的服务5,Lonworks技术是支持完全分布式的网络控制技术,是开放的、可互操作的控制系统的一个技术平台。
近年来的Lonworks的用户、系统集成商和OEM产品生产商的队伍迅速扩大,其中包括世界上许多著名的自动化厂商,如Honeywell、ABB、Philips、HP等。
而Lonworks最大的应用领域在楼宇自动化,它包括建筑物监控系统的所有领域,即人口控制、梯和能源管理、消防/救生/安全、照明、保暖通风、测量、保安等。
在工业控制领域,Lonworks在半导体制造厂、石油、印刷、造纸等应用领域都占有重要的地位。
各技术的应用范围,智能家居控制系统示意图,LonWorks的应用实例,
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