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LonWorks现场总线及应用实例LonWorks 是美国Echelon 公司推出的现场总线技术，它采用Lon Talk协议，封装在Neuron 神经元芯片。
Neuron 芯片上集成了3 个CPU，其中一个CPU 作为控制器，可以处理现场I/O，另两个CPU 处理网络通信，因此LonWorks 的最大优势是网络处理能力。
它采用ISO/OSI 模型的全部7 层通信协议及面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通信速率范围为3kb/s~1. 5Mb/s，直接通信距离可达2. 7 阳。
LonWorks 的物理层可以使用多种介质，如EIA485、双绞线、无线电，红外线，等等。
使用双绞线时最高传输速率为1. 25M 胁，最大传输距离为1. 2km，一个网中可以有255 个网段，每个双绞线网段可连接64 个节点;1..onWorks 网上的每个控制节点，称为LON 节点或1..onWorks 智能设备，它包括一块神经元芯片(Neuron)、收发器、νo 网络通信接口及电源等功能块，LonWorks 网由多个节点组成，节点通过收发器接入网络总线。
1.LonWorks 特点LonWorks 是唯一涵盖全部3 个层次(Sensor Bus、Device Bus 和Field Bus)，符合ISO/OSI7 层参考模型的现场总线技术。
在一个多种层次的现场总线产品并存竞争的现实环境下，LonWorks 兼收并蓄，成为连接过去、包容现在、面向未来的工业总线技术。
LonWor ks 技术的核心是以固件形式实现7 层通信协议，遵循元中心控制的真正分散模式;结点应用程序编写简易，开发系统完备;实行开放结构，具备良好的互操作性;另外，还有网关可方便构成局域网，甚至与Internet 相连，实现远程预览现场设备数据的应用。
LonWorks 技术在楼宇自控系统中的技术上的优势是显而易见的:(1)直接互联性。
浅谈LonWorks技术的应用20世纪90年代初，美国Echelon公司开发了LonWorks控制网络技术，它是一个开放的控制网络平台。
是目前控制领域中应用最广的通用控制总线技术之一。
该技术提供一个平坦的、对等式的控制网络架构，给各种控制网络应用提供端到端的解决方案。
如今，许多知名大公司已向全世界提供各类LonMark技术的产品。
LonWorks技术自1996年进入中国，也取得了迅速发展。
一、LonWorks技术的特点LonWorks技术的核心是神经元芯片，它包括一个固化的高级通信协议LonTalk、三个微处理器、一个多任务操作系统和灵活的输入／输出方式。
LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部7层协议，其中l~6层协议固化在神经元芯片中，只有第七层应用层是根据应用对象自行定义，大大节约了开发时间和成本投入。
其主要特点有：(1)开放性和互操作性LonWorks技术符合ISO的OSI标准，具有很好的开放性、互联性和互操作性，符合LonMark标准的不同公司的产品可以相互兼容，系统进行扩容十分方便；(2)分布式无主站控制LonWorks网络采用无主站点对点的对等结构，各节点地位均等，每个节点都能完成控制和通讯功能。
部分节点的故障不会造成系统瘫痪，提高了系统的稳定性，降低了维护难度；(3)系统结构灵活LonWorks网络拓扑结构灵活多变，可根据具体应用工程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；(4)成本低，维护容易由于分布式结构，增加新设备、改变设备地址、调整运行参数、系统升级只需通过微机设置，不必更改硬件设备，因此可以节省硬件数量与投资，节省安装与维护费用。
二、LonWorks技术的应用1、列车网络监控系统列车网络监控系统主要实现对列车运行中所有设备运行状态的监视，并根据需要对可控设备进行远程控制。
这些车辆设备比较固定，一般包括烟火报警器、门控器、空调控制器、辅助电源逆变器、防滑器、列车供电控制器、轴温报警器等。
楼控系统中Lonworks总线及其应用技术总结现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。
