LonWorks在反应罐主动温度控制系统中的使用

一． 概述：
　　1999年7月，某生物制剂有限责任公司有一套反应罐主动温度操控体系项目需求进行研制开发，用户指定要求选用LonWorks技能并在北京、上海联系了几家LonWorks设备厂商进行计划规划和报价，我单位以体系计划合理、质量牢靠、价格低赢得该项目。
　　
　　二． 体系构成：
　　体系共有48个反应罐和3条冷媒管线主动恒压供液操控。体系总的输入点有268个，输出点有150个，总的体系网络通讯变量有1800个。
　　1．一类操控目标模块装备：
　　 一类操控目标有48个反应罐，选用MA2125操控模块，每个模块别离操控：
　　 PT100温度输入 4点
　　 开关量输入(光电阻隔) 6点
　　 继电器输出(AC220V 1A，理性负载) 6点
　　 每个MA2125操控模块可操控2个反应罐。选用这种办法操控，能够大大下降总体系的造价。因为每个反应罐的丈量操控点都会集在一个操控模块中，这样能够极大进步体系的牢靠性和进步操控速度。
　　2．二类操控目标模块装备：
　　二类操控目标有3条冷媒管线主动恒压供液操控。
　　 选用MA2126操控模块，每个模块别离操控：
　　 PT100温度输入 2点
　　 4～20mA电流输入 3点
　　 4～20mA电流输出 1点
　　 开关量输入(光电阻隔) 2点
　　 继电器输出(AC220V 1A，理性负载) 1点
　　 每个MA2126模块操控1条冷媒管线主动恒压供液操控。
　　3．其它模块装备：
　　 MA2113 时钟模块 1个
　　 MA2121 PC-LonWorks操控模块 2个
　　4．体系满意下列技能条件要求：
　　（1）各种工艺流程图画面显现切换，包括电机旋转、拌和等状况改变，液体活动模仿显现。
　　（2）体系工艺各项参数调整设置，规范工艺曲线设置、存储、调用。
　　（3）各种前史曲线、实时曲线、数字显现。
　　（4）各种曲线、事情查询。
　　（5）各种出产数据、事情报表。
　　（6）画面曲线、事情报表输出打印。
　　（7）体系2台上位机双机热备份。
　　（8）体系的数据和状况均可用MODEM长途拨号上网阅读。
　　
　　三．体系完成计划介绍：
　　 交通部上海船只运送科学研讨所于1998年研制成功了STI-VC2100MA系列操控模块，该模块是一种依据LonWorks操控技能体系的低本钱、高性能的现场总线体系模块，能在高湿、高温、冲击、振荡、腐蚀、强电磁搅扰等恶劣的环境下作业，由该系列模块组成的STI-VC2100MA体系，契合我国船检局颁布的《钢质海船制作规范》以及军用规范《舰船主动操控规范》的要求，已经过我国船级社认证和劳氏船级社环境条件规范实验。体系首要环境运转条件和技能指标如下：
　　 作业温度规划：-25℃～＋70℃
　　 相对湿度：〈98％ 55℃时
　　 振荡：±1.0g
　　 电磁兼容性契合IEC801《电磁兼容性》的要求
　　 电源电压：直流18V～36V
　　A/D、D/A转化精度：0.5%
　　 STI-VC2100MA系列操控模块已经过我国船级社认证和劳氏船级社环境条件规范实验,以下是实验内容：
　　(1) 电源改变实验。
　　(2) 电源毛病实验。
　　(3) 耐电压实验。
　　(4) 绝缘电阻测验。
　　(5) 高温实验。
　　(6) 湿热实验。
　　(7) 振荡实验。
　　(8) 辐射电磁场搅扰实验。
　　(9) 电快速瞬变脉冲群实验。
　　(10) 射频传导搅扰实验。
　　 在体系的开发施行进程中，遇到许多复杂问题，咱们经过以下几点办法确保了体系的顺畅施行。
　　1． 咱们选用以下办法规划了体系中的中心模块—-LonWorks操控模块，该模块抗搅扰性能好，已成功应用于船只操控及工业现场操控，能够满意本体系的要求。
　　（1） 严厉依照LonMark互通协会的规划要求进行规划与布线。悉数选用高质量低功耗的贴片元器材。
　　（2） 依据摩托罗拉公司的主张咱们选用6层板的PCB规划，电源层和地层分隔，6层的电路板与2层电路板比较可大大削减电磁搅扰（EMI），因为附加的层便于VCC去耦及更有效地进行逻辑的地保护。大大进步模块抗搅扰才能。
　　（3） 为保护在芯片上的EEPROM，使妥当VDD低于作业电压时不至逻辑紊乱，咱们选用低电压指示（LVI）芯片保护EEPROM。选用了ECHELON引荐的DS1233贴片规划（ECHELON公司的LonWorks产品中悉数选用DS1233）。
　　（4） 与ECHELON的FTT操控模块（Model 55020-10）全兼容，但ECHELON的操控模块只要内置2K RAM，编制较大规划程序时或许呈现内存不行。因而咱们在LonControl操控模块中增加了26K的外部RAM，这样一来用户就能够增大LonWorks通讯中的发送和接纳缓冲区，大大进步实时通讯功率。也便于用户编写大型C程序。
　　（5） 在模块中增加了SERVICE指示灯和SERVICE按钮，便于用户下载程序和直观地显现运转状况。
　　（6） 因为本来的模块只要11个IO，IO脚太少。咱们运用原模块中的3个空脚，扩展了输出的3个IO，开放给用户运用。
　　2． 规划了一块PC机上的LonWorks PC接口卡，该接口卡选用双端口RAM技能使得LonWorks的3150和PC机进行数据交流，PC机上暗射一块3150的内存，进行通讯网络变量的数据交流，选用这种办法，数据交流速度非常快，并且编程便利。该接口卡无需驱动程序，在WINDOWS98下运用VB或VC直接进行内存读写。
　　3． 该体系上位机经初步统计变量有3700多个，如此多的变量选用LonWorks的网络变量进行数据传输将是勉为其难。咱们经过研讨，决议选用LonWorks的显形报文通讯格局进行数据通讯，这样一来能够不必LonMaker和LNS DDE，一方面下降了体系本钱，另一方面替换模块时不需求进行LomMaker网络变量的装置，便于用户修理替换。详细施行办法为每个操控模块都设置了一个仅有的地址码开关，程序上电运转时将这个地址码设置成为操控模块的机号。假如修理时需求替换操控模块，将新模块的地址设置成要替换模块相同的地址即能够直接替换。
　　4． 在上位机上运用本来的规范DDE程序进行数据通讯时咱们发现交流速度太慢，经过对DDE程序的深入研讨，咱们改进了DDE交流数据进程，选用了快速DDE算法程序，进步了数据的交流速度，该体系的一切通讯数据均在1秒钟内更新结束。
　　5． 操控模块元器材选用进口工业级微功耗外表贴片器材，功耗很低，体系作业时不会发热。接插件选用德国公司的产品。结构简略，模块为可插拔DIN结构，保护极为便利。电源线、通讯线无极性，能够随意接。