幾種基于LONWORKS實(shí)現監控系統的方法

1引言

　　現場(chǎng)總線(xiàn)是當今自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，而LonWorks現場(chǎng)總線(xiàn)是目前最具競爭力的現場(chǎng)總線(xiàn)之一。由于LonWorks具有良好的開(kāi)放性與互操作性、可使用任何傳輸媒介進(jìn)行通信、能夠使用所有現在已有的網(wǎng)絡(luò )結構、網(wǎng)絡(luò )拓撲可以自由組合、具備網(wǎng)絡(luò )的基本功能、可與Internet無(wú)縫連接等特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)、樓宇、家庭自動(dòng)化、農業(yè)、醫療和運輸業(yè)等自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應用，其中建立基于LonWorks的監控系統更為人們所關(guān)注。本文針對不同的應用層次，分析與討論四種基于LonWorks實(shí)現監控系統的方法。

2使用LonMaker工具進(jìn)行監控的方法

　　LonMakerforWindows是以美國埃施朗公司的LNS網(wǎng)絡(luò )操作系統為基礎，把強大的客戶(hù)/服務(wù)器體系結構和易于使用的Visio用戶(hù)界面綜合起來(lái)，形成了一個(gè)用于設計、啟動(dòng)、監視、測試、維護分布式控制網(wǎng)絡(luò )的工具。

　　LM工具不僅能在LonMaker圖頁(yè)中通過(guò)連接、LNS文本框監視網(wǎng)絡(luò )設備的網(wǎng)絡(luò )變量，在一個(gè)單獨的應用程序中通過(guò)LonMakerBrower對任何設備的網(wǎng)絡(luò )變量和配置屬性進(jìn)行讀和寫(xiě)，還能建立人機界面HMI（humanmachineinterface）。如在一個(gè)LonWorks網(wǎng)絡(luò )中控制樓房的加熱系統，HMI能顯示每個(gè)房間溫度的實(shí)時(shí)讀入，同時(shí)可通過(guò)HMI控制加熱器和風(fēng)扇。

　　使用LM工具創(chuàng )建一個(gè)HMI有三種選項：

　　1、使用LNS文本框。它是一個(gè)ActiveX控件，每個(gè)LNS文本框能用來(lái)監視或控制一個(gè)網(wǎng)絡(luò )變量，這種方法不需要任何編程。

　　2、使用第三方ActiveX控件。第三方ActiveX控件是來(lái)自除了LonMaker工具外其他來(lái)源的任一控件，如美國國家儀器有限公司設計的控件，它們用來(lái)加強LonMaker工具創(chuàng )建的HMI，使之形象化。

　　3、創(chuàng )建自定義的ActiveX控件。作為使用第三方ActiveX控件的替換，可以創(chuàng )建自己的基于LNS的ActiveX控件。

　　LM工具的HMI為簡(jiǎn)單監控操作提供了低成本平臺，但它不能用來(lái)代替高級終端的HMI工具，如InTouch或iFIX。如果需要監控網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)的狀態(tài)或表示網(wǎng)絡(luò )中簡(jiǎn)單的相互作用，LM工具的HMI足夠了。如果表示網(wǎng)絡(luò )中更為復雜的相互作用，最好使用高級終端的HMI工具，這些工具還提供了報告、分析、歷史、報警日志、事件處理等功能。

3使用LM+LNSDDEServer+組態(tài)軟件進(jìn)行監控的方法

　　3.1監控系統的基本結構

　　此種監控系統的基本結構如圖1所示。其基本組件為：上位機（裝有監控組態(tài)軟件）、LNSDDEServer、LonMakerforwindows、LonWorks網(wǎng)絡(luò )等。在此系統中，上位機可監視LonWorks網(wǎng)絡(luò )，讀取網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)采集的實(shí)時(shí)數據，顯示各節點(diǎn)的工作狀況及歷史圖表，實(shí)現對數據的判別、分析及貯存等。同樣，上位機也可控制LonWorks網(wǎng)絡(luò )，能直接向被控設備發(fā)送命令，控制某一節點(diǎn)的狀態(tài)。

圖1監控系統的基本結構

　　3.2監控系統組件

　　1、LonWorks網(wǎng)絡(luò )及LonMakerforwindows

　　LonWorks網(wǎng)絡(luò )由節點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò )工具、信道、基礎設備等組成。在監控一個(gè)網(wǎng)絡(luò )之前，需使用LNS網(wǎng)絡(luò )工具如LonMakerforwindows對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行安裝，使得每個(gè)設備能夠與同一網(wǎng)絡(luò )中的其它設備進(jìn)行通信，LonMaker網(wǎng)絡(luò )設計所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò )配置信息為L(cháng)NSDDEServer提供服務(wù)。

　　2、DDE與LNSDDEServer

　　所謂DDE—DynamicDataExchange，即動(dòng)態(tài)數據交換，是WINDOWS平臺上的一個(gè)完整的通信協(xié)議，它使應用程序能夠彼此交換數據和發(fā)送指令。兩個(gè)同時(shí)運行的程序之間通過(guò)DDE方式交換數據時(shí)建立Client/Server關(guān)系。

　　LNSDDEServer是一個(gè)基于LNS操作系統的軟件包，是與DDE兼容的到LonWorks網(wǎng)絡(luò )的接口，且和許多HMI及SCADA軟件包兼容。通過(guò)LNSDDEServer，Windows應用程序可方便地與LonWorks網(wǎng)絡(luò )上設備交換信息，也就是說(shuō)，利用LNSDDEServer，任何承擔DDEClient的應用程序能監視和控制一個(gè)或多個(gè)LonWorks網(wǎng)絡(luò )。

　　DDEClient與LNSDDEServer之間的通信需要三個(gè)約定標識：Application、Topic及Item，即當Client發(fā)出開(kāi)始與DDE對話(huà)的請求時(shí)，只有當Application、Topic標識與LNSDDEServer內部設定的標識一致時(shí)，系統才將DDEClient的請求傳達給LNSDDEServer。

　　3、監控組態(tài)軟件

　　監控組態(tài)軟件是面向監控與數據采集（supervisorycontrolanddataacquisition,SCADA）的軟件平臺工具，具有豐富的設置項目，使用方式靈活，功能強大。監控組態(tài)軟件最早出現時(shí)，HMI或MMI（manmachineinterface）是其主要內涵，即主要解決人機圖形界面問(wèn)題。隨著(zhù)它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數據庫、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數據接口、對I/O設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內容。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，監控組態(tài)軟件將會(huì )不斷被賦予新的內容。目前國內常用的組態(tài)軟件有：Intouch、iFIX、組態(tài)王、力控等等。