基于LonWorks水廠前端智能節(jié)點的配置與實現(xiàn)

除此之外，Echelon公司還給出了配套的智能收發(fā)器、節(jié)點開發(fā)工具NodeBuilder和通信協(xié)議LonTalk。通過可編程收發(fā)器，Neuron Chip可與多種通信介質(zhì)連接，比如雙絞線、同軸電纜、光纖，無線和紅外線等。并且針對不同的通信接口，可配置為三種不同的接口模式：單端、差分和專用模式，以適應(yīng)不同的編碼方式和波特率。在ROM中包含LonTalk協(xié)議的固化程序，這使得Neuron芯片能保證在每一個裝置(節(jié)點)中以公共協(xié)議通信，解決了兼容性問題，使LonWorks裝置(節(jié)點)在同一網(wǎng)絡(luò)上的連接簡單快捷。
LonWorks節(jié)點是同物理上與之連接的I／O設(shè)備交互作用并在網(wǎng)上使用LonTalk協(xié)議通信的一類對象，有兩種類型。在第一種類型中，Neur on芯片是唯一的處理器，充當LonWorks的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。適合于I／O設(shè)備簡單，處理任務(wù)不復(fù)雜的系統(tǒng)，稱之為基于Neuron芯片的節(jié)點(Neuron Chip-hosted)；在第二種類型中，Neuro芯片只作為通信處理器，充當LonWorks的網(wǎng)絡(luò)接口，節(jié)點應(yīng)用程序由主處理器來執(zhí)行，這類節(jié)點適合于對處理能力、輸入／輸出能力要求較高的系統(tǒng)，稱之為基于主機的節(jié)點(host—based)，主處理器可以是其他微控制器或者PC機等。

3 智能節(jié)點的配置
為了便于用戶使用，Echelon公司在推出Neuron Chip以后，又推出了以上述Neuron Chip為核心用于現(xiàn)場底層的節(jié)點控制器，也稱為回路控制器。其中HLC-1是最基本的一種，滿足LonWorks技術(shù)對于底層節(jié)點的全部要求，不僅可以執(zhí)行協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理，完成底層控制，而且還提供通信介質(zhì)接口，以公用的協(xié)議進行通信。對于外部，具有4通道0～5V(4～20mA)12位A／D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入、2通道0～5V(4～20 mA)12位D／A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出，2通道數(shù)字量(觸點或電平)輸入及2通道開關(guān)量輸出，還能組合2通道PID調(diào)節(jié)器。安裝完成后，HLC-1回路控制器不僅可以實時接收上位機的控制命令，實現(xiàn)對底層執(zhí)行機構(gòu)的控制，還可以完全脫離上層管理系統(tǒng)，自行完成底層數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及設(shè)備運行的調(diào)控。而且，HLC-1采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，多個HLC-1可組合在一起，構(gòu)成一個大的模塊，以連接更多的前端測控設(shè)備。
在某水廠的設(shè)計方案中，底層配置了4個Lonworks智能節(jié)點，即回路控制器HLC-1。其中2個節(jié)點由組合模塊組成，各含2個8路模擬量輸入模塊，用以對格柵絮凝沉淀池的20個液位計輸入的模擬信號進行轉(zhuǎn)換、處理、記錄和匯總。另外2個節(jié)點的模擬／數(shù)字輸入模塊分別用于進水口和出水口數(shù)據(jù)監(jiān)測。在進水口測量流量、濁度、入水管壓力；在清水池檢測余氯含量、濁度、PH值、水位；在出水管口檢測出水流量和壓力。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

每一個節(jié)點配置FTT-10A收發(fā)器，以提高通信能力。該收發(fā)器支持自由拓撲結(jié)構(gòu)(包括星型、總線型和環(huán)型等)，通信速率為78 kbps；其中總線型拓撲結(jié)構(gòu)的最長通信距離是2 700 m，可滿足一般小型水廠的需求。當超出最大通信距離后，可在總線兩端使用中繼器，以延長通信距離。
由智能節(jié)點向上，連接網(wǎng)絡(luò)適配器，這里選用PCLTA-10，可插入PC機的擴展槽上，既能與所有和總線連接的現(xiàn)場智能節(jié)點進行對等雙向通信，又能快速與PC機進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和高級監(jiān)控功能，在PC機與現(xiàn)場智能節(jié)點之間起到“上傳下達”的作用。同樣．配置FTT-10A收發(fā)器，提高通信能力，支持自由拓撲結(jié)構(gòu)，最多可連接128個智能節(jié)點，這里僅連接了4個。