直接数字控制器解析

《直接数字控制器解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直接数字控制器解析（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 助理智能楼宇管理师 赵志红 HW-BA5000 系统简介 一、主要特点 二、DDC控制器性能 三、DDC控制模块 四、网络设备 五、编程软件 一、主要特点 n HW-BA5000系统是基于LonWorks技术的现场总线系统，是 真正的分布式控制系统。其系统是由管理工作站、各种模块化智 能控制器、传感器、执行机构等组成。其中BA5000系列的各类模 块化智能控制节点具有高度的智能和完善的网络通讯能力，可以 方便实现节点与节点之间的通讯，组成对等式的通讯网络。系统 中所有的控制和管理设备均可通过现场总线LonWorks连接在一起 ，彼此之间通过相互协作而不是传统的上下、主从控制实现数据 通讯和信

2、息共享，所以更灵活、更可靠。各控制器可完全独立工 作，每一节点均带独立的计算机通讯接口。在中央系统停止工作 时，所有的控制器之间的通讯不会中断。在断电后可自启动。系 统的网络拓扑结构自由，支持总线型，星型和自由拓扑型结构， 传输媒介采用支持双绞线。 一、主要特点 BA5000系列中的每一种智能控制模块都是 LonWorks网络中的智能节点，可以直接连接在LON 网上。受通讯接口驱动能力的限制，最多62个LON节 点可以通过双绞线直接连接，采用专用LonWorks Cable（推荐东莞启东电线电缆公司的Keystone LonWorks 16AWG Cable）时，自由拓扑方式布线时 累计可传输

3、500米，总线方式布线时最远可传输2700 米，采用一般五类线时分别为300米和1500米。当需 要连接更多的节点或传输更远的距离时，可使用路由 器将多段网络连接起来或接成树状网络。LonWorks 网络中的路由器不同于模拟信号中继器，可以无限制 使用。 二、DDC控制器性能 系统现场直接数字控制器采用HW-BA5000系列控 制器，DDC的硬件及软件配置均能保证分站按独立方 式运行，真正实现危险分散的集散型控制。 HW-BA5000 DDC内含神经元芯片，包含微处理 器（CPU）；存储器（RAM）；存储器（EPROM） ；备用电池（锂电池）可维持MEC RAM 内存中的程 序和数据信息可时间

4、保存不丢失，不需要因电源故障 而需费时的重新输入数据的工作。 二、DDC控制器性能 nDDC性能 DDC作为智能型设备，具有直接数字控制和程序逻辑控制功能， 并具有联网协同工作的功能。 DDC具有下述基本软件功能：比例、比例+积分、比例+积分+微 分、开/关、时间加权、顺序、算术、逻辑比较、计数器等，对于 复杂控制要求的应用场所，还应提供高级控制算法。DDC单元应 为可接扩展模块，其输入/输出点应能灵活配置，满足不同的控制 需要，每个DDC监控单元点数应预留有1015的余量。当DDC 本身故障时，能自动旁路脱离网络，并在主控/分控计算机上及时 报警并显示，不至影响整个网络的正常工作，故障排除后

5、能自动 投入运行。 DDC可根据主控计算机发来的命令和数据或自带的控制程序 (EPROM)，再根据现场各种执行器和传感器反馈的数据和状态对 受控设备进行监控。DDC自身应具有掉电、通讯中断、误操作等 保护功能。DDC的平均无故障时间MTBF 要求达到10万小时以上 。 二、DDC控制器性能 nDDC控制器配置 nDDC应配备微处理器、I/O模块、电源模块、通信模 块、和保护继电器，并配有通讯管理、控制、故障诊 断、用户在线编程等软件，并具有密码保护功能。 DDC单元应按受控设备的监控点数、设备分布和工况 合理配置。 n主机和现场DDC的通信速度应符合传输实时要求， DDC之间为对等网络，任何D