随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。
现场总线可实现整个企业的信息集成，实施综合自动化，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
迄今为止，比较成熟的并且比较有影响力的现场总线则有以下几种类型：1.FF，2.PROFIBUS，3.CAN，4.Lonworks，5.Devicenet，6.Interbus，7.WorldFIP，8.Swiftnet，9.P-net，10. CC-link，11.AS-i，12.controllnet。
由于现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路要求，设备一对一的分别进行连线的结构形式。
把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块放入现场设备，加上现场设备具有通信能力，因而控制系统功能能够不依赖控制室中的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。
现场总线系统在技术上具有以下特点：1.系统具有开放性和互用性通信协议遵从相同的标准，设备之间可以实现信息交换，用户可按自己的需要，把不同供应商的产品组成开放互连的系统。
系统间、设备间可以进行信息交换，不同生产厂家的性能类似的设备可以互换。
2.系统功能自治性系统将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可以完成自动控制的基本功能，并可以随时诊断设备的运行状况。
3.系统具有分散性现场总线构成的是一种全分散的控制系统结构，简化了系统结构，提高了可靠性。
系统具有对环境的适应性现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电和通信，并可以满足安全防爆的要求。
Lonworks现场总线在楼宇设备自动化系统中的应用
摘要：本文在分析LonWorks 技术及楼宇自动化系统集成模式基础上，以中央空调系统为例着重讨论了LonWorks 技术在楼宇自动化系统集成中的应用，采用LonWorks现场总线技术能很快捷方便地对智能建筑进行数据采集和控制网络。
关键词智能建筑楼宇自动化系统空调LonWorks技术
智能建筑的核心是以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
当前智能建筑主要由楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统组成。
其中，楼宇自动化系统是智能建筑中最基本且为最重要的组成部分。
楼宇自动化系统( Building Automation System简称BAS) 是集微电子技术、电力电子技术、计算机技术与自动化控制技术于一身的楼宇控制系统, 是现代高层建筑中一项重要的电气控制系统。
楼宇自动化系统利用各种电气设备及网络将建筑物内部各种设备连接成为一个网络，通过对网络上各种参数的调节、控制，以提供便捷、安全、节能环保等各种环境。
BAS 包括以下几部分: 冷热源系统的监控; 空调新风机组的监控; 通风设备的监控; 给、排水系统的监控; 供配电设备的监控以及电梯系统的监视等。
由于楼宇自动化系统的规模不断扩大，人们对其在先进性、开放性、互操作性等方面的要求也越来越高。
但由于各厂家提供的设备和控制系统的通信协议不同，使得不同厂商的设备之间缺乏互操作性，给控制网络自身及控制网络与信息网络的集成带来了极大的困难。
1 一种开放的控制技术—Lonworks技术
LonWorks（Local Operating Network）技术是美国Echelon 公司于20 世纪90 年代初推出的总线技术, 是针对控制对象研制的新型网络。
其通信协议LonTalk 支持ISO/OSI 的全部7 层模型，这是LON 总线最杰出的特点。
LonTalk 协议通过神经元芯片(Neuron Chip)上的硬件和固件实现，提供介质存取、事物确认和对等通信服务；还有一些先进服务如接收认证、优先级传输、单一/ 广播/组播消息发送等。
网络拓扑结构可以采用总线型、星型、环形和混合型，实现真正自由组合。
LonWorks 控制网络结构主要包括五个部分：网络协议（LonTalk）、网络传输介质、网络设备、执行机构和管理软件。
