摘要：随着科技的不断发展，网络控制技术广泛应用在各个领域，智能建筑也不断加大力度推广使用。网络系统的应用对提升人们的生活质量、满足人们对新时期居住环境要求方面发挥了重要作用。而LONWORKS技术以其独特的特点已成为现场总线网络功能最为强大，市场效率最高的总线之一。文章就LONWORKS技术的具体运用进行了分析，以供参考。
关键词：网络控制系统；智能建筑；运用
0前言
随着信息控制系统的进步，现代建筑内的楼宇自控设施与不同功能的设备越来越多，逐渐复杂。而且，业主需要整个系统具备高性能、高效率与相对少的维护扩展成本。不同厂家提供了多种功能的产品及子系统，还采取了不同的通讯协议，所以将导致各子系统具备不同的通讯速度、不一样的编码格式与不一样的通讯规则，使得各子系统之间得到互操作与互连会非常困难，则实现智能功能的系统一体化集成也就无从说起。若各子系统单独运转，既无法集中协调与管控整个系统，并且会有巨大的运行及维护成本，以后扩展起来难以实现。由此，业主与管理人员十分需要一种开放的、能互操作的控制科技。
1、LONWORKS系统介绍
当前的建筑自控系统已经无法满足市场及客户要求，具体表现为：①以往的建筑自控系统针对其本身来说属于一个封闭系统，体现在其通讯协议方面。不同厂家的产品选择不同的通讯协议，互不兼容。若要取得封闭平台的一体化集成，就应当在不同通讯协议的系统之间借助网关将之连接在一起，由此就会形成许多的软件编制任务。如此实现的系统不但性能差，并且费用较高，不是恰当的解决计划。②因为系统封闭，各子系统之间不能共享意义一样的数据。各个功能的子系统也许要配备同样的部件，引起巨大的资源耗费。③因为系统封闭，由业主选取了产品后，系统的规划、供货、调试至后续维护、拓展、升级均只能通过厂家来处理，业主没有自由度，只可以被动接受，早期的投资无法获得有效保障。④伴随计算机系统与网络技术的不断进步，封闭系统制约了建筑结构智能化产品的创新，仅有开放的系统方可为客户带来真正的低投入产品。
业主与管理人员正需要一个建筑结构控制系统。该种控制系统属于一个开放的、能互操作的控制系统，其能够将源自多个厂家的暖通设备、照明工具、消防、安保以及门禁、供排水与电梯等设施集成一体化的融入这一控制系统内。就如同在计算机市场中PC机引起的浪潮那样，开放的、能互操作的控制平台的应用，能够为客户在系统的全生命周期内减少系统安装成本、提升性能、节省运行成本。此外，在一个控制平台内多个厂家产品的一体化集成要求采取一个集中的通讯协议，经采用同样的通讯协议，昂贵的客户软硬件以及网关等设备能够被取消[1]。
LONWORKS系统为通用的总线，于工业控制系统内能同时用于Sensor Bus、Device Bus以及Field Bus等任意一层总线内。LONWORKS系统是采取神经元芯片系统，在ISO的OSI 7层协议上完成的网络控制科技。在一个LONWORKS控制网络内，节点选择相同的通讯协议和网络内的其余节点通讯。各个节点均包括内置的智能来实现协议的监控作用。一个LONWORKS系统能够由3－30000个甚至多过节点：传感仪功能、执行设施功能、处理接口、控制功能。因为无需像传统控制平台内的CPU，LONWORKS分布式控制系统的成本与运行成本。神经元芯片实现节点的事件处置，且经过多种介质将结果传送给网络中的其余节点。LonTalk协议给LONWORKS系统实现能互操作性带来条件。神经元芯片与LonTalk协议属于LONWORKS系统的关键部分[2]。
（1）神经元芯片
采用CMOS CLSI科技的神经元芯片让实现低投入的控制网络变成可能。神经元芯片属于高度集成的，包括三个八位的CPU。首个CPU是介质访问处理设备，处置Lon Talk的第一层、第二层；第二个CPU是网络处理设备，处置LonTalk协议的第三层至地六层，实现网络变量的处置、寻址、事件处置、证实、背景判断、软件定时设备、网络控制与函数路径筛选等；第三个CPU是应用处理设备，其执行由客户编辑的代码和客户代码所调取的操作平台服务。Neuron系统的变成语言是Neuron C，其是从ANSI内形成的，且对ANSI C完成而删减与增加。Neuron芯片能够基于五个通讯管脚和网络中的其余节点交换数据，也能够基于11个应有管脚和现场的传感仪及执行器交换数据。11个应用管脚具备34种应用操作方式，能够在多种配置下给外界带来灵活的接口与芯片中的计时器运用。
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（2）LonTalk协议
遵守ISO涉及的OSI模型，且带来了OSI参考模型所涉及的所有7层服务。其具备以下特征：
