基于LonWorks现场总线的楼宇自动化系统设计

文摘 本文探讨了LonWorks技术，分析了将其运用到楼宇自动化的意义，并将这一技术运用到某智能楼宇的楼宇自动化系统，一是为在新兴的技术领域中作一些初步探索，二是相比以前的传统方案，充分体现到该技术的优越性，为把该技术推向今后项目的控制系统中打下基础。本文的分以下几个部分，第一部分简要介绍了楼宇自动化系统的现状和现场总线及现场总线控制系统。将FCS和DCS做了比较，说明了FCS应用到楼宇自动化的意义；第二部分介绍了LonWorkS现场总线控制系统的基础知识；第三部分给出了某智能楼宇的楼宇自动化系统的设计方案；第四部分介绍了系统的硬件结构；第五部分介绍了系统的LDN网络的软件实现；第六部分简要介绍了系统的上位机监控系统的开发。

关键词 现场总线；楼宇自动化；监控软件；LonWorks

目 录

文摘....................................................................................................................................................1

引言…………………………………………………………………………………………………1

1 现场总线技术……………………………………………………………………………………1

1.1现场总线的国内发展概况及LDN现场总线…………………………………….………1

1.2现场总线控制系统﹙FCS﹚……………………………………………………………..2

1.3现场总线控制系统的体系结构………………………………………………………….4

1.4现场总线控制系统应用于楼宇的意义………………………………………………….4

1.5本课题研究的内容……………………………………………………………….............5

2 LonWorks技术…………………………………………………………………………………...5

2.1概述………….………………………………………………………………...5

2.2 Neuron芯片………………………………………………………………………………5

2.2.1 Neuron芯片硬件…………………………………………………………………..5

2.2.2 Neuron芯片软件…………………………………………………………………..7

2.3收发器……………………………………………………………………………………..7

2.4路由器……………………………………………………………………………………..7

2.5网络接口…....……………………………………………………………………………..8

2.6 LonTalk协议………………………………………………………………………………8

2.6.1 LonTalk简述……………………………………………………………………….8

2.6.2 LonTalk协议的寻址方式………………………………………………………….8

2.6.3网络变量和显示报文……………………………………………………………...8

2.7 LonWorks的开发工具…………………………………………………………………....9

2.7.1 Neuron C语言……………………………………………………………………..9

2.7.2 LonBuilder/NodeBuilder开发平台………………………………………………10

2.8 LonWorks的互操作性…………………………………………………………………...11

2.9 LonWorks总线控制系统结构…………………………………………………………...11

3 楼宇自动化系统总体设计概述……………………………………………………………..…11

3.1系统综述………………………………………………………………………………. .11

3.2系统功能及控制要求…………………...………………………………………………13

3.2.1冷热源系统……………………………………………………………………….13

3.2.2空调系统………………………………………………………………………….14

3.2.3照明系统……………………………………………………………………….....15

3.2.4变配电系统…………………………………………………………………….....15

4 系统的硬件设计………………………………………………………………………………..16

4.1 系统的网络体系结构…………………………………………………………………..16

4.2 系统硬件说明…………………………………………………...…………………...…17

4.2.1系统监控中心主机说明………………………………………………………….17

4.2.2 LonWorks网络接口说明………………………………………………………...17

4.2.3区域节点控制单元NCU说明……………………………………………………18

4.2.4成套的控制系统—空调控制系统……………………………………………….19

4.3 NCU节点的抗干扰措施………………………………………………………………..22

4.4 应注意的几个问题…………………………………………………………………....22

5系统的LON网络的软件实现………………………………………………………………….23

5. 1 LON节点的开发………………………………………………………………………23

5. 1. 1 LON系统开发平台—LonBuilder………………………………………..……..23

5. 1. 2 LON节点开发工具—NodeBuilder…………………………………………….24

5.2 LON网络管理的设计………………………………………………………………….24

5.2. 1 LNS概述…………..……………………………………………………………..24

5. 2. 2 LNS构架……………………………………………..………………………….25

5. 2. 3 LNS网络服务……....…………………………………………………………...26

5.3 LON网络的开发步骤………………………………………………………………………...26

5. 4本系统中基于LON-EU2042节点的新风机系统的开发实例……………………….27

5. 4. 1新风机系统分析.....................................28

5. 4. 2监控点在LON--EU2042节点上的分布说明……………………………………28

5. 4. 3程序功能模块划分和说明……………………………………………………...29

5. 4. 4主要变量定义说明…………………………………………………...…………30

5. 4. 5主要变量定义说明………………………………………………...………..…..31

6 本系统上位机监控的设计……………………………………………………………………..34

6.1监控软件总体设计……..………………………………………………………………34

6.2.1 InTouch8.0简介………………………………………………………………......34

6.2.2数据库的设计…………………………………………………………………….35

6.2.3标记名字典的建立……………………………………………………………….36

6.2.4 InTouch和LON通信的实现…………………………………………………….37

6.2.5系统的监控界面………………………………………………………………….38

7  结束语…………………………………………………………………………………………40

参考文献 …………………………………………………………………………………………41

致谢………………………………………………………………..………………………………42

附录A……………………………………………………………………………………………...42