摘要
随着计算机技术、通信技术和微电子技术的迅速发展，新的工业总线——现场总线也随之诞生。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输多分支结构的通信网络。该技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信的能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间及现场仪表与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。现场总线的出现意味着自动化技术面临第三次飞跃，即从集散控制系统(DCS)过渡到现场总线控制系统(FCS)。FCS适应了现代工业控制朝复杂化和智能化发展的要求，是21世纪自动化技术的必然趋势。
LON(Local Operating Networks)总线是其中一种优秀的现场总线技术，它是由美国Echelon公司1991年推出的局部操作网络，为监控系统提供了很强的实现手段。在其支持下，诞生了新一代的智能化低成本的现场测控产品。本文探讨了LonWorks技术，分析了将其运用到楼宇自动化的意义，并将这一技术运用到兰州某智能楼宇的楼宇自动化(Building Automation BA)系统，一是为在新兴的技术领域中作一些初步探索，二是相比以前的传统方案，充分体现到该技术的优越性，为把该技术推向今后项目的控制系统中打下基础。实际研究表明该方法动态响应快，对分散目标的集中管理和控制方面的应用有实际参考价值。
本文的组织结构如下：第一章简要介绍了楼宇自动化系统的现状和现场总线及现场总线控制系统。将FCS和DCS做了比较，说明了FCS应用到楼宇自动化的意义：第二章介绍了LonWorks现场总线控制系统的基础知识；第三章给出了兰州某智能楼宇的楼宇自动化系统的设计方案；第四章介绍了系统的硬件结构；第五章介绍了系统的LON网络的软件实现：第六章简要介绍了系统的上位机监控系统的开发。
With the development of computer technology, communication technology and micro-electronics technology, A new industry bus called Fieldbus comes into being. Fieldbus is a fully digital and duplex data transmission system that connects intelligent field devices and automation systems to an industrial plane's network. The technology embeds appropriative microprocessors into traditional measure and control instruments and made them capable of digital calculate and communication. Fieldbus connects many devices into network system by using twisted-pair as buses and realizes data transmission and information exchange following the public and canonical communication protocols in order to make up of all kinds of automation control system to adapt practical require. Filedbus means the third milestone of automatic technology, that is from Distributed Control System(DCS) to Fieldbus Control System(FCS). FCS adapts the demand of complex and intelligent industry. FCS is the inevitable trend of the 21 cn automatic technol
ogy.
LON(Local Operating Networks) is the one of the excellent Fieldbus, which is presented by Echelon company of USA in 1991. It provides a very strong way for the monitoring system. Under its support, new intelligent and low cost monitoring products were born. This paper discusses the technology and analyzes the significance of applying it into building automation and uses it into building automation system (BAS) of one intelligent building in LanZhou.The aim is, the first, to primarily research in the rising technology fields. The second is, comparing with other traditional project, to adequately realize the merit of LonWorks and to ground for pushing the technology into the control system in the future. Research proves that this method has rapid dynamic response and it is practical reference value for the central management and control of distribute object.
The structure of this paper is as follows, in chapter one, the present status of BAS, fieldbus and the FCS are introduced. Compared with the DCS, the significance of the FCS applies in building automation is explained. Chapter two shows the base knowledge of LonWorks Fieldbus Control System. Chapter three gives the design scheme of the BAS of one intelligent building in LanZhou. Hardware structure of system is introduced in chapter four and the software's realization of system's LON is introduced in chapter five. Chapter six describes the development of the system's monitoring system of the upper computer in brief.