6、DC失效不会使整个网络 瘫痪。DDC的所有输入输出点都有现场LED状态指示 。DDC具备显示、监控及参数设定功能，通过现场的 便携式笔记本电脑可以实现修改参数或编程。 三、DDC控制模块 nHW-BA5201控制模块 n特点 n1具备种类丰富的I/O口，专为空调机 和新风机设计，可满足常见各类空调和 新风机控制的要求 n2可通过插针和软件设定支持多种输 入、输出形式 n3输出控制独有手自动切换和手动控 制功能 n4支持LonMaker等标准LonWorks网 络安装工具 n5可在线下载应用程序，具有功能丰 富的应用程序库和强大的运算能力 n6采用基于PLUG-IN技术的配置程序 ，可通过图形化

7、的界面现场进行工程方 案设计和调试 技术指标 工作电压：24VDC或17VAC 5060Hz 工作电流：500mA 网络形式：LON总线 I/O 数量：11个UI，4个DO，2个UO，2个AO 输入信号类型： AI 05VDC，010VDC，024VDC，420mADC模拟量信 号，12位A/D转换。可接PT1000/10K欧姆电阻 DI 5VDC，12VDC，24VDC有源开关量信号；无源开关量 信号；具有防反接与过压保护功能 输出信号类型： DO 250VAC/5A，具手/自动转换开关，可选常开或常闭 AO 010VDC，具手/自动输出转换开关，10位D/A转换 UO 可作DO/AO输出用

8、，具手/自动输出转换开关 使用环境： 温 度：-20+70 相对湿度：10%95%，不结露 外形尺寸：235mm105mm20mm 四、网络设备 n1）网络适配器 nLON网络适配器(网卡)用于将管理中心计算机 接入现场LonWorks网络总线。LON网络通讯 速率一般为78Kbps。PCLTA-20网络适配器用 于台式PC机的PCI插槽，PCC-10型PCM卡网 络适配器用于连接笔记本电脑。 n2）路由器 nHW-BA5220路由器是连接两段LonWorks网络（一般是主干线和 分支）的工具，主要用于优化网络性能，提高网络通讯质量。同 时具有增加网络传输距离，扩展网络节点控制器数量的功能。通

9、 常网络节点多于50个或总线型网络传输超过2000米、自由拓扑网 络传输超过500米时，应增加路由器。 n特点 n标准宽度模块产品 n内置隔离电源 n可作为路由器、中继器使用 n技术指标 n工作电压：24VDC或17VAC 5060Hz n工作电流：50mA n网络形式：LON总线 LON-232/485网关 n3）LON-232/485网关 nHW-BA5221网关用于将采用RS-232/485接口协议的设备连接入LON总 线系统，实现RS-232/485设备与LON设备及上位机管理系统之间的通讯 。 n特点 n可通过跳线选择RS-232或RS-485串口通讯模式 nLON和RS-232/4

10、85设备间采用光电隔离 n串行数据的传输波特率、奇偶校验、数据位长度和停止位等数据格式以 及数据的流控制方式可以通过软件灵活设置 n技术指标 n工作电压：24VDC或17VAC 5060Hz n工作电流：50mA n网络形式：LON总线，RS-232/485总线 五、编程软件（Lonmaker3.1软件 ） LonMaker 集成工具（版本3.1）是Echelon 公司提供的一个软 件包，它可以用于设计、安装、操作和维护多厂商的、开放的、 可互操作的LonWorks 网络。它以Echelon 公司的LNS 网络操作系 统为基础，把强大的客户-服务器体系结构和很容易使用的 Microsoft V

11、isio用户接口综合起来。这使得LonMaker 成为一个 完善的，并足以用于设计和启动一个分布式的控制网络的工具。 LonMaker 工具为LonMark 节点，i.LON Internet 服务器和其 它LonWorks 节点提供全面的支持。这个工具充分利用了LonMark 特点的优越性，例如标准功能属性、配置属性、资源文档、网络 变量别名、动态网络变量和可修改的类型等。LonMark 功能模式 在LonMaker 图形中以图形功能块的形式显示，可以很方便的目视 和编制控制系统的逻辑文档。 Lonmaker3.1软件简介 此外，它还向用户提供用于设计控制系统的、大 家较为熟悉的、类似于CA

