欢迎到
关键词：LonWorks技术、大学城IBMS系统功能需求、应用介绍、节能效果、LonWorks开放系统的价值
LonWorks技术介绍
目前，在几乎每种工业应用中，有一种趋势就是远离专用控制方案和集中系统。制造商、集成商和业主都倾向于使用基于开放技术的产品，如现成的芯片、操作系统和功能模块产品。这种技术基础可以改进产品可靠性、提高系统搭建的灵活性、在降低成本的同时有效改善系统性能。LonWorks技术所提供的互操作性、先进的技术架构、快速地产品开发和可预见的成本节约，加速了这个趋势的发展。
LonWorks技术是一种通用的现场总线技术，在工业控制系统中可同时应用在Sensor Bus (传感器总线)、Device Bus(设备总线)、Field Bus(现场总线)等任何一层总线中，为设计、创建、安装和维护设备、网络方面的许多问题提供解决方案。在一个LonWorks控制网络中，智能控制设备 (节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通信。每个节点都通过内置的神经元芯片来完成协议的监控功能。一个LonWorks控制网络可以有2个到 32385个或更多的节点，可以实现诸如：传感器功能(温度、压力等)、执行器功能(开关、调节阀、变频驱动等)、操作接口(显示、人机界面等)、控制功能(新风机组、VAV变风量等)。由于不需要传统控制系统中的中央控制器，LonWorks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性，很快的系统响应速度，并且有效降低系统的成本和运行维护费用。神经元芯片完成节点的事件处理，并通过多种介质把处理结果传递给网络上的其它节点。LonTalk协议为 LonWorks控制网络实现可互操作性提供了条件。神经元芯片和LonTalk协议是LonWorks技术的核心。同时通过i.LON系列产品能够实现 LonWorks控制网络与Internet的无缝联接。
* 神经元芯片(Neuron Chip)
使用CMOSCLSI技术的神经元芯片使实现低成本的控制网络成为可能。神经元芯片是高度集成的，内部包含三个8位的CPU(中央处理器)。第一个CPU 为介质访问处理器，处理LonTalk协议的第一、二层；第二个CPU为网络处理器，处理LonTalk协议的第三层到第六层，进行网络变量的处理、寻址、事务处理、证实、背景诊断、软件定时器、网络管理和函数路径选择等；第三个CPU为应用处理器，它执行由用户编写的代码及为用户代码所调用的操作系统服务。Neuron芯片的编程语言为Neuron C，它是从ANSI C中派生出来的，并对ANSI C进行了删减和增补。Neuron芯片可通过5个通信管脚与网络上的其它节点交换信息，也可通过11个应用管脚与现场的传感器和执行器交换信息。11个应用管脚具有34种应用操作模式，可以在不同的配置下为外部提供灵活的接口，并为芯片内部的计时器所应用。
* LonTalk协议
LonTalk协议提供一整套通信服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。LonWorks协议能够有选择地提供端到端（P2P）的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。LonTalk协议，及其基础上的LonWorks系统可以在任何物理媒介上通信，包括电力线，双绞线，无线（RF），红外（IR），同轴电缆和光纤，同时支持总线型、星型、自由拓扑等多种拓朴结构类型，极大地方便了控制网络的构建。
* i.LON系列产品
LonWorks控制网络是楼宇、工业、家庭、运输和公共事业自动化应用中用于控制和机械制造联网技术的世界范围的标准。基于数据联网技术的IP协议是用于在Internet、局域网和广域网上传输数据的世界范围的标准。i.LON产品将控制和数据网络技术标准无缝的连接在一起。
i.LON产品为日常设备的访问提供一个可靠的、安全的Internet通道，这些日常设备包括：灯光、家用电器、开关、温度调节器、发动机、计量表、阀门等。在许可的权限内，通过Internet，能够实现对系统的完全控制，根据需求监测、调整和重新配置设备。
