鑒于LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進(jìn)性及入門技術(shù)的高門檻，海思的客戶經(jīng)常咨詢LonWorks監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中的組態(tài)軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)事宜。本文提供一些此方面的相關(guān)知識(shí)，供大家參考。
1、組態(tài)控制軟件概念
在建設(shè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)通常需要用到組態(tài)軟件，亦即組態(tài)控制軟件。組態(tài)控制軟件是一種可實(shí)現(xiàn)各種控制功能的、具有配置性質(zhì)的軟件程序。通過(guò)組態(tài)就可以建立并實(shí)現(xiàn)預(yù)定的控制方案，使用戶在不需要編代碼程序的情況生成適合自己需求的應(yīng)用系統(tǒng)。
下面介紹一種基于LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)組態(tài)軟件的開(kāi)發(fā)方法。
2、LonWorks智能節(jié)點(diǎn)
LON網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)智能設(shè)備稱為L(zhǎng)onWorks節(jié)點(diǎn)，它包括一片神經(jīng)元（Neuron）芯片、收發(fā)器、傳感器和控制設(shè)備和電源。Neuron芯片是節(jié)點(diǎn)的核心部分，內(nèi)部固化了一套完整的LonTalk通信協(xié)議，確保了節(jié)點(diǎn)間使用可靠的通訊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行互操作。因?yàn)镹euron芯片可以直接與它所監(jiān)視的傳感器和控制設(shè)備相連，所以一個(gè)Neuron芯片可以傳輸傳感器或控制設(shè)備的狀態(tài)、執(zhí)行控制算法，并與其它Neuron芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換等。使用Neuron芯片，開(kāi)發(fā)人員可以集中精力設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出更好的應(yīng)用對(duì)象而無(wú)需耗費(fèi)太多的時(shí)間去設(shè)計(jì)通訊協(xié)議、通訊的軟件和硬件，這樣減少了開(kāi)發(fā)的工作量，節(jié)省了大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間。
LonWorks節(jié)點(diǎn)編程采用的是Neuron C 語(yǔ)言，程序要經(jīng)過(guò)編譯和燒錄后才能載入節(jié)點(diǎn)中運(yùn)行，也有一些節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)編譯可以直接下載到節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。在此我們把組態(tài)的思想引入組態(tài)控制軟件中，為控制網(wǎng)絡(luò)預(yù)先提供豐富的控制功能模塊，通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系來(lái)達(dá)到改變網(wǎng)絡(luò)控制功能的目的。
3、組態(tài)控制的優(yōu)點(diǎn)
(1)用戶只要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適合自己的組態(tài)配置，不需要用Neuron C語(yǔ)言編程。
(2)方便用戶實(shí)現(xiàn)各種控制功能。
(3)LonWorks拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活，組網(wǎng)方便，神經(jīng)元芯片自帶通信協(xié)議。
4、LonWorks系統(tǒng)組態(tài)控制
有的組態(tài)軟件將控制功能模塊稱為“軟PLC或Soft PLC”，也有的稱“軟邏輯”。組態(tài)控制軟件編程工具采用圖形化編程語(yǔ)言，只需用鼠標(biāo)點(diǎn)擊、拖動(dòng)就可以建立一個(gè)可重復(fù)使用的控制方案。一個(gè)應(yīng)用程序中可以有很多控制模塊。開(kāi)發(fā)人員利用Neuron C 語(yǔ)言編制通用控制程序。通用控制程序由許多基本功能模塊組成，各個(gè)模塊可以實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。基本功能模塊有若干個(gè)輸入和輸出，每個(gè)輸入和輸出管腳都有唯一的名稱，不同種類的功能塊其每個(gè)管腳的意義、取值范圍也不相同。
控制模塊基本功能塊包括：數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊（實(shí)現(xiàn)數(shù)的加、減、乘、除、乘方、開(kāi)方等基本運(yùn)算）;邏輯運(yùn)算模塊（實(shí)現(xiàn)邏輯的與、或、非、延時(shí)、選擇開(kāi)關(guān)等功能）;變量模塊（提供運(yùn)算的操作數(shù)并存放最終的運(yùn)算結(jié)果）以及常用的控制算法模塊（例如PID控制等）。
