开放系统定义
“开放系统应提供这样一些功能:它们使正确执行的应用程序能在多个厂商提供的不同的平台上运行,和其他应用程序互操作,并且为用户相互作用提供一个统一风格的界面。”电气和电子工程师协会(IEEE)
开放式LonWorks系统:
在设计、安装和启动上采用工业标准的网络服务(Network Services)。
包含来自多个厂商的符合LonMark的产品。
除非和传统系统相互作用或者规范要求,不需要网关。
与专用垂直子系统的实施不同,强调水平功能性。
最终用户和顾问应规定:尽可能使用满足LonMark标准的产品,并且使用基于LonWorks网络服务(LNS)的网络工具设计、安装和启动。开放式产品和标准服务的结合使许多集成商能方便地应用来自多个厂商的产品制订一个完整的开放系统解决方案。
开放系统说明
日常设备的智能化网络对于那些希望向顾客提供更好、更经济服务的公司是至关重要的。它们能创造新的以服务为基础的收入来源和商业机会。
组建自动化系统的方法有很多,从定制的专用软/硬件的解决方案到开放的、互可操作的基于标准的控制网络,今天的自动化市场显然要求后者。
这些开放设备网络有着共同的特点,包括:开放的协议、平坦的对等式体系结构、设备层互操作性以及一个能够提供简便管理、安装和远程服务的网络操作系统。自动化网络的演进和PC网络相似。图1表示我们怎样从一个主-从系统(例如主机和终端机)构成的集中化系统发展到多主/从系统(例如minis),再发展到平坦体系结构的(例如基于PC的网络)。
典型的设备网络体系结构
具有平坦的、开放特点的网络在集成和启动阶段,有着显著的较低的生命周期费用,便于网络的改造和功能的提高,更具有灵活性,更适合最终用户的需求。
EIA/ANSI 709.1——开放式控制协议
象EIA/ANSI 709.1(LonWorks平台)这类的开放式设备网络通信协议向产品制造商和最终用户保证:他们所作的技术决策不论在今天和将来都将得到支持。成千上万的公司今天支持着该协议的使用。芯片供应商东芝公司和Cypress半导体公司提供一系列相对应的微处理器,它们为该协议能在低成本、高性能的应用场合中使用提供最佳方案。
平坦的体系结构
虽然有许多构筑网络和控制网的方法,对于自动控制而言,平坦的、对等式体系结构是最好的。对等式体系结构没有任何分层体系结构所固有的单点故障。在分层体系结构中,从一个设备来的信息在到达目标设备前首先必须传输到控制设备或网关。所以,在非主机设备之间的每次通信一定要包括这额外的步骤,就有可能会增加故障。而对等式设计与之相反,允许两个设备间直接通信,从而避免了主控制器的故障可能性,排除了潜在的效能瓶颈。并且,对等式设计中的设备故障有可能只影响到一个设备,不象在分层的非对等式体系结构中可能会影响到多个设备。
设备层互可操作性
讨论互可操作性必须从其定义开始。简而言之,自动化网络中的互可操作性可定义为:一个产品制造商的设备具有了解和使用来自另一个制造商设备的数据的能力,而不管子系统的类型或原来功能,也无需使用昂贵的网关或协议转换器。
互可操作性带来很多好处。由于一个传感器或设备能被很多不同子系统共享,自动化系统变得更简单(也更可靠)。系统中需要的传感器/控制器越少,也使它们变得更便宜,此外随着零件、安装时间,以及安装复杂性的减少也使成本明显下降。最后,当设备互操作时就能发挥更大作用。例如,HVAC和照明系统会对门禁控制读卡器数据和照明传感器作出反应,根据个别需要和能源成本,自动调节有关工作区的舒适等级和亮度。照明可以按照计算机操作员和靠窗住户的不同需要逐个卧室进行自动调节或借助用户的PC通过公司局域网发来的指令进行调节。供暖和空调系统也能以类似方法进行调节。
网络操作系统
评价一个网络操作系统(NOS)的方法之一是看它会带来什么好处。在设备自动化系统的场合中,好处可能是很多的。在安装阶段,一个NOS允许多个子系统安装商同时工作而不必按顺序工作。例如,一个照明系统可能和一个HVAC系统同时试运转。NOS还能为制造商提供一个制作简单Plug-in的软件体系结构,以便让集成商方便地察看和配置设备或系统的不同状况,例如温度设定点或时序表等。
在设备启动并开始运转后,NOS在提供网络信息方面具有极其重要作用,这些信息包括设备的正常状态、工作特征、维护信息和能源需求等。这些数据借助各种不同的人机界面(HMI)提供显示,HMI能通过以客户/服务器为基础的体系结构(例如Wonderware的Intouch)发送信息。Internet的广泛普及使这些信息能为任何网上客户所共享,从而降低成本,大幅增加价值。NOS允许远程访问自动化网络这一功能现在已能左右那些对时间要求严格的操作,设备的管理者或集成商在远程所作的工作就好像他们在本地接入网络时所做的完全一样。