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和记娱乐和记怡情app:LonWorks现场总线的特点及在应用中的两种通信方式介绍



本文先容了使用LonWorks现场总线代替原有的现场工业节制总线。使用LonWorks底层的显形报文款式和广播要领将原本的通信协议转换成LonWorks的通信协议,把LonWorks作为通信协处置惩罚机应用,使用LonWorks的并行口与节制器如8031、80C196进行数据互换。办理了原有节制收集通信速率慢、拓扑布局分歧理的问题,这种利用措施对原有的硬件不必要做大年夜的改动,软件方面也只改通信部分,节制软件可以不变。这样即可以提升节制收集的机能,又可以削减人力物力,是LonWorks现场总线的一个范例利用措施。

一、概要

交通部上海船舶运输科学钻研所于1989年开始研制实时船用收集系统,历时3年,于1991年研制成功,命名为船用2+实时收集系统,并首次利用于南海904运输补给舰,今朝已用于多艘舰船,有眺望3号、053舰等。至今为止,形成了船用节制收集的批量产品。在当时因为现场总线技巧还未开始利用,使得2+收集填充了海内船用节制收集的一个空缺,并形成产品推广应用了多年。现在看来,2+收集系统在船舶节制系统中照样起作主要感化。使得船舶节制从单机转变为收集型自动节制。2+收集系统的拓扑布局见图1,从图中可以看出,这种树形的收集布局不尽合理,通信总机肩负着很紧张的义务,靠得住性要求很高。从节制机到节制机最远的路由要经由过程3个互换机,造成通信光阴加长,实时性不高。跟着现场总线技巧的赓续完善,选用一种能结合我国实际的现场总线技巧代替船用节制收集已异常需要。

二、LonWorks现场总线的特征:

LonWorks技巧的核心是神经元芯片(Neuron chip),它由美国摩托罗拉公司和日本东芝公司临盆,有以下几个特征:

(1) LonWorks技巧的基础元件——Neuron芯片,同时具备了通信与节制功能,并且固化了ISO/OSI的整个七层通信协议,以及34种常见的I/O节制工具。

(2) 改良了CSMA,LonWorks称之为Predictive P-Persistant CSMA。这样,在收集负载很重时,不会导致收集瘫痪。

(3) 收集通信采纳了面向工具的设计措施,LonWorks技巧将其称之为“收集变量”。使收集通信的设计简化成为参数设置。这样,不只节省和记娱乐和记怡情app了大年夜量的设计事情量,同时增添了通信的靠得住性。

(4) LonWorks技巧的通信的每帧有效字节可以从0到228个字节。

(5) LonWorks技巧的通信速率可达1.25MBps(此时有效间隔为130M)。

(6) LonWorks技巧一个测控收集上的节点数可以达到32000个。

(7) LonWorks技巧的直接通信间隔可以达到2700m(双绞线,78KBps)。

(8) 针对不合的通信介质有和记娱乐和记怡情app不合的收发器和路由器。

(9) 有LON-WEB网关,可以连接INTERNET。

三、 利用措施:

今朝LonWorks现场总线技巧已经在海内开始利用。但多采纳收集变量的要领进行数据通信,其主要优点在于:软件编程方便、可采纳标准的收集变量便于往后和其它标准的LonWorks设备进行通信。但采纳收集变量通信是要用LONMAKER软件进行收集变量的现场绑定(BIND),必须要在现场配备一台PC机进行收集变量绑定,对付只有几个节点的节制工具来说,势需要增添设备的投资。假如在设备运行历程中碰到节点毁坏必要替换节点时,又要重复做一遍节点的收集变量绑定。这就要对终极用户的维修职员进行培训,教会他们用LONMAKER软件进行收集变量的现场绑定。对付技巧水平不高的用户,只好由开拓职员亲身到现场进行掩护。这大年夜大年夜前进的节制设备的掩护资源。