組態(tài)控制軟件存盤時(shí)自動(dòng)對(duì)程序進(jìn)行編譯、檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤，同時(shí)生成一定格式的消息包，準(zhǔn)備傳遞給Neuron芯片。這些特定格式的數(shù)據(jù)包有：控制模塊綜合描述（例如所含的控制模塊總個(gè)數(shù)，參數(shù)總個(gè)數(shù)，中間變量總個(gè)數(shù)等），各模塊的描述（例如該模塊的模塊數(shù)，參數(shù)個(gè)數(shù)，中間變量等），各模塊的參數(shù)表，各模塊代碼表，各模塊的中間變量存放順序表等。
組態(tài)Neuron節(jié)點(diǎn)通過(guò)顯式消息與PC機(jī)進(jìn)行通訊，接收模塊消息包。該節(jié)點(diǎn)中存有與基本功能模塊相應(yīng)的執(zhí)行模塊代碼，將數(shù)學(xué)模塊、邏輯模塊、變量模塊和控制算法模塊等分別寫成單獨(dú)的函數(shù)，可按照組態(tài)軟件生成的消息包被調(diào)用，并可將執(zhí)行結(jié)果傳送給PC機(jī)或其它 Neuron節(jié)點(diǎn)。假如組態(tài)中某個(gè)功能塊的參數(shù)發(fā)生了改變，則重新編譯程序并將最新生成的模塊消息包發(fā)給 Neuron芯片，使之總是執(zhí)行最新的功能塊，實(shí)現(xiàn)組態(tài)的在線編譯與控制。組態(tài)Neuron節(jié)點(diǎn)在接收消息時(shí)，根據(jù)消息標(biāo)簽將消息數(shù)據(jù)賦給該節(jié)點(diǎn)定義的不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。只有當(dāng)組態(tài)軟件生成的所有相關(guān)消息被收到后，功能塊才可以執(zhí)行。
LonWorks節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量進(jìn)行通訊。在組態(tài) LonWorks節(jié)點(diǎn)中，預(yù)定義一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)變量，既有輸入類型，也有輸出類型。其總個(gè)數(shù)不超過(guò)Neuron C 語(yǔ)言中允許定義的網(wǎng)絡(luò)變量的總個(gè)數(shù)。
5、LonWorks網(wǎng)絡(luò)變量
LonWorks技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)變量（Network Variables）的使用極大的簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)和安裝分散系統(tǒng)的處理過(guò)程，各節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)自定義，然后簡(jiǎn)單地連接在一起或斷開(kāi)某幾個(gè)連接，以構(gòu)成新的LonWorks應(yīng)用，大大增加了系統(tǒng)的靈活性，開(kāi)放性。網(wǎng)絡(luò)變量通過(guò)給節(jié)點(diǎn)相互之間明確的網(wǎng)絡(luò)接口而極大地提高了節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品的互操作性。互操作性帶來(lái)得好處是：節(jié)點(diǎn)能很方便地安裝到不同類型的網(wǎng)絡(luò)中，并保持節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)配置獨(dú)立性。節(jié)點(diǎn)可以安裝到網(wǎng)絡(luò)中并且只要網(wǎng)絡(luò)變量數(shù)據(jù)類型匹配，就可以邏輯建立地與網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)的連接。
一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量NV是節(jié)點(diǎn)的一個(gè)對(duì)象，它可以定義為輸入網(wǎng)絡(luò)變量或輸出網(wǎng)絡(luò)變量。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量在一個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序中被賦值后，LonTalk協(xié)議將修改了的輸出網(wǎng)絡(luò)變量新值構(gòu)成隱式消息，透明的傳送到可與之共享數(shù)據(jù)的其它節(jié)點(diǎn)或PC機(jī)。這里的網(wǎng)絡(luò)變量其實(shí)為隱式消息。
由于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)變量的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度一經(jīng)確定就不能改變，且最多只有31B，所以限制了它的使用范圍。為此，可考慮同時(shí)使用了Neuron C 提供的顯示消息這一數(shù)據(jù)類型。顯式消息的長(zhǎng)度是可變的，且最長(zhǎng)可以是228B。顯式消息必須使用一個(gè)預(yù)定的對(duì)象來(lái)構(gòu)造，然后使用顯式函數(shù)以及預(yù)定事件來(lái)處理這些顯式消息。用預(yù)定事件msg_arrives來(lái)接收消息。
（本文僅供學(xué)習(xí)參考，不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn)及方法）
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