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LonWorks智能网关类型与应用

--LonWorks技术浅谈

供稿:南京海思自动化系统有限公司 2014/8/1 10:27:31

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  • 关键词: LonWorks 现场总线,RS485 RS232,433M,ZigBee
  • 摘要:LonWorks现场总线技术在建筑能源管理系统、企业能耗监测系统、楼宇自控、智能建筑、轨道交通、船舶控制系统、工业自动化领域已广泛应用,在这些领域中,大量的第三方RS232、RS485等普通智能仪表及设备采用普通串口通讯如ModBus、MBus等协议,在一些不方便布线的场合,ModBus RTU、MBus协议通过433M无线、ZigBee无线通讯网络组网。在另一些场合,不同各类的现场总线如KNX/EIB、CANBus、BACnet、LonWorks等,如何实现互联互通极为重要。LonWorks网关即是实现不同各类的通讯协议与LonTalk协议相互转换的关键设备。

一、概述

LonWorks智能网关或称LonWorks协议转换器,是拓展LonWorks网络技术应用领域的一种创新的应用产品。

在轨道交通、智能建筑、能源监管、空调节能控制、煤矿安全等领域应用广泛的控制网络平台建设中,LON控制网络技术已成为中国国家标准指导性技术文件。

LonWorks在成为GB/Z 20177-2006以前已是全球日常设备网络化的公认标准,被许多世界标准组织采纳作为各自行业的标准,其中包括:AAR(美国铁路协会),ANSI(美国国家标准协会),ASHRAE(美国暖通空调工程师协会),IEEE(电子电气工程师协会),IFSF(美国加油站标准论坛),SEMI(半导体设备与材料协会),国际加油站标准论坛(IFSF),欧洲家庭用品制造商委员会(CECED)及EN14908。

全球的智能建筑、智能家居、工业和运输自动化业目前大量采用了基于LonWorks平台。LonWorks平台还是世界上最大的2700多万住宅智能电表网络的核心技术,还被在瑞典、荷兰和澳大利亚另外的多达110万住宅和小型商业电表的智能表计应用上所采用。中国标准化管理局(SAC)正式将美国控制网络标准ASNI/CEA709及ANSI/CEA 852采纳为GB/Z 20177-2006

在实际工程应用中,大量的第三方仪表及设备并非采用LonTalk协议,而是采用了更为普通的如RS232、RS485、MBus等串口通讯模式的仪表及设备,在一些不方便布线或通讯距离超出LonWorks双绞线传输距离等施工现场,采用ZigBee、433M等无线通讯技术建立通讯链路,如何实现对这类设备的数据采集与智能化控制对LonWorks网络系统平台至关重要。在另一些场合下,基于LonWorks网络技术设计的RTU设备如何实现与以太网、RS485总线、KNX/EIB总线、BACNet总线等各类现场总线的集成,从而催生了各类现场总线通讯协议与LonTalk协议相互转换的协议转换器的诞生,这就是LonWorks网关。

二、智能网关在LonWorks网络平台中的应用

LonWorks网关应用网络结构图

 

图一 LonWorks网关应用网络架构

智能网关是LonWorks网络的一个智能节点。 智能节点的组网方式一般有两种:一种是分层结构方式(两级或三级网络),即智能节点经由网络控制单元,或区域控制计算机组成控制网络,然后与PC局域网(信息管理网或企业网络)相连。另一种是单层结构方式(一级网),即智能节点直接组成对等层点到点通信的分布式控制网络。网络中的所有节点(包括实施监控的PC)在网络中都处于同等的地位。智能网关连接普通MODBUS、MBus及其它通讯协议模式仪表及设备并进行通讯协议转换,接入LonWorks网络 或将LON节点设备通讯转换为其它协议后接入相应的现场网络。

三、智能网关功能及特点

下面以海思iGate系列LonWorks智能网关产品介绍其功能特点及技术参数应用。

1.基于国际先进LonWorks控制网络技术,组网灵活、扩展方便、互操作性好;

2.1路或多路串口通讯接口,采用光电隔离的RS232接口、RS485接口、MBus接口等,更能提高LonWorks网关的抗干扰能力和可靠性

图二 RS485转LonWorks网关 图三 MBus转LonWorks网关 图四 433M无线串口转LonWorks网关

图五 RS232转LonWorks网关 图六 Ethernet转LonWorks网关 图七 ZigBee无线串口转LonWorks网关

图八 KNX/EIB转LonWorks网关 图九 CANBus转LonWorks网关

3.LonWorks无线网关应能提供支持433MZigBee等多种无线通讯模式

4.采用Neuron3150芯片的智能节点支持64的网络变量,新一代的Neuron芯片FT5000,支持多达254个网络变量,在选用LonWorks网关时应加以注意;

5.通过LonWorks访问MODBUS、MBus、KNX/EIB、CANBus、BACnet、Ethernet等设备

6.通过MODBUS、MBus、KNX/EIB、CANBus、BACnet、、Ethernet等设备访问LonWorks设备

7.实时时钟,掉电存储,铁电可擦写45亿次;

8.多种抗干扰技术层电路板、光电隔离、变压器隔离、冗余设计等),在强电磁干扰环境中稳定可靠工作;

9. 电源和状态指示灯

10.既有墙面安装方式,也有标准导卡,方便现场安装

在一些应用场合,LonWorks网关还可具有继电器输出及环境温度检测功能等。

LonWorks网关主要技术指标

u 工作电:AC85~265V 、DC24V可选

u 功耗≤2W

五、LonWorks网关应用前景

   随着LonWorks网络技术在智能建筑、工业自动化控制系统、轨道交通控制系统、船舶控制系统等领域广泛应用,采用普通串口通讯模式的第三方仪器仪表、设备的信息采集与智能控制,是LonWorks网络平台的重要功能之一,高质量的、先进技术设计的iGate系列LonWorks智能网关应用前景必将十分广阔。

更多内容请访问 南京海思自动化系统有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=50356)

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