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三表远传方案本三表集抄系统采用全分布式、全开放、互操作性强的智能型控制网络技术—LonWorks®网络技术。LonWorks®技术是美国Echelon公司投入了1.5亿美元,700个人年及数十万工程小时于1990年12月向全世界推出的全分布智能控制网络技术。使网络结构由主从式发展到对等式又发展到今天的客户/服务式。该技术一经推出,立刻得到世界各大计算机网络硬件、软件公司的认同,其核心芯片由世界最大的两家芯片生产商MOTOROLA®和TOSHIBA®生产,其LONMARK协会已有包括计算机界、网络界、控制界3000多家会员,LonWorks®网络是采用神经元芯片技术,在OSI七层协议上实现的控制网络。神经元芯片和LonTalk协议是LonWorks®的核心技术。
LonWorks®技术特点
LonWorks®技术由美国Echelon公司推出某某某高架桥桥墩、预应力连续箱梁施工方案,是目前控制领域中应用最广的通用控制总线技术之一,得到世界上许多著名工控产品生产厂家的支持。
LonWorks®技术之所以得到如此广泛的应用,是基于其诸多优良特性:
LonWorks®节点中固化在Neuron芯片内部的LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务,支持多种通信媒质。LonTalk协议使各厂商的产品之间相互兼容,具有很好的互联性和互操作性,便于采用不同厂商的产品对系统进行扩容。
这种分布式的网络体系改变了以往楼宇控制系统按功能划分,各子系统之间垂直分割,不能共享信息,设备重复投资的状况。各功能子系统不再对应物理子系统,而是由一些网络节点构成的虚拟网络组成。在虚拟网中,节点可以被多个虚拟子网共享,从而有效利用了设备资源,系统的变更维护也更加方便。
LonWorks®网络拓扑结构灵活多变,可根据建筑物的结构特点采用不同的网络连接方式,可以最大限度的降低布线系统的复杂性和工作量,提高系统可靠性。
LonWorks®网络通信采用面向对象的设计方法,引进“网络变量”的概念,使网络通信的设计简化为参数设置,节省了大量的设计工作量,使开发周期大大缩短。
LonWorks®网络支持多种传输介质
LonTalk协议支持以不同通信介质(Media)分段的网络。LonTalk协议支持的介质包括双绞线、电力线、天线、红外线、同轴电缆、和光纤。其他的许多网络只能选用某种专用的介质。而LonWorks®网络可以同时使用上述的各种介质。为网络系统互连提供了最大的灵活性,同时,对信息传输系统有最好的适应性,使系统的扩展也是更加方便。
LonWorks®技术现状
到今天,全世界已有2600应用开发商,为用户提供全方位的产品系列,所安装的LonWorks®节点数目已超过250万个:从超级市场到石油平台,从卫星到高速列车,从激光发射器到自动投币机,从家庭住宅到航天飞机。据有极大的灵活性、适应性,而且成本低于传统的应用方式。同时,LonMark互操作性协会,一个由十几个国家的150余个公司组成的独立行业协会,正在定义、发表和确认产品的互操作性标准。
几乎每一领域,都有摆脱独享控制方案和中心控制系统的趋势。每个厂家使用开放形式、成品芯片、操作系统和部件组建产品以改善控制的可靠性、灵活性、系统成本和性能。在中心控制系统中,远程传感器向中心控制器提供反馈信号,来控制传感器和执行器。每个系统通常有自己单独的I/O和处理过程,这类中心系统开发、安装成本高,难以扩展,最终用户用于维护和扩展的费用太大。LonWorks®技术现在走在了摆脱独享控制方案和中心控制系统的前列,在一个LonWorks®网络中,智能控制设备(又称节点)通过特定协议进行通讯。网络中的每个节点有嵌入信息来实现协议和执行控制功能。另外,每个节点包括一个物理接口,通过通讯媒介连接每对节点的微处理器。LonWorks®中,开发硬件和软件时对用户的要求很少。高成本的点对点连接被低成本的分散式连接甚至是动力线连接或无线的RF信号技术所代替,系统更易建立、增加或改变。
LonWorks®技术发展趋势
