LonWorks現場總線技術應用非常廣泛,例如:智能建筑、工業控制、環境保護等方面。Echelon 公司LonWorks系統已經應用于數千家設備和系統生產廠商的產品中,韓國DCI公司應用自己開發的LonWorks控制模塊,將LonWorks技術應用于污水處理方面。
系統控制原理
圖1
污水處理系統采用上述工藝流程圖,將污水中的雜質分離出,經過處理、凈化后的水被再次利用,達到環保的目的。經過滲透、中和、通風、沉淀、調PH值、凝結、處理、過濾、脫水等一些過程(詳見上圖),從過濾水箱里出來的水就是經過處理的凈化水;雜質經過脫水、壓縮后用集裝箱運走,達到對污水進行處理的目的;另外,經過雜質濃化和脫水后的水被送回滲透水箱,再次被利用。
在整個工藝流程中,需要對泵、鼓風機、攪拌機等進行控制,對水箱中的水位進行監測,用PH值探測器檢測PH值等等。 這樣就有一系列的輸入、輸出信號,采用LonWorks控制模塊可以進行上述過程的控制。
系統控制方案
DCI公司采用自己研發的輸入/輸出通用模塊(I/O GENERAL MODULE)、水位控制模塊(LEVEL CONTROL MODULE)和閥門控制器(VALVE CONTROL MODULE),將各個監測點、控制點連起,實現控制。
下面是一個模擬的系統(DEMO),共用了7個模塊,包括DOF-08A1(2個)、DIF-08A1、AOF-04A1,AIF-08A1和LVF-08A1,可以滿足控制點的要求;另外用VVCTLF-A1(閥門控制器),通過網絡變量控制閥門的開度。
1)系統中的各監測、控制點
DIF-08A1中DO1、DO2、DO3各連接一個開關,直接控制攪拌機。
AIF-08A1用了5個輸入點,AI1、AI2、AI3分別監測流量調節水箱、處理水箱、濃化水箱的流量,AI4是閥門開度的輸入量,AI5是PH值探測器的輸入。
AOF-04A1用了3個點,用來輸出調節水箱、處理水箱、濃化水箱的流量值,用數碼管顯示。
DOF-08A1用了兩個,共用了15個點。具體點如下。
2)系統人機界面圖
圖2
圖3
圖4
圖2、圖3、圖4是用CIMON軟件設計系統人機界面圖,可以清楚的看出工藝流程和各個監視、控制點。
系統特點
1) 此污水處理系統基于LonWorks控制技術,具有開放性、穩定性、互操作性的特點,采用分布式控制系統使系統更實用,簡單。
2) 系統采用DCI公司自己開發的通用I/O模塊,以及專用控制模塊LVF和VVCTLF-A1。模塊中已經寫好了嵌入式程序以及便于工程人員進行調試的Plug In,而且模塊通過LONMARK認證。
3) 系統調試時用LonMaker for Windows,用現有模塊的Function Block完全可以搭建出這個系統。開發人員已經在模塊中寫好了各種應用程序,例如在通用模塊中有Digital Encoder & Analog Function Block,用戶可以實現各種邏輯運算。
圖5
除了本系統中應用的I/O模塊的Function Block外,DCI公司還開發了Pump Controller、PID Controller、Tic Toc Object等高層用戶程序,為用戶節省了開發時間。
4) 模塊中每個Function Block都開發了Plug In,使工程人員調試更加方便。在Plug In中,可以很方便的設置例如Heatbeat、Throttle、Invert、Delay等等的值,也可以監視網絡變量的數值。
圖6
5) 有LNS DDE SERVER聯系LonMaker和HMI,此系統應用CIMON軟件設計了人機界面,很清楚的可以看到設備的工作情況,很容易的對設備進行控制,見圖2、圖3、圖4。
總結
以上污水處理系統是應用最基本的I/O模塊、水位控制模塊、閥門控制模塊實現了對污水處理系統工藝流程的控制。另外DCI公司還開發了燈光控制模塊、用電力線收發器的I/O模塊、Multi Sensor Detector等等,這些都是基于LonWorks技術的,系統集成更加方便。DCI產品的應用領域非常廣泛,智能建筑、運輸、工廠、家庭都有應用。目前DCI正以飽滿的熱情尋找新的應用領域。