第一，LonTlak协议支撑包含双绞线、电力系统、无线、红外线、同轴导线与光线在内的许多传送介质。第二，LonTalk应用能够运行于所有主处理器中。主处理器控制LonTalk系统的第六层与第七层且采用LONWORKS网络接口控制第一层至第五层。第三，LonTalk协议采用网络变量和其他节点通讯。网络变量能够使任何单一信息项也能够使结构体，且均有一个通过应用流程说明的信息种类。网络变量的理念明显简化了繁琐的分布式运用的编程。大幅度下降了开发者的作业量。第四，LonTalk协议支撑总线型、星型、自由拓扑等许多拓扑结构种类，明显便捷了控制网络的创建。
至今为止，全球设置的LONWORKS节点已经超出4百万个，已经有3千多家企业致力于LONWORKS系统产品及处理方案，包含工程、家庭、工业、通信以及交通等在内的许多行业。LONWIRKS系统是支撑彻底分布式的网络管理技术，属于开放的、能互操作的控制结构的一个科技系统。
2、智能建筑内LONWORKS技术的运用分析
某建筑分成主楼与副楼，包含客房、办公室、多功能空间、餐厅和接待室等。主楼面积为6万㎡，地下2层，地上20层。副楼面积1600㎡，地下2层，地上2层。设计安置的建筑设施的自动控制平台，实现对大楼中的水、电、热、空调以及通风、电梯、高低压供电、停车场等加以监测、严格管控，以达到舒适、安全、高效、降耗的目的，且减少设备损耗，延伸应用寿命[3]。
2.1冷冻水系统
重点对五个冷水设施、五个冷却塔、五个冷却水泵、五个冷冻水泵、集水设备、分水器和有关阀门与水流开关等设施加以监视与管控。
①智能监测冷水设施、冷却塔、冷却水泵及其运行状态、故障状况。②通过Lon Point的SCH－10模块管理冷冻设施定时开/停。③由具体冷负荷管控冷水设施的启动台数，且对相关的阀门及水泵实现联动管控。④按照供回水压差PID管理旁通开关的开度，维持供回水压差均衡。⑤在HMI上，能实时观测到系统每个设备的运转状况，且能强制管控旁通开关的开度。
2.2新风系统
重点是对主楼的41个新风设备与副楼的7个新风设备加以监视与管控。①智能监测新风系统的新风温度、送风温湿度、新风阀门以及风机的工作状态，且累计风机的工作时间与机组的开/停频率。②智能监测且报警过滤网封闭、防冻阀与风机故障数据。当有报警出现时对新风阀门、风机及冷/热水阀实现联动管控。③按照送风温度PID调整冷/热水开关的开度，保证送风温度在规定范围内。④在冬天运转状态下，按照送风湿度管理加湿开关的开度，保证送风湿度的规定范围内。⑤稳定运转状态下，通过LonPoint的SCH－10模块管理新风系统定时开/停。⑥在HMI上，能实时观测到系统各种运转参数，且能强制开/停新风系统[4]。
2.3空调机组
重点对主楼的12个空调机组加以监视与控制。①智能监控空调设备的新风温湿度、回风温湿度、新/回风开关开度与风机的运转状态，且累计风机的工作时间及机组的开/停频率。②智能监测且报警过滤网封闭、防冻阀与风机故障数据。当有报警出现时，对新风阀门、风机及冷/热水阀实现联动管控。③按照新风焓值与回风焓值PID调整冷/热水开关的开度，保证回风温度在规定范围内。④在冬天运转状态下，按照送风湿度管理加湿开关的开度，保证送风湿度的规定范围内。⑤稳定运转状态下，通过LonPoint的SCH－10模块管理新风系统定时开/停。⑥在HMI上，能实时观测到系统各种运转参数，且能强制开/停空调设备、强制新/回风开关的开度、强制冷/热水开关的开度、强制开/停风机、强制开/停加湿开关。
3、结束语
因为采取了开放式LONWORKS系统作为该智能建筑的科技平台，在筛选产品时能够有大量的选择空间，如此有效管控了系统费用，保障了业主的投资。针对LONWORKS系统的网络具备较好的扩充性，分期加上多种功能，但均是依靠LONWORKS科技的系统到这一网络内。LONWORKS技术满足国际发展趋势，为智能建筑的发展带来了良好的科技平台。
参考文献：
[1]张发兴.自动化控制技术在建筑智能化中的应用[J].福建建材,2019(02):52-53.
[2]朱静涛.智能控制技术在智能建筑中的应用[J].电脑迷,2017(12):73.
[3]张健.智能控制技术在智能建筑中的应用[J].居舍,2017(21):60.
[4]陈兆祥. 智能建筑中网络控制技术研究[D].东北大学,2014.
论文作者:谢燕
论文发表刊物:《科学与技术》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：系统论文; 新风论文; 网络论文; 节点论文; 风机论文; 神经元论文; 设备论文; 《科学与技术》2020年第1期论文;