其中，网络设备包括智能测控单元、路由器、网关等；执行机构包括传感器、执行器等；管理软件包括LonTalk 开放式通信协议，并为设备之间交换控制状态信息建立了一个通用的标准。
在一个
Lonworks控制网络中, 智能控制设备（节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通信。
每个节点都包含内置的智能芯片来完成协议的监控功能。
一个Lonworks控制网络可以有3个到3000个或更多的节点, 可以实现如下功能传感器功能（温度、压力等）、执行器功能（开关、调节阀、变频驱动等）、操作接口（显示、人机界面等）、控制功能(新风机组、V A V变风量等)。
由于不需要像传统控制系统中的中央控制器, Lonworks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性和系统响应, 并且降低了系统的成本和运行费用。
神经元芯片完成节点的事件处理, 并通过多种介质把处理结果传递给网络上的其它节点。
Lontalk协议为Lonworks控制网络实现可互操作性提供了条件。
在LonWorks网络中，一个智能控制器及其传感器和执行器构成一个节点，可连接各种I/O设备，如火灾报警的烟感探头、四表输出、家电开关等。
LonWorks的无主站点对点网络方式，使其中任一节点的故障或关闭都不影响其它住户节点的正常运行，从而提高了系统的稳定度。
且网络节点之间使用逻辑连接，使得系统中节点的增加、修改都很容易，便于系统调整和扩充升级。
节点的核心是神经元芯片，是通信处理、数据采集和控制的通用处理器，它通过运行芯片上的Neuron C应用程序来完成数据的采集、控制和网络操作的，见图1。
图1 LonWorks智能节点和神经元芯片的结构框图
2 基于Lon 总线技术的空调控制系统
空气调节就是把经过一定处理之后的空气，以一定方式送入室内，使室内空气的温度、湿度、流动速度和洁净度等被控制在一定范围内。
空气调节的形式很多，一般分为：集中式空调系统（又称中央空调）、独立式空调系统和混合式空调系统。
其中，集中式空调系统具有卫生、噪音小、使用方便等优点，目前已被广泛采用。
在集中式空调系统中，通常采用一部分回风与新鲜空气相混合，这样既保证了室内空气新鲜，又利用了回风的能量，提高了设备运行的经济性。
系统一般有进风、回风、空气过滤、空气加湿处理、空气输送等部分。
在正常的工作过程中，新风与回风混合，经过滤器过滤后，混合空气与盘管内的冷/热水进行热交换。
加湿器对混合空气进行加湿处理，最后送风机将处理后的空气送到各个房间内。
集中空调控制系统是楼宇自动化系统最重要的组成部分之一，其控制功能主要包括：温、湿度监视；风阀的控制；冷/热水阀门的调节；加湿阀的控制；风机控制。
用于空调机组控制的现场总线系统，其工作原理为：温、湿度控制器测得温度和湿度后，通过运算获得阀门的调节输出。
该输出通过Lon 网络送到智能阀，产生相应的阀门开度。
智能阀门直接连接在Lon 网络上，通过Lon 总线接收阀门开度命令，该命令以网络变量形式出现，智能阀的数量与空调系统结构有关。
开关量控制器则用于启、停机组，监测空调状态及产生报警等。
温、湿度控制器在系统中作为主控制器使用。
其中有8 路模拟信号输入，可与温度变送器或其它仪表相连接，也可利用 3 路热敏电阻（NTC）或热电耦输入直接测量温度，另外还有2 路报警信号输出。
3 结论
采用LonWo rks现场总线技术, 使楼宇自动化系统中通信可靠、便捷，采用LonWorks 总线技术进行空调控制系统的设计，不仅可以实现动态的湿度和温度调节，而且可以控制分散在不同区域的空调设备，规模扩展灵活，可通过网关接口及串行接口与大楼的BA 系统或消防系统、保安系统等控制系统相连接，构成功能更加强大的控制系统。
参考文献:
【1】包红英. LonWorks技术在智能建筑中的应用. 安装.2007年6月
【2】黄蓉. 基于LonWorks技术的中央空调自动控制系统设计及节能研究。
机电产品开发与创新.2009年1月
【3】汤德明.LonWorks技术在楼宇自动化系统中的应用.建筑电气.2004年2月
【4】杨占国.楼宇自动化中冷热源控制系统集成.广东广播电视大学学报.2005年4月
作者简介：
陈良：女；1981年11月；重庆大学毕业；硕士研究生学历；主要研究方向：建筑设备及自动化。
