基于LonWorks水廠前端智能節點的配置與實現

除此之外，Echelon公司還給出了配套的智能收發器、節點開發工具NodeBuilder和通信協議LonTalk。通過可編程收發器，Neuron Chip可與多種通信介質連接，比如雙絞線、同軸電纜、光纖，無線和紅外線等。并且針對不同的通信接口，可配置為三種不同的接口模式：單端、差分和專用模式，以適應不同的編碼方式和波特率。在ROM中包含LonTalk協議的固化程序，這使得Neuron芯片能保證在每一個裝置(節點)中以公共協議通信，解決了兼容性問題，使LonWorks裝置(節點)在同一網絡上的連接簡單快捷。
LonWorks節點是同物理上與之連接的I／O設備交互作用并在網上使用LonTalk協議通信的一類對象，有兩種類型。在第一種類型中，Neur on芯片是唯一的處理器，充當LonWorks的網絡節點。適合于I／O設備簡單，處理任務不復雜的系統，稱之為基于Neuron芯片的節點(Neuron Chip-hosted)；在第二種類型中，Neuro芯片只作為通信處理器，充當LonWorks的網絡接口，節點應用程序由主處理器來執行，這類節點適合于對處理能力、輸入／輸出能力要求較高的系統，稱之為基于主機的節點(host—based)，主處理器可以是其他微控制器或者PC機等。

3 智能節點的配置
為了便于用戶使用，Echelon公司在推出Neuron Chip以后，又推出了以上述Neuron Chip為核心用于現場底層的節點控制器，也稱為回路控制器。其中HLC-1是最基本的一種，滿足LonWorks技術對于底層節點的全部要求，不僅可以執行協議，實現數據采集與處理，完成底層控制，而且還提供通信介質接口，以公用的協議進行通信。對于外部，具有4通道0～5V(4～20mA)12位A／D轉換的模擬量輸入、2通道0～5V(4～20 mA)12位D／A轉換的模擬量輸出，2通道數字量(觸點或電平)輸入及2通道開關量輸出，還能組合2通道PID調節器。安裝完成后，HLC-1回路控制器不僅可以實時接收上位機的控制命令，實現對底層執行機構的控制，還可以完全脫離上層管理系統，自行完成底層數據采集、數據處理及設備運行的調控。而且，HLC-1采用的是模塊化結構，多個HLC-1可組合在一起，構成一個大的模塊，以連接更多的前端測控設備。
在某水廠的設計方案中，底層配置了4個Lonworks智能節點，即回路控制器HLC-1。其中2個節點由組合模塊組成，各含2個8路模擬量輸入模塊，用以對格柵絮凝沉淀池的20個液位計輸入的模擬信號進行轉換、處理、記錄和匯總。另外2個節點的模擬／數字輸入模塊分別用于進水口和出水口數據監測。在進水口測量流量、濁度、入水管壓力；在清水池檢測余氯含量、濁度、PH值、水位；在出水管口檢測出水流量和壓力。其結構如圖2所示。

每一個節點配置FTT-10A收發器，以提高通信能力。該收發器支持自由拓撲結構(包括星型、總線型和環型等)，通信速率為78 kbps；其中總線型拓撲結構的最長通信距離是2 700 m，可滿足一般小型水廠的需求。當超出最大通信距離后，可在總線兩端使用中繼器，以延長通信距離。
由智能節點向上，連接網絡適配器，這里選用PCLTA-10，可插入PC機的擴展槽上，既能與所有和總線連接的現場智能節點進行對等雙向通信，又能快速與PC機進行數據交換，實現復雜的數據處理和高級監控功能，在PC機與現場智能節點之間起到“上傳下達”的作用。同樣．配置FTT-10A收發器，提高通信能力，支持自由拓撲結構，最多可連接128個智能節點，這里僅連接了4個。