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LonWorks智能电动阀门控制系统及组态功能设计

LonWorks智能电动阀门控制系统及组态功能设计

2011/5/14 18:44:00

                                  1 概述
                                 
                              LonWorks技术是美国Echelon公司于20世纪90年代初推出的一种现场总线技术,该技术提供了一个开放系统设计平台,使得不同厂家的产品在Lon网络上都可以实现无缝的互操作。LonTalk协议是LonWorks系统的基本因素,它固化于神经元芯片中,遵守OSI/ISO的七层模型,支持多种传输介质和多种传输速度,其地址设置方法提供了巨大的寻址能力和可靠的通信服务,保证了数据传输可靠。LonWorks网络结构可随机变化,支持总线型、环型、星型和复合型,而且各种网络拓扑结构可以在线动态重组。LonWorks技术开放性、互操作性、高可靠性和灵活的拓扑方式等特有的优良性能满足了工程中大量分散电动阀门组态控制的需要。
                                  2 控制系统
                                 
                              LonWorks智能电动阀门控制系统主要由监控主机、LonWorks智能电动阀门和USB网络接口卡等组成。
                                 
                              监控主机由一台或多台工控机组成,安装LonWorks网络管理软件(LNSDDEServer)和监控软件。监控主机通过LonWorks网络对下位节点进行监控。上位机监控界面由电动阀门、控制按钮和组态控制表等组成,主要功能有通过网络读取电动阀门运行状态、向电动阀门写开/关/停控制状态、网络组态和网络调试和配置。
                                 
                              LonWorks智能电动执行机构(图1)可通过各自的就地控制按钮实现自身的开、关和停控制,并能实时地向上位机传递运行状态信息,同时通过“远方/就地”切换按钮可实现远程控制和就地操作的切换。

                                  3 结构
                                 
                              LonWorks智能电动阀门控制系统智能节点的硬件部分由存储器扩展电路、CPLD逻辑控制电路、I/O接口电路、时钟电路、复位电路、就地操作模块和电源模块等(图2)组成。神经元芯片FT3150是LonWorks技术的核心器件,集通信、控制、调度和I/O支持为一体。

                                 
                              CPLD逻辑控制电路芯片为XC9536,通过VHDL语言编程,实现对所有存储器操作的片选信号和读写控制信号的产生及复位信号的逻辑处理。下位机节点使用NeuronC语言进行编程,各智能节点的输入输出和内部的各种参数及状态特征值等都以网络变量的形式进行传输,经编译烧录到节点的FLASH存储器中,智能节点间可互相通信,协同完成复杂的控制任务。
                                  4 工作原理
                                 
                              LonWorks智能电动阀门控制系统采用一台PC机作为上位监控主机,上位机界面采用VB6.0开发。监控机通过LNSDDEServer实现下位设备与上位主机的动态数据交换,从现场网络采集信息,并把控制命令发送到前端的控制节点上,实现对现场的监视控制和管理。关键技术有上位机与智能节点的通信、单台监控的实现、多台组态联动控制的实现。
                                 
                              (1)上位机与智能节点的通信DDE(Dy2namicDataExchange)具有连接控制网络与监控软件的作用,它允许在两个Windows应用程序之间通过相互传递DDE消息进行会话,从而完成数据的请求、应答和传输。DDE会话由应用程序、主题和项目决定(图3)。

                                 
                              (2)单台监控的实现通过LNSDDE传递上位机控制命令及下位机状态信息,改变网络变量的值,实现对单台电动执行机构的控制(图4)。

                                 
                              (3)多台组态联动控制的实现采用动态表格的方式实现多台电动执行机构的组态联动控制,可以根据需要实现任意2~5台电动阀门的组态,可以选择电动阀门的开/关/停状态及设定延时时间(延时时间为后一台阀门在前一台阀门动作后的延时动作时间),并采用timer控件实现延时时间的倒计时,计时到零下一台阀门动作(图5)。

 

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