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关于Lon Works技术与实现解决途径纵横谈

http://www.ehome.hc360.com2013年04月29日08:02 来源:中国测控网T|T

    慧聪智能家居网 众所周知,自动监控系统(或称为测控系统)正在向分布式和网络化方向发展,分布式监控系统的关键在于其联网技术,即通常所说的现场总线技术。目前有多种现场总线技术并存,并在不同的应用领域得到了不同程度的应用,如在楼宇自动化领域,美国Echelon公司推出的LonWorks总线技术就得到了大量应用,并很快发展到工业现场网。LonWorks技术为设计和实现可互操作的控制网络提供了一套完整、开放、成品化的解决途径。

    1、发展历史

    LonWorks是局部操作网络(Local Operating Network)的缩写。它是由美国Echelon公司研制、于1990年正式公布的现场总线网络。它采用了ISO/OSI模型中完整的七层通信协议,采用了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,其最高通信速率为1.25Mbps(通信距离不超过130m),最远通信距离为27000m(通信速率为78Kbps),节点总数可达32000个。网络的传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等。

    LonWorks的信号传输采用可变长帧结构。每帧的有效字节可由0~288个。LonWorks所采用的LonTalk通信协议被封装在称之为Neuron的神经元芯片中。芯片中有3个8位CPU,一个用于实现ISO/OSI模型中的第1层和第2层的功能,称为媒体访问控制处理器;第二个用于完成3~6层的功能,称为网络处理器;第三个对应于第7层,称为应用处理器。芯片中还具有信息缓冲区,以实现CPU之间的信息传递,并作为网络缓冲区和应用缓冲区。

    LonWork技术发展经历的几个重要阶段如下:

    •1990年,发明LonWorks技术,LonTalk协议

    •1993年,LonMark互操作协会成立

    •1997年,LNS网络操作系统架构

    •1998年,协议成为ANSI/EIA-709.1标准

    •2001/2002年,LonWorks/IP路由技术PLT-22电力线以及双绞线成为ANSI/EIA-790.2/3标准

    •2002年,第3代工具-NodeBuilder3

    2、应用领域

    Echelon公司于90年代初在美国推出LonWorks技术后即引起轰动。随后,LonWorks技术的用户、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,JohnsenControls,ABB,Philips,Yokogawa,HP等。截止到1997年的统计,已有2500家生产厂商生产和使用LonWorks产品,已有500万个LonWorks节点在使用运行。已有3500种LonWorksOEM产品问世,其中30%~40%应用在工业方面。而LonWorks技术最大的应用领域在楼宇自动化(buildingautomation)方面,它包括建筑物监控系统的所有领域,即入口控制、电梯和能源管理、消防/救生/安全、照明、供暖通风、测量、保安等等。在建筑业中,LonWorks协议中的介质访问控制层(MAC层),即七层协议中的第一、二层已被美国供暖、空调和制冷工程师学会(ASHRAE)接纳为建筑自动化控制网络(BACnet)的标准,同时也被美国国家标准协会(ANSI)制定的有关标准所采纳。在欧洲,LonWorks协议被认为是欧洲标准CENTC247和CENTC205的一部分。在工业控制领域,根据自动化研究协会(ARC)和风险开发协会(VDC)的独立研究,LonWorks网络被认为是工业传感器和设备总线网络市场的开拓者和领导者。LonWorks网络取消了那些复杂的配线约束,取消了PLC和PC,将控制分散到整个网络节点上去,在半导体制造工厂、气体压缩站、石油储罐区、石油和水泵站、印染厂、造纸厂等应用领域都占有重要的地位。

    世界上有超过半数的半导体生产厂家安装了LonWorks控制网络,在通过严格的考察之后,半导体设备材料国际(SEMI)最后选择了LonWorks协议作为半导体生产的传感器总线标准之一。

    美国国家航天航空总署(NASA)控制的AGATE工业协会选择LonWorks协议作为下一代民用飞行器标准的一部分。

    美国铁路运输联盟选择LonWorks控制网作为将100多万节车厢改装成电控气动刹车系统的最佳方案。纽约城市运输管理局和新泽西州运输管理局已确定LonWorks网络为铁路车厢控制网络的标准。世界各地的运输业公司都正在将LonWorks网络用于急救车、活动住房车、铁道路口信号和栅栏等系统中。

    在家电市场,电子工业协会(EIA)的集成家用系统(IHS)技术委员会正在计划最终建立一个基于LonWorks技术的全新家用控制网络标准EIA709。

    在加油站系统中,国际加油站标准论坛(IFSF)已把LonWorks技术选定为加油站通信标准。欧洲的加油站使用LonWorks网络来控制泵、油罐计量、电子信号、轿车清洗、付款终端、照明、保安和制冷等服务。

    由此可见,LonWorks技术已深入到很多领域,在新一代自动化控制系统中占有重要的地位。图1展示了在一个生产车间中采用LonWorks监控网络的情况。

图1在生产车间中采用LonWorks监控系统

图1在生产车间中采用LonWorks监控系统

责任编辑:任慧敏

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