引文
[1] 阳宪惠．现场总线技术及应用[M]．清华大学出版社，1999
[2] 顾洪军，等．工业企业网与现场总线技术及应用[M]．人民邮电出版社，2002
[3] 李林．智能大厦系统工程[M]．电子工业出版社，1998
[4] 张振昭，等．楼宇智能化技术[M]．机械工业出版社，2000
[5] 罗国杰．智能建筑系统工程[M]．机械工业出版社，2000
[6] 杨育红．LON网络控制技术及应用[M]．西安电子科技大学出版社，1999
[7] 杨育红．LON网络程序设计[M]．西安电子科技大学出版社，2001
[8] 马莉．智能控制与LON网络开发技术[M]．北京航空航天大学出版社，2003
[9] 刘向杰，等．现场总线控制系统的现状和发展[J]．电网技术．1999(3)
[10] 鹿玲杰，等．现场总线技术研究与应用[J]．大庆石油学院学报．1999(3)
[11] 王俊杰，等．“LonWorks技术及应用”讲座[J]．自动化仪表．1999(8)
[12] 石时需，等．基于LonWorks技术的现场总线控制系统[J]．计算技术与自动化．1999(11)
[13] 张新荣．用现场总线技术实现楼宇自动化的探讨[J]．西安公路交通大学学报．1999(1)
[14] 陈清彬．浅谈智能大厦中的楼宇自动化[J]．学会月刊．2000(4)
[15] 赵起生，等．智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用[J]．华中科技大学学报．2003，20(3)
[16] 张建玲．楼宇自动化系统建设原则及参考方案[J]．湖南电力．2000，20(6)
[17] 陈火根．智能建筑中的楼宇自动化控制系统[J]．能源工程．2000(6)
[18] 苏宏升，等．现场总线技术在楼宇自控系统中的应用[J]．甘肃科技．2001，4(10)
[19] 何潼山．LonWorks控制网络技术在楼宇自控中的典型应用[J]．智能建筑．1999(5)
[20] 李德华，等．LonWorks技术构建楼宇的实现方法[J]．广东工业大学学报．2002，19(1)
[21] 谢凌广．LonWorks技术在楼宇自动化领域的应用[J]．工业控制计算机．2001，14(6)
[22] 李文国，等．一种基于LonWorks技术的楼宇自动化系统的设计与实现[J]．计算机工程．2002，28(9)
[23] 凌志浩，等．基于现场总线的一种远程监控系统[J]．自动化仪表．2000(7)
[24] 张金雄，等．LonWorks在生产监控系统的应用[J]．工业控制计算机．2000(4)
[25] 刘作军．LonWorks现场总线技术在智能住宅中的应用[J]．自动化仪表．2002，23(12)
[26] 张云贵．LonWorks现场总线控制系统的软硬件全面解决方案[J]．测控技术．1999，18(5)
[27] 冯晓东，等．LonWorks控制网络在加油站控制系统中的应用[J]．电气自动化．2001(4)
[28] 赵舒畅，等．基于LON总线技术的暖通空调控制系统[J]．测控技术．2000，19(11)
[29] 孙来业．基于LonWorks的分散智能控制系统研究[J]．工业控制计算
机．1999，12(6)
[30] 陈机林，等．基于LonWorks现场总线的智能控制系统研究[J]．电气自动化．2001(3)
[31] 赵卫．LonWorks网络技术及其在BA系统中应用[J]．电子技术．1999(2)
[32] 徐玲，等．基于现场总线LonWorks的电度表监控网络设计[J]．电测与仪表．2001(7)
[33] 郭耀华，等．基于现场总线的远程温度通信监控系统[J]．测控技术．2003
[34] 张小军，等．基于LonWorks现场总线的楼宇温度测控系统[J]．测控技术与设备．2002，28(11)
[35] 秦静，等．楼宇自动化系统中空调监控系统的研究[J]．中国人民公安大学学报．2004(1)
[36] 王志钢，等．基于LonWorks的楼宇自动化安防系统[J]．计算机工程．2003，29(8)
[37] 韩焕平，等．面向楼宇自动化的高层建筑电梯监视系统[J]．电测与仪表．2001(4)
[38] 凌志浩，等．Neuron C语言的若干新特征及其应用[J]．微计算机信息．1999，15(3)
[39] 范绍兴．Neuron C语言与事件驱动编程[J]．工业控制计算机．1999(3)
[40] 范绍兴，等．串行LonWorks网络接口设计[J]．工业控制计算机．2000，13(2)
[41] 张能，等．基于LonWorks现场总线收发器设计[J]．电子产品世界．2003(6)
[42] 刘武光．现场总线适配器的软硬件设计[J]．电子技术应用．1999(8)
[43] 黄天戎，等．DDE技术在LON总线中的应用[J]．电子技术，2001(10)
[44] 邱晓荣，等．浅谈InTouch软件包的应用和开发[J]．选煤技术．2000(1)
[45] 高炜，等．PC机工业过程控制软件-InTouch的使用及事例[J]．基础自动化．1999(5)
[46] 黄劢，等．InTouch油库管理系统中的应用[J]．测控技术．2001(1)
[47] 邱晓荣，等．基于InTouch的工业锅炉监控系统[J]．航空计算技术．2000(1)
[48] 马新军，等．InTouch在楼宇自动化监控软件开发中的应用[J]．工业控制计算机．2002(9)
[49] Neuron C Programmer's Guide,Echelon公司, 1995
[50] Neuron C Reference Guide,Echelon公司, 1995
[51] LonMaker User's Guide,Echelon公司, 1997
[52] LNS DDE Server User's Guide, Echelon公司, 1998
[53] NodeBuilder User's Guide, Echelon公司, 1995
[54] Wonderware FactorySuite InTouch User's Guide, Wonderware公司, 1999
[55] Wonderware FaetorySuite SQL Access Manager User's Guide,Wonderware 公司, 1999
[56] Wonderware FactorySuite InTouch Reference Guide,Wonderware公司, 1999
[57] http://www.echelon.com.cn/ http://www.euict.com/gxzj.htm http://www.gongkong.com/ http://www.loncontrol.com/