新加坡管理大学城的IBMS系统功能需求及特点分析
新加坡管理大学新建的大学城位于城市中心，是新加坡大规模的城市中心改造计划中的重要组成部分，同时也是该区域内第一个校园建筑群。
对于普通的商业办公建筑，无论规模多么大，其内部人员活动或多或少有着固定的时间段，同时产生的负荷也是相对固定的；而大学城的情况是更为复杂而且持续变化的。大学城中建筑物的位置相对分散，随着学生在大学城中的活动，每座建筑物能量的负载（尤其是空调和照明）需求在每一个地点、每一个时点都在不断地变化。教室、试验室、演讲礼堂的使用情况每一天都不尽相同。因此学校的时间表，无法象常规商业建筑一样可以预见。
对校园的节能降耗来说，对空调及照明设备的有效管理和控制是非常重要的。在新加坡的气候条件下，仅空调制冷工况所消耗的能量就占到了能量消耗帐单的60％以上。对于校园建筑群中，这些各种各样而且持续变化的负载模式的精细管理，只能通过基于最先进控制技术的智能控制系统来实现。同时大学城的建设是分阶段逐步进行的，随着大学城的不断建设，该控制系统未来的可持续发展性是必需要考虑的问题。
选择LonWorks技术实现IBMS系统的考虑
选择LonWorks技术可以采用许多制造商生产的、经过Lonmark认证的设备，并将这些设备集成为单一的智能楼宇系统，用以启动主要的楼宇子系统 ——安全、照明、电梯、HVAC等系统。通过LonWorks智能路由器及网络设备建成的开放、无缝网络，允许从网络的任意点访问任何设备，可充分降低系统的购置、运行和扩展等费用。
LonWorks技术可提供整个系统的无缝连接。在各座建筑内部，在整个校园中任何位置或在世界各地，都可以通过网络，在许可的权限内访问系统。
良好的互可操作性保证了应用LonWorks技术意味着用户不再被任何系统或产品的单一的供应商所束缚。用LonWorks设备建立控制系统，众多设备可以采用任意拓扑结构，由单一的双绞线连接在系统上，为系统构建提供更低的安装成本。设备和系统控制可以通过软件简化更新，避免了硬件、电缆管道和布线工作，明显降低再配置成本。延长线路，接入设备，然后通过人机界面进行配置。拓扑方式非常灵活，并且可以采用多种介质进行通信，网络更容易扩展。不论何种应用，技术平台和基础结构是保持不变的。这意味着集成商和最终用户只需掌握一套通用的工具便可，有效降低了维护和培训费用。使用基于LonWorks的设备可以让你为所有子系统安装一个公共的通信基础结构，消除多余的组件，减少重复投资。
新加坡管理大学城IBMS系统的介绍
由于LonWorks技术基础的良好开放性，新加坡管理大学城的空调和机械通风系统（ACMVS）在设计中采用了不同厂商生产的设备，目的是获得最优的效果。集成商至少为ACVMS选择了三种不同的LonWorks设备并成功地实现了系统控制算法。这组空调和机械通风系统（ACMVS）由两座不同建筑中的 8台冷冻机组成，总的最大制冷量达到5550吨，拥有超过110个空气调节单元，1500个VAV控制器、机械通风风机和风机盘管。
应用于该ACMVS系统的控制设备之一是Matrix公司生产的数字控制器。该控制器采用基于LonWorks 双绞线自由拓扑收发器，应用LonWorks技术与其他设备实现端对端的通信，保证实现参数反馈和调节需要，按照波动需要实时降低冷负荷。例如，当控制器切换到自动状态时，如果负荷增加，建筑中的冷冻机就会启动，当满足负荷需要时，冷冻机会自动切断。这类智能控制都是在基于LonWorks技术的控制平台上实现的。
另一个主要的节能领域是降低照明能耗。礼堂，影剧院，学生宿舍等等地照明控制均纳入到电子设备管理系统（EFMS）中。通过设定，可以预约使用该房间的时间段，而且房间灯光只有当有人进入该房间时才会点亮，当使用者离开或者超过允许的使用时间时，灯光就会自动熄灭。
除了机械通风管理系统和电子设备管理系统，LonWorks系统还实现了主干线的电表计量，分户电表计量，火灾自动监控，对电梯监控等功能。通过Echelon的 i.LON 600 网络服务器，现场的设备可以与IP骨干网实现无缝联接，最大限度利用校园IT主干网投资，避免了在大学城中的重复布线。系统集成商提供了基于网络的 IBMS人机界面，可以通过普通浏览器了解系统状况。当完成全部集成后，基于此HMI网络基础平台，可以通过该系统浏览采用不同协议的其他子系统。