12、D 的环境。Visio 灵巧的图 形绘图功能为创建节点提供了直接的、简单的方法。 LonMaker 工具包括许多LonWorks 网络用的灵巧的 图形，并且用户可以创建新的自定义图形。自定义图 形可以像单个节点、功能块和连接线一样简单，也可 以像带有嵌套子系统和预定义节点、功能块以及它们 之间的连接的完整的系统一样复杂。当设计一个复杂 的系统时，使用自定义子系统图形是节省时间的特性 ，只要通过简单的从模板（Stencil）中拖动一个自定 义子系统图形到绘图区，额外的子系统就能被创建。 Lonmaker3.1软件简介 Plug_in 说明 nPlug_in中文译意为插件程序，插件程序对于互联网

13、用户并不陌生，我们将网上的插件程序下载到本机， 运行安装从而使我们的IE浏览器具备了一些附加的扩 展功能，如广告拦截、搜索文字加亮等等。对于DDC 模块而言，每一个功能模块（Functional Block）都 有与其相对应的插件程序。在Lon网络文件中我们使 用了大量的功能模块，插件程序给我们提供了一个方 便的配置选项界面，我们依据实际的工况对选项卡中 的选项设置进行配置，然后下载到DDC模块中，深入 的了解Lon网络和DDC之后，我们还会知道，这样的 配置说明同时也保存到了Lon网络文档中。 n有了上面的一些说明，加上在LonMaker使用说明中的相关介 绍，下面我们理一理整个底层工作大概

14、的思路，简单勾勒一下整 个Lon网络系统是怎样组织起来的： n我们使用DDC模块管理现场的机电设备及相关联的配套设施（阀 门、水池液位、温度、压力等等），就需要基于现场总线的设备 、协议等。我们的DDC模块基于Lon总线协议。基于Lon协议的设 备被Lon总线识别为网络节点，每一个DDC模块具有唯一的地址（ 由其核心的3150芯片所决定），一条总线或支线（路由器分支） 可挂接的节点要小于64个（推荐30个），一条总线不足以挂接所 有节点设备时需要挂接路由器扩展支路。总线或支线的理论最远 长度为2700米（工程应用推荐2000米）。 n实际的DDC模块（Lon网络中的节点设备：Device）其类

15、型依据监 控任务的不同而各异（HWBA5201、HWBA5202等，依据BA 说明、方案点表确定）；同一类型的设备又具有不同的节点程序 版本（*.xif文件和*.apb文件），程序版本不同有优化升级的原因 、也有功能实现上原因（如PID、AC等逻辑功能模块不同，称之 为逻辑功能模块用于区别I/O输入输出类型的节点端口功能模块） 。 n每个功能模块都有若干个网络变量与配置属性。网络变量用来在 不同的功能模块之间传输数据，配置属性用来对该网络变量进行 配置并且定义它们的行为。这些功能模块通过Lonmaker组网工具 用Plug_in来进行配置； n资源文件中则包含了用户自定义的网络变量与配置属性，所以要 想使第二代楼宇控制系统的DDC模块能够正常运行，并在上位机 监控，必须将资源文件加入到系统中。 n显然，网络中并不一定包含所有类型的模块，所以并不是所有的 插件程序都必须安装。例如：如果网络中只有5203、5204两种类 型的模块，则只将这两种类型的Plug_in插件程序注册到系统，再 通过LonMaker注册到所建网络中即可，而没有必要注册其他类型 的插件程序。 基于lonmaker软件的设备组态 n组建小型Lon网 n接续以上操作，通过下面的简单的控制要求示例，组建小型Lon网络： n监控对象：2台风机、4路公共照明（在一个照明控制箱内）； n控制要求：对风机只监视不作控制要求，