幾種基于LONWORKS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的方法

1引言

　　現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，而LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是目前最具競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)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(xiàn)在已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢宰杂山M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(nóng)業(yè)、醫(yī)療和運(yùn)輸業(yè)等自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中建立基于LonWorks的監(jiān)控系統(tǒng)更為人們所關(guān)注。本文針對(duì)不同的應(yīng)用層次，分析與討論四種基于LonWorks實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的方法。

2使用LonMaker工具進(jìn)行監(jiān)控的方法

　　LonMakerforWindows是以美國(guó)埃施朗公司的LNS網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，把強(qiáng)大的客戶(hù)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)、啟動(dòng)、監(jiān)視、測(cè)試、維護(hù)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(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)變量，在一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用程序中通過(guò)LonMakerBrower對(duì)任何設(shè)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(jī)界面HMI（humanmachineinterface）。如在一個(gè)LonWorks網(wǎng)絡(luò)中控制樓房的加熱系統(tǒng)，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(xiàng)：

　　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(jiān)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(guó)國(guó)家儀器有限公司設(shè)計(jì)的控件，它們用來(lái)加強(qiáng)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(jiān)控操作提供了低成本平臺(tái)，但它不能用來(lái)代替高級(jí)終端的HMI工具，如InTouch或iFIX。如果需要監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中節(jié)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(fù)雜的相互作用，最好使用高級(jí)終端的HMI工具，這些工具還提供了報(bào)告、分析、歷史、報(bào)警日志、事件處理等功能。

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

　　3.1監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

　　此種監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。其基本組件為：上位機(jī)（裝有監(jiān)控組態(tài)軟件）、LNSDDEServer、LonMakerforwindows、LonWorks網(wǎng)絡(luò)等。在此系統(tǒng)中，上位機(jī)可監(jiān)視LonWorks網(wǎng)絡(luò)，讀取網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，顯示各節(jié)點(diǎn)的工作狀況及歷史圖表，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的判別、分析及貯存等。同樣，上位機(jī)也可控制LonWorks網(wǎng)絡(luò)，能直接向被控設(shè)備發(fā)送命令，控制某一節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。

圖1監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

　　3.2監(jiān)控系統(tǒng)組件

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

　　LonWorks網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)工具、信道、基礎(chǔ)設(shè)備等組成。在監(jiān)控一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之前，需使用LNS網(wǎng)絡(luò)工具如LonMakerforwindows對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安裝，使得每個(gè)設(shè)備能夠與同一網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備進(jìn)行通信，LonMaker網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)配置信息為L(zhǎng)NSDDEServer提供服務(wù)。

　　2、DDE與LNSDDEServer

　　所謂DDE—DynamicDataExchange，即動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換，是WINDOWS平臺(tái)上的一個(gè)完整的通信協(xié)議，它使應(yīng)用程序能夠彼此交換數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。兩個(gè)同時(shí)運(yùn)行的程序之間通過(guò)DDE方式交換數(shù)據(jù)時(shí)建立Client/Server關(guān)系。

　　LNSDDEServer是一個(gè)基于LNS操作系統(tǒng)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(yīng)用程序可方便地與LonWorks網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備交換信息，也就是說(shuō)，利用LNSDDEServer，任何承擔(dān)DDEClient的應(yīng)用程序能監(jiān)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(biāo)識(shí)：Application、Topic及Item，即當(dāng)Client發(fā)出開(kāi)始與DDE對(duì)話(huà)的請(qǐng)求時(shí)，只有當(dāng)Application、Topic標(biāo)識(shí)與LNSDDEServer內(nèi)部設(shè)定的標(biāo)識(shí)一致時(shí)，系統(tǒng)才將DDEClient的請(qǐng)求傳達(dá)給LNSDDEServer。

　　3、監(jiān)控組態(tài)軟件

　　監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（supervisorycontrolanddataacquisition,SCADA）的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時(shí)，HMI或MMI（manmachineinterface）是其主要內(nèi)涵，即主要解決人機(jī)圖形界面問(wèn)題。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。目前國(guó)內(nèi)常用的組態(tài)軟件有：Intouch、iFIX、組態(tài)王、力控等等。