新加坡管理大学的设备主管Mr. Ho Thim Seng，一直在努力寻求使校园的设备运行更为完善的解决方案。“控制硬件设备安装完成只是良好控制的开始，我们的目标是通过建筑内的LonWorks控制器，实现对被控对象的精确控制，从而真正提高能源利用效率，构筑智能校园。”透过不断挖掘基于LonWorks技术基础的系统的潜力，以Mr. Ho Thim Seng为首的管理者们已完全能够操控系统适应目前校园中的种种变化，并在节能降耗方面积累了更为丰富的经验。
系统节能效果
该大学城于2005年7月投入使用，但系统的节能和智能化解决方案的优势已经显现出来。“在冷冻机开启和关断状态下，冷却水的变化范围在0.5°C，而其他系统通常的变化范围在1.5~2°C”，新加坡管理大学的设备主管，Mr. Tan Yat Seng高度赞扬了该系统控制过程中显现的优势。通过他的经验和通过对该LonWorks系统的良好调整，新校区的整体电能消耗较以往降低了20％。目前，他正在新建大学城中进一步研究如何将更多的设备和系统纳入到LonWorks控制网络平台中来，从而获得更多的控制设备选择机会，可操作性和实现更优的节能策略。
LonWorks开放系统的价值
LonWorks开放系统的应用，不仅大大降低能耗、增进居住舒适性和设备效率，同时扩展了设备选择的范围，降低了系统维护难度，从而全面降低购置费用，使得最终用户从中受益。
制造商通过开发与其他产品的兼容性来扩大市场——其他制造商成了合作伙伴而不再是竞争者。而且，供应商更加关注于功能、质量和服务，而不必耗费时间和金钱来开发和维护他们自己的专用体系结构；也不必再为了考虑和许多不同类型的专用产品和系统的兼容而耗时费力。
系统集成商使用完全兼容的众多制造商的产品，他们就有更多的选择使顾客更满意。设计和部署变得更容易了，因为要集成的部件减少，而且都是对等的。不需要网关和定制软件，没有单点故障或需要学习运用的第3方工具。系统能较快部署，问题较少，从而增加顾客满意度，因此同样能从LonWorks开放系统得益。
LonWorks技术介绍
目前，在几乎每种工业应用中，有一种趋势就是远离专用控制方案和集中系统。制造商、集成商和业主都倾向于使用基于开放技术的产品，如现成的芯片、操作系统和功能模块产品。这种技术基础可以改进产品可靠性、提高系统搭建的灵活性、在降低成本的同时有效改善系统性能。LonWorks技术所提供的互操作性、先进的技术架构、快速地产品开发和可预见的成本节约，加速了这个趋势的发展。
LonWorks技术是一种通用的现场总线技术，在工业控制系统中可同时应用在Sensor Bus (传感器总线)、Device Bus(设备总线)、Field Bus(现场总线)等任何一层总线中，为设计、创建、安装和维护设备、网络方面的许多问题提供解决方案。在一个LonWorks控制网络中，智能控制设备 (节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通信。每个节点都通过内置的神经元芯片来完成协议的监控功能。一个LonWorks控制网络可以有2个到 32385个或更多的节点，可以实现诸如：传感器功能(温度、压力等)、执行器功能(开关、调节阀、变频驱动等)、操作接口(显示、人机界面等)、控制功能(新风机组、VAV变风量等)。由于不需要传统控制系统中的中央控制器，LonWorks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性，很快的系统响应速度，并且有效降低系统的成本和运行维护费用。神经元芯片完成节点的事件处理，并通过多种介质把处理结果传递给网络上的其它节点。LonTalk协议为 LonWorks控制网络实现可互操作性提供了条件。神经元芯片和LonTalk协议是LonWorks技术的核心。同时通过i.LON系列产品能够实现 LonWorks控制网络与Internet的无缝联接。
* 神经元芯片(Neuron Chip)
