基于LonWorks水厂前端智能节点的配置与实现

除此之外，Echelon公司还给出了配套的智能收发器、节点开发工具NodeBuilder和通信协议LonTalk。通过可编程收发器，Neuron Chip可与多种通信介质连接，比如双绞线、同轴电缆、光纤，无线和红外线等。并且针对不同的通信接口，可配置为三种不同的接口模式：单端、差分和专用模式，以适应不同的编码方式和波特率。在ROM中包含LonTalk协议的固化程序，这使得Neuron芯片能保证在每一个装置(节点)中以公共协议通信，解决了兼容性问题，使LonWorks装置(节点)在同一网络上的连接简单快捷。
LonWorks节点是同物理上与之连接的I／O设备交互作用并在网上使用LonTalk协议通信的一类对象，有两种类型。在第一种类型中，Neur on芯片是唯一的处理器，充当LonWorks的网络节点。适合于I／O设备简单，处理任务不复杂的系统，称之为基于Neuron芯片的节点(Neuron Chip-hosted)；在第二种类型中，Neuro芯片只作为通信处理器，充当LonWorks的网络接口，节点应用程序由主处理器来执行，这类节点适合于对处理能力、输入／输出能力要求较高的系统，称之为基于主机的节点(host—based)，主处理器可以是其他微控制器或者PC机等。

3智能节点的配置
为了便于用户使用，Echelon公司在推出Neuron Chip以后，又推出了以上述Neuron Chip为核心用于现场底层的节点控制器，也称为回路控制器。其中HLC-1是最基本的一种，满足LonWorks技术对于底层节点的全部要求，不仅可以执行协议，实现数据采集与处理，完成底层控制，而且还提供通信介质接口，以公用的协议进行通信。对于外部，具有4通道0～5V(4～20mA)12位A／D转换的模拟量输入、2通道0～5V(4～20 mA)12位D／A转换的模拟量输出，2通道数字量(触点或电平)输入及2通道开关量输出，还能组合2通道PID调节器。安装完成后，HLC-1回路控制器不仅可以实时接收上位机的控制命令，实现对底层执行机构的控制，还可以完全脱离上层管理系统，自行完成底层数据采集、数据处理及设备运行的调控。而且，HLC-1采用的是模块化结构，多个HLC-1可组合在一起，构成一个大的模块，以连接更多的前端测控设备。
在某水厂的设计方案中，底层配置了4个Lonworks智能节点，即回路控制器HLC-1。其中2个节点由组合模块组成，各含2个8路模拟量输入模块，用以对格栅絮凝沉淀池的20个液位计输入的模拟信号进行转换、处理、记录和汇总。另外2个节点的模拟／数字输入模块分别用于进水口和出水口数据监测。在进水口测量流量、浊度、入水管压力；在清水池检测余氯含量、浊度、PH值、水位；在出水管口检测出水流量和压力。其结构如图2所示。

每一个节点配置FTT-10A收发器，以提高通信能力。该收发器支持自由拓扑结构(包括星型、总线型和环型等)，通信速率为78 kbps；其中总线型拓扑结构的最长通信距离是2 700 m，可满足一般小型水厂的需求。当超出最大通信距离后，可在总线两端使用中继器，以延长通信距离。
由智能节点向上，连接网络适配器，这里选用PCLTA-10，可插入PC机的扩展槽上，既能与所有和总线连接的现场智能节点进行对等双向通信，又能快速与PC机进行数据交换，实现复杂的数据处理和高级监控功能，在PC机与现场智能节点之间起到“上传下达”的作用。同样．配置FTT-10A收发器，提高通信能力，支持自由拓扑结构，最多可连接128个智能节点，这里仅连接了4个。