在LonWorks的利用历程中,可采纳两种通信要领即收集变量通信和显形报文通信。根据各自通信特征我们选用显形报文通信要领。采取显形报文通信要领最大年夜的好处在于系统安装设置设置设备摆设摆设时不必要绑定,便于现场用户的安装和掩护。显形报文通信的和记娱乐和记怡情app数据包和长度可以由用户定义,就可以冲破LonWorks关于每个节制节点不能跨越63个收集变量的限定。经由过程显形报文还可以在不合的收集之间进行协讲和路由的转换。但采取显形报文通信也有其不够之处:节制收集系统成了封闭系统,不能和其他LonWorks产品进行互连,别的软件的体例历程也较为繁杂,要增添响应的用户协议。

下面是使用显形报文进行数据块传送的一个例子:

msg_tag motor;

#define MOTOR_ON 0

typedef enum {

MOTOR_FWD,

MOTOR_REV

} motor_dir;

struct {

long motor_speed;

motor_dir motor_direcTIon;

int motor_ramp_up_rate;

} motor_on_message;

when (some_event){

msg_out.tag=motor;

msg_out.code=MOTOR_ON;

motor_on_message.motor_direcTIon=MOTOR_FWD;

motor_on_message.motor_speed=500;

motor_on_message.ramp_up_rate=100;

memcpy(msg_out.data,&motor_on_message,

sizeof(motor_on_message));

msg_send();

详细在实现历程中,我们采纳INTEL的80C196作为现场级的CPU进行节制工具的数据采集和现场节制,而使用L和记娱乐和记怡情apponWorks作为通信协处置惩罚器进行现场的数据传输。在80C196和3150采纳并行口进行数据互换,互换的速率可达到100KBYTE/S以上,远远跨越LonWorks双绞线的78K的通信速度。对各个节制点之间的通信采纳了广播要领准时进行广播通信,一个数据采集点把现场实时采集到的数据广播给节制收集上的其他节点,其他节点都同时收到这个采集点发来的数据,必要的数据可以保存下来,而不必要的数据就放弃。这种通信要领与主从式通信要领对照可大年夜大年夜削减收集上的数据通信量,前进收集的数据流量,大年夜大年夜提高通信的传输效率。

在3150节制模块的选用上,原本采纳ECHELON公司的节制模块Model 55020-10,然则在利用历程中发明这个模块无外部扩展内存(RAM),作为通信协处置惩罚器应用要求有大年夜量的数据缓冲区进行数据互换,而仅仅使用3150内部的2K RAM容量是远远不敷的(运行时系统还要占掉落800多个字节)。在这种前提下,我们自己设计了一块3150节制模块,与55020-10兼容,在这根基上增添了24K的外部RAM,这样可以增添3150发送和接和记娱乐和记怡情app管缓冲区的数量,使得节制模块的功能大年夜大年夜增强。采纳这种措施,完满地办理了3150通信协处置惩罚器的数据通信和互换的功能。

四、几点体会:

在LonWorks的利用历程中,我们也感觉该系统有些不够之处。

1. 3150的CPU处置惩罚运算能力差:

因为3150开拓光阴较早,当时采纳8位数据处置惩罚是局限于当时环境,而在微处置惩罚机成长飞快的本日再采纳当时的技巧已嫌后进。

2. 3150的CPU处置惩罚速率慢:

3150最快采纳10MHZ主频,对付在工业高速节制场合这种速率不能满意节制要求。

3. 3150CPU在10MHZ主频下的IO输入输出操作指令速率为60us,这只能用于如智能化大年夜楼等低速节制场合。

4. ECHELON公司供给了PC机上的LonWorks收集接口卡,而给用户的驱动法度榜样并没有给出其详细的功能调用,晦气于用户进行二次开拓。

5. 开拓系统的用度太高,一套基础的开拓系统要10万元以上,不相符国情,晦气于LonWorks系统的推广。

责任编辑:gt

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