使用CMOSCLSI技术的神经元芯片使实现低成本的控制网络成为可能。神经元芯片是高度集成的，内部包含三个8位的CPU(中央处理器)。第一个CPU 为介质访问处理器，处理LonTalk协议的第一、二层；第二个CPU为网络处理器，处理LonTalk协议的第三层到第六层，进行网络变量的处理、寻址、事务处理、证实、背景诊断、软件定时器、网络管理和函数路径选择等；第三个CPU为应用处理器，它执行由用户编写的代码及为用户代码所调用的操作系统服务。Neuron芯片的编程语言为Neuron C，它是从ANSI C中派生出来的，并对ANSI C进行了删减和增补。Neuron芯片可通过5个通信管脚与网络上的其它节点交换信息，也可通过11个应用管脚与现场的传感器和执行器交换信息。11个应用管脚具有34种应用操作模式，可以在不同的配置下为外部提供灵活的接口，并为芯片内部的计时器所应用。
* LonTalk协议
LonTalk协议提供一整套通信服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。LonWorks协议能够有选择地提供端到端（P2P）的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。LonTalk协议，及其基础上的LonWorks系统可以在任何物理媒介上通信，包括电力线，双绞线，无线（RF），红外（IR），同轴电缆和光纤，同时支持总线型、星型、自由拓扑等多种拓朴结构类型，极大地方便了控制网络的构建。
* i.LON系列产品
LonWorks控制网络是楼宇、工业、家庭、运输和公共事业自动化应用中用于控制和机械制造联网技术的世界范围的标准。基于数据联网技术的IP协议是用于在Internet、局域网和广域网上传输数据的世界范围的标准。i.LON产品将控制和数据网络技术标准无缝的连接在一起。
i.LON产品为日常设备的访问提供一个可靠的、安全的Internet通道，这些日常设备包括：灯光、家用电器、开关、温度调节器、发动机、计量表、阀门等。在许可的权限内，通过Internet，能够实现对系统的完全控制，根据需求监测、调整和重新配置设备。
新加坡管理大学城的IBMS系统功能需求及特点分析
新加坡管理大学新建的大学城位于城市中心，是新加坡大规模的城市中心改造计划中的重要组成部分，同时也是该区域内第一个校园建筑群。
对于普通的商业办公建筑，无论规模多么大，其内部人员活动或多或少有着固定的时间段，同时产生的负荷也是相对固定的；而大学城的情况是更为复杂而且持续变化的。大学城中建筑物的位置相对分散，随着学生在大学城中的活动，每座建筑物能量的负载（尤其是空调和照明）需求在每一个地点、每一个时点都在不断地变化。教室、试验室、演讲礼堂的使用情况每一天都不尽相同。因此学校的时间表，无法象常规商业建筑一样可以预见。
对校园的节能降耗来说，对空调及照明设备的有效管理和控制是非常重要的。在新加坡的气候条件下，仅空调制冷工况所消耗的能量就占到了能量消耗帐单的60％以上。对于校园建筑群中，这些各种各样而且持续变化的负载模式的精细管理，只能通过基于最先进控制技术的智能控制系统来实现。同时大学城的建设是分阶段逐步进行的，随着大学城的不断建设，该控制系统未来的可持续发展性是必需要考虑的问题。
选择LonWorks技术实现IBMS系统的考虑
选择LonWorks技术可以采用许多制造商生产的、经过Lonmark认证的设备，并将这些设备集成为单一的智能楼宇系统，用以启动主要的楼宇子系统 ——安全、照明、电梯、HVAC等系统。通过LonWorks智能路由器及网络设备建成的开放、无缝网络，允许从网络的任意点访问任何设备，可充分降低系统的购置、运行和扩展等费用。
LonWorks技术可提供整个系统的无缝连接。在各座建筑内部，在整个校园中任何位置或在世界各地，都可以通过网络，在许可的权限内访问系统。
良好的互可操作性保证了应用LonWorks技术意味着用户不再被任何系统或产品的单一的供应商所束缚。用LonWorks设备建立控制系统，众多设备可以采用任意拓扑结构，由单一的双绞线连接在系统上，为系统构建提供更低的安装成本。设备和系统控制可以通过软件简化更新，避免了硬件、电缆管道和布线工作，明显降低再配置成本。延长线路，接入设备，然后通过人机界面进行配置。拓扑方式非常灵活，并且可以采用多种介质进行通信，网络更容易扩展。不论何种应用，技术平台和基础结构是保持不变的。这意味着集成商和最终用户只需掌握一套通用的工具便可，有效降低了维护和培训费用。使用基于LonWorks的设备可以让你为所有子系统安装一个公共的通信基础结构，消除多余的组件，减少重复投资。