总之,LonWorks®是一种开放互连的网络系统,在灵活性,开放性,可扩充性等方面都有很好的表现,十分适于作为智能小区控制信息综合管理平台。
LonWorks®技术与其它常用技术的比较
目前社会上较流行的智能化技术主流基本上是:
LONTALK(LonWorks®)方式
美国LonWorks®总线技术组成开放性的无专利权的低层通讯网,通过简单方便的总线制布线(双绞线,电力线,同轴电缆,光纤,无线),把分布在各现场的各种设备连接至小区物业管理中心,通过中心电脑软件可实现对小区内各公共设备进行实时监测。
1、采用LonWorks®总线与485总线方式相比,传输介质选择更灵活,传输速率更快、传输的距离更长;5类双绞线可达1.4公里。
2、采用LonTalk通讯协议较之TCP/IP网络控制功能更灵活,不易引起网络通讯阻塞;总线制布线系统结构简单,扩展方便,可从任意一个末端向外增加设备;系统性价比好;相比之,采用TCP/IP网络的小区智能化系统,需采用结构化布线方式,网络结构复杂,系统造价较大,如要扩容需从已定型的设备管理间向外增加布线和设备,大大增加系统扩容的难度和造价。系统
3、系统设备和系统管线权属清晰,系统的运行和维护不会受到运营商的限制。
附:LonWorks®总线与485总线对照表
整个系统前端设备、网络设备和中心设备组成。
现场控制器—三表集抄器构成系统的前端控制系统。其主要功能是接收电表、冷水表、热水表、燃气表、暖气表等各种脉冲表具输出的脉冲信号。安装于各种机电设备内的传感器、检测器之信息,按内部预先设置的参数和执行程序自动实施对相应机电设备进行监控,或随时接收中心站发来的指令信息,调整参数或有关执行程序,改变对相应机电设备的监控要求。
网络设备由通讯节点、路由器和管理节点组成。网络设备的配置原理:每60个三表集抄器需要配置1个通讯节点;每120个三表集抄器除了配置1个通讯节点外,还需要配置1个路由器和1个管理节点。另外,如果总线存在分支结构,可在分支处配置1个通讯节点。
中心设备由LonWorks网卡和带鼠标及彩色显示器的个人电脑组成,在电脑中安装GREAT三表集抄软件。LonWorks网卡安装在个人电脑内,用于实现前端三表集抄器与三表集抄软件的通讯。GREAT三表集抄软件可监测前端控制器的工作状态,如果表具与三表集抄器之间的线路发生短路或断路的情况,该故障信号可立即在中心电脑上显示。管理人员和操作者,主要是通过观察显示器所显示的各种信息来了解当前或以前整个小区三表集抄系统的运行状况,也可通过键盘或鼠标的操作来收集住户的水、电、燃气等的耗费量,并自动计算出住户应缴费用。由于有LonWorks通讯能力的强大支持,因而实时性更强,几无通信阻塞之忧。
可对三表集抄器的信号进行再生和放大。特别对于总线分支,可起到总线的延伸作用。
LonWorks的标准产品。通过计算机插LonWorks通讯卡,直接构网,这种方式构网比较容易,有多种软硬件设备可选,系统成本较低。
应用程序实现模块化编程,对应于节点的各个管脚有标准化的定义,节点内部的输入管脚通过信号可触发相应的输出管脚,以驱动所连的执行机构;节点对外的网络变量应使用标准网络变量。
人机管理界面上能体现网络上的每一个网络变量,并能通过点击实现对网络变量的值进行确认功能,界面友好、操作简单简洁。可方便地进行各种费率设置、收费管理、用户费用查询、费用自动计算、自动生成报表打印等等,减少了劳动强度,提高了工作效率。
家控管理系统(Home Manager)提供一个实现小区智能化功能的操作平台,系统使得小区的管理更加高效、合理、职责分明。
系统实现了模块化汉中市某医院门诊科技楼工程施工组织设计,整个软件系统分为:系统模块、报警系统、远程抄表。
对操作员进行管理、日志管理、三表费率更改、系统数据字典维护以及系统注销重新登录等功能,对操作员起到监督作用。
远程抄表包括设置节点、表初始化、远程抄表子菜单。
报警时间,地点,警种显示,可配电子地图,处理状态等。
系统的安装主要包括网络布线、控制器安装以及物业中心软件系统的安装。
控制器通常安装在弱电箱里,统一放在弱电井里或者放在两户之间墙面上暗装。下面是以两个单元楼为例的布线图:
对于不涉及本系统的其他楼层某中学综合教学楼工程,在本图上没有体现。
五、三表远传系统设备配置清单