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LonWorks智能電動閥門控制系統及組態功能設計

LonWorks智能電動閥門控制系統及組態功能設計

2011/5/14 18:44:00

                                  1 概述
                                 
                              LonWorks技術是美國Echelon公司于20世紀90年代初推出的一種現場總線技術,該技術提供了一個開放系統設計平臺,使得不同廠家的產品在Lon網絡上都可以實現無縫的互操作。LonTalk協議是LonWorks系統的基本因素,它固化于神經元芯片中,遵守OSI/ISO的七層模型,支持多種傳輸介質和多種傳輸速度,其地址設置方法提供了巨大的尋址能力和可靠的通信服務,保證了數據傳輸可靠。LonWorks網絡結構可隨機變化,支持總線型、環型、星型和復合型,而且各種網絡拓撲結構可以在線動態重組。LonWorks技術開放性、互操作性、高可靠性和靈活的拓撲方式等特有的優良性能滿足了工程中大量分散電動閥門組態控制的需要。
                                  2 控制系統
                                 
                              LonWorks智能電動閥門控制系統主要由監控主機、LonWorks智能電動閥門和USB網絡接口卡等組成。
                                 
                              監控主機由一臺或多臺工控機組成,安裝LonWorks網絡管理軟件(LNSDDEServer)和監控軟件。監控主機通過LonWorks網絡對下位節點進行監控。上位機監控界面由電動閥門、控制按鈕和組態控制表等組成,主要功能有通過網絡讀取電動閥門運行狀態、向電動閥門寫開/關/停控制狀態、網絡組態和網絡調試和配置。
                                 
                              LonWorks智能電動執行機構(圖1)可通過各自的就地控制按鈕實現自身的開、關和停控制,并能實時地向上位機傳遞運行狀態信息,同時通過“遠方/就地”切換按鈕可實現遠程控制和就地操作的切換。

                                  3 結構
                                 
                              LonWorks智能電動閥門控制系統智能節點的硬件部分由存儲器擴展電路、CPLD邏輯控制電路、I/O接口電路、時鐘電路、復位電路、就地操作模塊和電源模塊等(圖2)組成。神經元芯片FT3150是LonWorks技術的核心器件,集通信、控制、調度和I/O支持為一體。

                                 
                              CPLD邏輯控制電路芯片為XC9536,通過VHDL語言編程,實現對所有存儲器操作的片選信號和讀寫控制信號的產生及復位信號的邏輯處理。下位機節點使用NeuronC語言進行編程,各智能節點的輸入輸出和內部的各種參數及狀態特征值等都以網絡變量的形式進行傳輸,經編譯燒錄到節點的FLASH存儲器中,智能節點間可互相通信,協同完成復雜的控制任務。
                                  4 工作原理
                                 
                              LonWorks智能電動閥門控制系統采用一臺PC機作為上位監控主機,上位機界面采用VB6.0開發。監控機通過LNSDDEServer實現下位設備與上位主機的動態數據交換,從現場網絡采集信息,并把控制命令發送到前端的控制節點上,實現對現場的監視控制和管理。關鍵技術有上位機與智能節點的通信、單臺監控的實現、多臺組態聯動控制的實現。
                                 
                              (1)上位機與智能節點的通信DDE(Dy2namicDataExchange)具有連接控制網絡與監控軟件的作用,它允許在兩個Windows應用程序之間通過相互傳遞DDE消息進行會話,從而完成數據的請求、應答和傳輸。DDE會話由應用程序、主題和項目決定(圖3)。

                                 
                              (2)單臺監控的實現通過LNSDDE傳遞上位機控制命令及下位機狀態信息,改變網絡變量的值,實現對單臺電動執行機構的控制(圖4)。

                                 
                              (3)多臺組態聯動控制的實現采用動態表格的方式實現多臺電動執行機構的組態聯動控制,可以根據需要實現任意2~5臺電動閥門的組態,可以選擇電動閥門的開/關/停狀態及設定延時時間(延時時間為后一臺閥門在前一臺閥門動作后的延時動作時間),并采用timer控件實現延時時間的倒計時,計時到零下一臺閥門動作(圖5)。

 

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