新加坡管理大学城IBMS系统的介绍
由于LonWorks技术基础的良好开放性，新加坡管理大学城的空调和机械通风系统（ACMVS）在设计中采用了不同厂商生产的设备，目的是获得最优的效果。集成商至少为ACVMS选择了三种不同的LonWorks设备并成功地实现了系统控制算法。这组空调和机械通风系统（ACMVS）由两座不同建筑中的 8台冷冻机组成，总的最大制冷量达到5550吨，拥有超过110个空气调节单元，1500个VAV控制器、机械通风风机和风机盘管。
应用于该ACMVS系统的控制设备之一是Matrix公司生产的数字控制器。该控制器采用基于LonWorks 双绞线自由拓扑收发器，应用LonWorks技术与其他设备实现端对端的通信，保证实现参数反馈和调节需要，按照波动需要实时降低冷负荷。例如，当控制器切换到自动状态时，如果负荷增加，建筑中的冷冻机就会启动，当满足负荷需要时，冷冻机会自动切断。这类智能控制都是在基于LonWorks技术的控制平台上实现的。
另一个主要的节能领域是降低照明能耗。礼堂，影剧院，学生宿舍等等地照明控制均纳入到电子设备管理系统（EFMS）中。通过设定，可以预约使用该房间的时间段，而且房间灯光只有当有人进入该房间时才会点亮，当使用者离开或者超过允许的使用时间时，灯光就会自动熄灭。
除了机械通风管理系统和电子设备管理系统，LonWorks系统还实现了主干线的电表计量，分户电表计量，火灾自动监控，对电梯监控等功能。通过Echelon的 i.LON 600 网络服务器，现场的设备可以与IP骨干网实现无缝联接，最大限度利用校园IT主干网投资，避免了在大学城中的重复布线。系统集成商提供了基于网络的 IBMS人机界面，可以通过普通浏览器了解系统状况。当完成全部集成后，基于此HMI网络基础平台，可以通过该系统浏览采用不同协议的其他子系统。
新加坡管理大学的设备主管Mr. Ho Thim Seng，一直在努力寻求使校园的设备运行更为完善的解决方案。“控制硬件设备安装完成只是良好控制的开始，我们的目标是通过建筑内的LonWorks控制器，实现对被控对象的精确控制，从而真正提高能源利用效率，构筑智能校园。”透过不断挖掘基于LonWorks技术基础的系统的潜力，以Mr. Ho Thim Seng为首的管理者们已完全能够操控系统适应目前校园中的种种变化，并在节能降耗方面积累了更为丰富的经验。
系统节能效果
该大学城于2005年7月投入使用，但系统的节能和智能化解决方案的优势已经显现出来。“在冷冻机开启和关断状态下，冷却水的变化范围在0.5°C，而其他系统通常的变化范围在1.5~2°C”，新加坡管理大学的设备主管，Mr. Tan Yat Seng高度赞扬了该系统控制过程中显现的优势。通过他的经验和通过对该LonWorks系统的良好调整，新校区的整体电能消耗较以往降低了20％。目前，他正在新建大学城中进一步研究如何将更多的设备和系统纳入到LonWorks控制网络平台中来，从而获得更多的控制设备选择机会，可操作性和实现更优的节能策略。
LonWorks开放系统的价值
LonWorks开放系统的应用，不仅大大降低能耗、增进居住舒适性和设备效率，同时扩展了设备选择的范围，降低了系统维护难度，从而全面降低购置费用，使得最终用户从中受益。
制造商通过开发与其他产品的兼容性来扩大市场——其他制造商成了合作伙伴而不再是竞争者。而且，供应商更加关注于功能、质量和服务，而不必耗费时间和金钱来开发和维护他们自己的专用体系结构；也不必再为了考虑和许多不同类型的专用产品和系统的兼容而耗时费力。
系统集成商使用完全兼容的众多制造商的产品，他们就有更多的选择使顾客更满意。设计和部署变得更容易了，因为要集成的部件减少，而且都是对等的。不需要网关和定制软件，没有单点故障或需要学习运用的第3方工具。系统能较快部署，问题较少，从而增加顾客满意度，因此同样能从LonWorks开放系统得益。