摘要：LonWorks技術作為一種先進的分布式控制網(wǎng)絡技術，在發(fā)電機控制系統(tǒng)中得到了非常廣泛的應用。本文介紹在由DSP控制的70KW潮流發(fā)電裝置中，LonWorks技術實時監(jiān)控、記錄運行過程的應用。
關鍵詞：LonWorks技術 裝備控制 發(fā)電機控制
一、概述
現(xiàn)場總線技術是一種先進的工業(yè)現(xiàn)場控制技術?，F(xiàn)場總線技術集數(shù)字通信、智能儀表、信息技術、網(wǎng)絡技術于一身，從根本上突破了傳統(tǒng)的“點對點”式的模擬信號或數(shù)字—模擬信號控制的局限性，為真正實現(xiàn)“分布式控制，集中式管理”提供了技術支撐。
二、裝備控制系統(tǒng)概述
本文以潮流發(fā)電機為例，介紹LonWorks技術在裝備控制系統(tǒng)中的應用情況。
1、潮流發(fā)電系統(tǒng)工作原理
在潮流發(fā)電機控制系統(tǒng)中的一個重要概念就是“恒頻”。“恒頻”即是恒定液壓馬達的輸出速度，是一個恒速控制系統(tǒng)。恒速控制系統(tǒng)包含兩個控制器，其一是數(shù)字控制器，是完成系統(tǒng)運行狀態(tài)的切換，運行參數(shù)的顯示，系統(tǒng)的自?？刂萍傲硪粋€控制器進行必要的岸控。其二是模擬控制器。系統(tǒng)的執(zhí)行元件是步進電動機，其作用是操縱液壓馬達的變量手柄使系統(tǒng)能輸出50HZ穩(wěn)定的三相電能，即穩(wěn)速控制器，其工作過程為右測速發(fā)電機測出馬達轉速，然后與給定信號進行比較，通過功放帶動步進電動機，經(jīng)過螺旋減速器與變量手柄調(diào)整馬達的轉排量，最終使馬達的輸出穩(wěn)定。該系統(tǒng)主要由控制器、功放、步進電動機、螺旋減速器及變量手柄、液壓馬達、測速發(fā)電機組成,是一個閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。
本系統(tǒng)中將被控制量—液壓馬達輸出轉速，與給定轉速相比較，以構成誤差信號.直接利用誤差進行控制，使系統(tǒng)趨向減小誤差的方向，以至使誤差為零，從而達到被控制量?趨向給定值的目的。穩(wěn)速恒頻控制部分的負載是變量馬達的變量手柄的轉角，執(zhí)行器采用步進電動機。
2、控制系統(tǒng)組成
潮流發(fā)電的控制系統(tǒng)有以下幾個部分組成：蓄電池及充電電路主電路，DSP主控制器，功率輸出保護電路等。各部分中需要監(jiān)測和/或控制的量主要有：發(fā)電機轉速，步進電機轉速，潮流流速，液壓傳動裝置油壓，油量，電池電壓，現(xiàn)場溫度等。
三、系統(tǒng)關鍵技術
1、 LonWorks技術概述
LON控制網(wǎng)絡已被美國空調(diào)與制冷協(xié)會確定為樓宇自控網(wǎng)絡標準，也被美國鐵路協(xié)會確定為鐵路自動化網(wǎng)絡標準，眾多的制造商和用戶紛紛在其控制網(wǎng)絡方案中采用這種技術。近年來，LonWorks技術的應用在我國也得到迅速發(fā)展。 LonWorks在采用開放式網(wǎng)絡互聯(lián)七層模型（OSI）的基礎上開發(fā)了LonTalk通信協(xié)議。每個節(jié)點都有信息處理和控制的功能。另外還具有11個功能強大的I/O接口。用戶可以指定34種不同的I/O接口方式與傳感器、執(zhí)行器相聯(lián)，可以很方便地把整個控制系統(tǒng)聯(lián)成一個局域操作網(wǎng)。LON網(wǎng)上的每個控制點稱為LON節(jié)點或LonWorks智能設備，它包括一片Neuron芯片、傳感和控制設備、收發(fā)器和電源。
通常的基于LonWorks現(xiàn)場總線技術的數(shù)據(jù)采集是由采集節(jié)點對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集，以網(wǎng)絡變量形式發(fā)送數(shù)據(jù)；上位機根據(jù)需要通過網(wǎng)絡適配器或網(wǎng)卡讀出數(shù)據(jù)。其中對控制器的監(jiān)控需要將DSP控制終端接到LON總線上。
2、DSP主控制器與LON總線的接口
TI公司的2000系列芯片TMS320F240是專門為了電機控制和運動控制而設計的，它最具有特色的就是它具有事件管理模塊。就是因為具有此模塊，使得原來非常復雜的交流調(diào)速控制變得更加容易。它所內(nèi)含的定時器、比較單元、捕獲單元、積分編碼脈沖電路使其擁有比較寬范圍的電機控制應用場合，除了直流電動機、交流鼠籠電機等常規(guī)調(diào)速系統(tǒng)以外，在交流感應電機、永磁同步電機、直流無刷電機、開關磁阻電機等新興交流調(diào)速場合也可以得到廣泛的應用。
3150與TMS320F240采用并行通信。3150的I/O0——I/O7與TMS320F240的D0——D7相聯(lián)作為八位的數(shù)據(jù)總線;TMS320F240的D8與3150的I/O8相聯(lián)，作為DSP請求發(fā)送數(shù)據(jù)的信號線和接收3150命令的應答線；D9與I/O9相聯(lián)，作為神經(jīng)元芯片接收數(shù)據(jù)的應答線；D10與I/O10相聯(lián)，用作3150發(fā)送命令的信號線。
