核心提示:LonWorks現(xiàn)場總線技術在建筑能源管理系統(tǒng)、企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)、樓宇自控、智能建筑、工業(yè)自動化領域已廣泛應用,在這些領域中,大量的第三方RS232、RS485等普通智能儀表及設備采用普通串口通訊如ModBus、MBus等協(xié)議,在一些不方便布線的場合,ModBus、MBus協(xié)議 RTU通過433M無線、ZigBee無線通訊網(wǎng)絡組網(wǎng),LonWorks網(wǎng)關即是將此類儀表及設備ModBus、MBus協(xié)議轉換為LonTalk協(xié)議,從而接入現(xiàn)場LonWorks網(wǎng)絡。
關鍵詞:LonWorks,現(xiàn)場總線,RS485,RS232,433M,ZigBee,ModBus,MBus,串口通訊,網(wǎng)關,協(xié)議轉換,能源管理系統(tǒng),能耗監(jiān)測,樓宇自控,LonTalk,數(shù)據(jù)采集,自動化,建筑,工業(yè),企業(yè)。
一、概述
LonWorks網(wǎng)關,亦稱LonWorks智能網(wǎng)關或LonWorks可編程網(wǎng)關,是LonWorks網(wǎng)絡技術的一種創(chuàng)新的應用產(chǎn)品。
在軌道交通、網(wǎng)絡能源管理、智能樓宇、暖通空調(diào)、煤礦安全、能源和環(huán)境管理等領域應用廣泛的控制網(wǎng)絡平臺LonWorks近日成為中國國家標準指導性技術文件。
LonWorks在成為GB/Z 20177-2006以前已是全球日常設備網(wǎng)絡化的公認標準,被許多世界標準組織采納作為各自行業(yè)的標準,其中包括:AAR(美國鐵路協(xié)會),ANSI(美國國家標準協(xié)會),ASHRAE(美國暖通空調(diào)工程師協(xié)會),IEEE(電子電氣工程師協(xié)會),IFSF(美國加油站標準論壇),SEMI(半導體設備與材料協(xié)會),國際加油站標準論壇(IFSF),歐洲家庭用品制造商委員會(CECED)及EN14908。
全球的樓宇、家庭、工業(yè)和運輸自動化業(yè)目前大量采用了基于LonWorks平臺。LonWorks平臺還是世界上最大的2700多萬住宅智能電表網(wǎng)絡的核心技術,還被在瑞典、荷蘭和澳大利亞另外的多達110萬住宅和小型商業(yè)電表的智能表計應用上所采用。這次,中國標準化管理局(SAC)正式將美國控制網(wǎng)絡標準ASNI/CEA709及ANSI/CEA 852采納為GB/Z 20177-2006。
在實際工程應用中,大量的第三方儀表及設備并非采用LonTalk協(xié)議,而是采用了更為普通的如RS232、RS485等串口通訊模式的儀表及設備,在一些不方便布線或通訊距離超出LonWorks雙絞線傳輸距離等施工現(xiàn)場,采用ZigBee、433M等無線通訊技術建立通訊鏈路,如何實現(xiàn)對這類設備的數(shù)據(jù)采集與智能化控制對LonWorks網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺至關重要,從而催生了各類串口通訊協(xié)議與LonTalk協(xié)議相互轉換的協(xié)議轉換器的誕生,這就是LonWorks網(wǎng)關。
二、LonWorks網(wǎng)關在LonWorks網(wǎng)絡平臺中的應用

圖一 LonWorks網(wǎng)關應用網(wǎng)絡架構
LonWorks網(wǎng)關是LonWorks網(wǎng)絡的一個智能節(jié)點。 智能節(jié)點的組網(wǎng)方式一般有兩種:一種是分層結構方式(兩級或三級網(wǎng)絡),即智能節(jié)點經(jīng)由網(wǎng)絡控制單元,或區(qū)域控制計算機組成控制網(wǎng)絡,然后與PC局域網(wǎng)(信息管理網(wǎng)或企業(yè)網(wǎng)絡)相連。另一種是單層結構方式(一級網(wǎng)),即智能節(jié)點直接組成對等層點到點通信的分布式控制網(wǎng)絡。網(wǎng)絡中的所有節(jié)點(包括實施監(jiān)控的PC)在網(wǎng)絡中都處于同等的地位。LonWorks網(wǎng)關連接普通MODBUS、MBus及其它通訊協(xié)議模式儀表及設備并進行通訊協(xié)議轉換,進行LonWorks網(wǎng)絡。
三、LonWorks網(wǎng)關功能及特點
下面以海思公司iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關產(chǎn)品介紹其功能特點及技術參數(shù)應用。
1.基于國際先進的LonWorks控制網(wǎng)絡技術,組網(wǎng)靈活、擴展方便、互操作性好;
2.1路或多路串口通訊接口,采用光電隔離的RS485接口更能提高LonWorks網(wǎng)關的抗干擾能力和可靠性;
3.LonWorks無線網(wǎng)關應能提供支持433M和ZigBee等多種無線通訊模式;
4.采用Neuron3150芯片的智能節(jié)點支持64的網(wǎng)絡變量,新一代的Neuron FT5000芯片,支持多達254個網(wǎng)絡變量,在選用LonWorks網(wǎng)關時就加以注意;
5.通過LonWorks訪問MODBUS設備 ;
6.通過MODBUS訪問LonWorks設備 ;
7.實時時鐘,掉電存儲,鐵電可擦寫45億次;
8.采用多種抗干擾技術(多層電路板、光電隔離、變壓器隔離、冗余設計等),在強電磁干擾環(huán)境中可穩(wěn)定、可靠地工作;
9. 電源和狀態(tài)指示燈;
10.既有墻面安裝方式,也有標準導軌卡,方便現(xiàn)場安裝。
在一些應用場合,LonWorks網(wǎng)關還可具有繼電器輸出及環(huán)境溫度檢測功能等。
四、LonWorks網(wǎng)關主要技術指標
u 串口通訊波特率范圍50~115200bps;
u 工作電源:AC85~265V 、DC24V可選
u 功耗≤2W。
五、安全性要求:
1)、絕緣電阻:各回路與外殼之間絕緣電阻≥500MΩ;
2)、絕緣強度:電源回路、開出回路≥2kV;
六、LonWorks網(wǎng)關應用前景
隨著LonWorks網(wǎng)絡技術在智能建筑樓宇自控系統(tǒng)、建筑能源管理系統(tǒng)、企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)廣泛應用,采用普通串口通訊模式的第三方儀器儀表、設備的信息采集與智能控制,是LonWorks網(wǎng)絡平臺的重要功能之一,高質(zhì)量的、先進技術設計的iGate系列LonWorks智能網(wǎng)關應用前景必將十分廣闊。
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