在智能建筑及工業自動化領域中,LONWORKS現場總線技術與RS485總線技術的應用十分廣泛。分析LONWORKS現場總線技術與RS485總線技術的優劣對它們在實際工程中的合理應用極為重要。今天我們就來分析下這兩種技術的關系。
什么是現場總線
現場總線是應用在生產現場,銜接智能現場設備和自動化控制系統的數字式、雙向傳輸、多分支機構的通信網絡。
現場總線可采用多種介質(多種有線和無線方式)傳送數字信號,在兩根導線上可掛接多至幾十個自控設備,能節省大量線纜、槽架、連接件,減少系統設計、安裝、維護的工作量。
現場總線形成真正分散在現場的完整控制系統,提高了控制系統運行的可靠性,豐富了控制設備的信息內容,,提供了如閥門動作次數、故障診斷等信息,為控制信息進入公用數據網絡創造了條件,溝通了現場設備之間及其與更高控制管理層網絡之間的聯系,便于實現管控一體化。
什么是LONWORKS現場總線技術
LonWorks網絡技術是美國Echelon公司于1990年12月推出的一種先進的現場總線技術。LON(Local Operation Network)為局部操作網絡,具有現場總線技術的一切特點,在國際上高端裝備中得到越來越廣泛的應用。LonWorks技術核心為神經元芯片、收發器和LonTalk通訊協議。神經元芯片為超大規模集成電路,其內部有三個CPU,分別控制通訊和應用程序的執行。神經元芯片可以直接或通過收發器組成控制網絡。
LONWORKS現場網絡總線技術實際上是一種測控網技術,確切的說是一種工控網技術,它可以方便地實現現場傳感器、執行器、儀表等的連網,這種網絡不同于局域網,而是一種工控網,因為它傳輸數據量小的監測信息、狀態信息和控制信息。
LONWORKS現場總線技術的核心是什么
LONWORKS的核心技術是具有3個8位的CPU神經元芯片,同時具備通信與控制功能,并且固化了LONTALK協議,以及34種常見的I/O控制對象,它采用了IOS/OSI模型中完整的七層通信協議,采用了面向對象的設計方法,使網絡通信的設計簡化成為參數設置,這樣,不僅節省了大量的設計工作量,而且增加了通信的可靠性。
LONWORKS現場總線技術,多用于樓宇,是唯一一個覆蓋了7層網絡分層的協議,也使其真正實現各層的互連。
LONWORKS現場總線技術的裝置是什么
LONWORKS現場總線中的大部分裝置的工作是檢測和控制受控的物理系統的組件狀態,它們叫做控制裝置或節點,并且可以有任何形式的嵌入傳感器和執行器的輸出接口的組合,裝置中的應用檢測到的變量和PID環路控制之類的控制邏輯、數據記錄和進程編制作數據處理。(如:線性化、定標)
LonWorks網絡總線技術和RS485總線技術的比較
通信距離:RS485總線最大傳輸距離是1.2km; LonWorks總線最大傳輸距離是2.7 km。
傳輸速率:RS485總線的傳輸速率為300—9.6kbps; LonWorks網絡的傳輸速率為300—1.25Mbps。
網絡結構:RS485總線網絡構成主從式集散控制系統; LonWorks網絡可構成分布式任意結構形式網絡。
網絡容量:RS485總線網絡的一條通道最大可接255各節點;LonWorks采用三層結構,即域、子網、和節點。系統的節點數量沒有任何限制,神經元芯片中含48位ID號,是全世界唯一的。
通信方式:RS485總線網絡難于進行實時通信;LonWorks網絡采用了P—CSMA/CD技術可實時通信。
通信可靠性:RS485總線網絡的容錯與檢錯能力須通過軟件設定;LonWorks神經元芯片由3個CPU組成,其中二個CPU專門負責通信,容錯與檢錯能力是由硬件和軟件同時完成。
產品互換性:RS485總線網絡無統一通信協議,產品難于兼容;LonWorks技術采用國際標準的LONTALK通信協議,真正實現了產品的互換性。
網絡擴充功能:RS485總線網絡的擴充能力有限,在傳輸距離、節點容量、傳輸速度等方面的局限性,適用于小型系統;LonWorks網絡極容易擴充和修改、維護。
系統先進性:LonWorks網絡技術是90年代初形成的國際標準,全球應用廣泛。
遠程監控與操作:LonWorks網絡與Intenet無縫連接,可以實現遠程監控與遠程操作。
LonWorks現場總線技術和RS485總線技術的區別
1) LONWORKS技術是一個現場總線,有一個完整的控制網絡體系,它包括從物理層到應用層以至網絡操作系統的全部內容。
RS485僅僅是網絡物理層的一種規范。
2) LONWORKS技術支持多介質,如:雙絞線、同軸電纜、電力線、光纖、無線、紅外等。
RS 485通訊做不到支持多介質。
3)LONWORKS技術具有很好的開放性,采用LONWORKS技術的不同廠家的產品可在同一網絡上協調工作。采用RS485技術的不同廠家的產品很難在一個網上工作。
4) LONWORKS技術支持總線式、星形、自由拓撲等多種拓撲結構。
RS 485通訊只能在總線式拓撲結構。
5) LONWORKS技術網絡每段的長度可達2700米(不加中繼器)。每網絡段可以有64個節點。
RS485通訊網絡每段一般只能達1000m,且每段只有32個節點。
6) LONWORKS技術支持域、子網、節點等完整的網絡結構。每個LONWORKS網絡的一個域最多支持32385個節點。
RS 485通訊很難與此相比。
7)LONWORKS技術的處理器有3個CPU,可以處理復雜的網絡通訊應用程序。
一般的RS485通訊的處理器只有一個CPU,很難處理復雜的網絡通訊、應用程序。
LONWORKS技術的耐共模干擾的能力強,可以適應惡劣的環境。
RS 485通訊的抗干擾能力差。
8) LONWORKS技術為對等通訊網絡,各節點地位均等,無主節點,可靠性高、實時性好。
RS485通訊一般為主從式結構。
9) LONWORKS技術維護容易,可直接從網絡上下裝程序。
RS 485通訊很難做到這一點。
由于LonWorks系統的可靠性、開放性,由三個單片機組成的神經元芯片將涵蓋OSI所有7層協議的復雜內容全部固化在硬件上,再加上2700米的無中繼傳輸距離以及32000個節點容量,使得在處理多節點大流量實時控制中LonWorks比傳統的總線有比較明顯的優越性,成為當今智能小區產品的主流控制網絡,也是建設部推薦的小區控制網絡。
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原文標題:物聯網技術 | 分析LONWORKS與RS485的關系
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