直接数字控制器

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LonWorksCable（推荐东莞启东电线电缆公司的KeystoneLonWorks16AWGCable）时，自由拓扑方式布线时累计可传输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-BA5000DDC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MECRAM内存中的程序和数据信息可时间保存不丢失，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DDC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10～15％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DDC控制器配置DDC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。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DDC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HW-BA5201控制模块特点1．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2．可通过插针和软件设定支持多种输入、输出形式3．输出控制独有手自动切换和手动控制功能4．支持LonMaker等标准LonWorks网络安装工具5．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6．采用基于PLUG-IN技术的配置程序，可通过图形化的界面现场进行工程方案设计和调试输出UO1.UO2跳线输入UI1-UI11跳线输入UI1的跳线输入UI11的跳线输出UO1的跳线输出UO2的跳线技术指标工作电压：24VDC或17VAC50～60Hz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：AI0~5VDC，0~10VDC，0~24VDC，4~20mADC模拟量信号，12位A/D转换。可接PT1000/10K欧姆电阻DI5VDC，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：DO250VAC/5A，具手/自动转换开关，可选常开或常闭AO0~10VDC，具手/自动输出转换开关，10位D/A转换UO可作DO/AO输出用，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：235mm×105mm×20mm四、网络设备1）网络适配器LON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。2）路由器HW-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。特点标准宽度模块产品内置隔离电源可作为路由器、中继器使用技术指标工作电压：24VDC或17VAC50～60Hz工作电流：<50mA网络形式：LON总线LON-232/485网关

3）LON-232/485网关HW-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。特点可通过跳线选择RS-232或RS-485串口通讯模式LON和RS-232/485设备间采用光电隔离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技术指标工作电压：24VDC或17VAC50～60Hz工作电流：<50mA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MicrosoftVisio®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.LONInternet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CAD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

Plug_in中文译意为插件程序，插件程序对于互联网用户并不陌生，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（FunctionalBlock）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。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的思路，简单勾勒一下整个Lon网络系统是怎样组织起来的：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）。实际的DDC模块（Lon网络中的节点设备：Device）其类型依据监控任务的不同而各异（HW—BA5201、HW—BA5202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）。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；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。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软件的设备组态双击运行注册程序注册反注册“确认”完成注册输入文件名网络接口正在注册5203输入功能块插件正在添加配置属性组建小型Lon网接续以上操作，通过下面的简单的控制要求示例，组建小型Lon网络：监控对象：2台风机、4路公共照明（在一个照明控制箱内）；控制要求：对风机只监视不作控制要求，监视的状态有“风机运行、故障、手自动状态”；对照明实施开关控制、状态监视，照明控制箱的手/自动状态。接口说明：风机运行状态采自接触器辅助触点（干触点信号），风机故障状态采自风机热保护继电器辅助触点（干触点信号），风机手自动状态采自控制箱手动/自动转换开关（干触点信号）；照明控制点串入自动状态回路的接触器控制线圈（线圈电压<220伏、分断电流<5安），照明状态接触器辅助触点（干触点信号），手自动状态采自控制箱手动/自动转换开关（干触点信号）。端口接线：FJ_5203：安装于Channel1信道DI_1：1号风机运行状态DI_4：2号风机运行状态DI_2：1号风机故障状态DI_5：2号风机故障状态DI_3：1号风机手自动状态DI_6：2号风机手自动状态ZM1_5204：安装于Channel2信道DO_1：第1路照明开关控制DI_1：第1路照明开关状态DO_2：第2路照明开关控制DI_2：第2路照明开关状态DO_3：第3路照明开关控制DI_3：第3路照明开关状态DO_4：第4路照明开关控制DI_4：第3路照明开关状态DI_5：控制箱手自动状态5203模块监视风机Channel1信道Channel2信道路由器5204模块监控照明1号风机运行状态1号风机故障状态1号风机手自动状态2号