创新开发平台实验指导书

LONWORKS 创新开发实验箱实验指导书威世达通信控制技术（北京）有限公司2015年8月第一节：FT3150/PL3150模块及其底板8一、FT3150模块及底板8二、PL3150模块及底板10第二节：DI模块12一、硬件原理及连接12二、组网13第一步：创建lonMaker网络13第二步：添加DI设备16第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置19三、思考及实验26第三节：DO模块28一、硬件原理及连接28二、组网28第一步：打开之前创建的LonMaker网络28第二步：添加DO设备30第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置33三、思考及实验36第四节：AI模块39一、硬件原理及连接39二、组网40第一步：创建LonMaker网络40第二步：添加AI设备41第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置42三、思考及实验44第五节：AO模块46一、硬件原理及连接46二、组网47第一步：打开之前创建的LonMaker网络47第二步：添加AO设备47第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置48第四步：PID功能块52三、思考及实验54第六节：LCD模块57一、硬件连接57二、组网57第一步：打开之前创建的LonMaker网络57第二步：添加LCD设备58第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置60三、思考及实验62第七节：网关63一、硬件连接63二、组网63第一步：创建新的LonMaker网络63第二步：添加Gate设备64第三步：连接绑定64三、思考及实验67实验一：第一个NodeBuilder项目69一、目标69二、描述69三、实验步骤69第一步：创建一个LonMaker网络69第二步：从LonMaker中启动NodeBuilder并创建一个新的项目70第三步：从NodeBuilder启动设备模板向导并创建一个新的设备模板71第四步：Build一个简单的应用程序74第五步：在LonMaker网络中添加使用新设备模板的设备75实验二：为设备添加设备接口76一、目标76二、描述77三、实验步骤77第一步：打开之前创建的LonMaker网络及NodeBuilder77第二步：为设备添加一个功能块和设备接口77第三步：为新的功能块添加具体功能80实验三：使用NodeBuilder代码向导82一、目标82二、描述83三、实验步骤83第一步：打开之前创建的LonMaker网络及NodeBuilder83第二步：使用NodeBuilder代码向导为设备添加一个功能块84第三步：为新的功能块添加具体功能88实验四：输入网络变量数组的处理91一、目标91二、描述91三、实验步骤92第一步：使用代码向导创建DI、DO设备模板92第二步：创建DI设备并添加DI功能代码94第三步：创建DO设备并添加DO功能代码95实验五：指导函数及Debugger操作96一、目标96二、描述97三、实验步骤97第一步：进入Debug状态并设置断点97第二步：一步一步执行代码99组态一：人机界面实验101一、创建网络101二、制作HMI1031、运行LNS DDE Server。1032、创建组态程序。1033、运行组态程序117组态二：智能家居实验119一、节点及连接119二、创建灯控网络并作绑定配置120三、运行智能家居管理界面123组态三：空调模拟系统124一、节点及连接124二、组网125第一步：恢复LonMaker网络125第二步：使用配置属性进行配置129第三步：加载组态程序并运行131三、空调模拟系统实现功能描述134前言VSTAR LONWORKS创新开发实验箱集LonWorks核心技术开发和应用开发于一体，针对现场总线和建筑智能化的具体应用，为基于LonWorks的现场总线及建筑智能化系统建立开发环境，提供创新开发空间。开发箱将LonWorks的开发工具、部件和VSTAR DDC控制节点、网关、路由器等应用单元整合在一起，构成涵盖双绞线/电力线通信开发、控制器开发、网关开发、单片机接口开发、监控软件开发，既能学习核心技术，又能发挥创新能力，面向实际应用的全套开发实验平台。开发实验箱包括下列基本组件：核心模块组件、I/O组件、LON-232/485网关组件、电力线-双绞线路由器组件等。(1) 核心模块组件1) 双绞线控制模块：FT3150自由拓扑双绞线智能收发器和通信变压器。2) 电力线控制模块：PL3150智能收发器及相应的耦合电路。（2）DI/DO组件提供工业标准开关量输入/输出信号，应用Neuron芯片相关I/O对象功能进行对应的DI/DO实验。（3）AI/AO组件提供工业标准模拟量输入/输出信号，应用Neuron芯片相关I/O对象功能进行AI/AO实验。（4）LON-232/485网关组件由LON核心模块电路和一个基于单片机的232或485接口组成。实现RS-232或485到LonWorks的数据转换。（5）电力线-双绞线路由器组件连接电力线子网和双绞线子网，实现不同通信媒体子网之间的互联，并采用标准路由算法，实现子网信息流交通的路由选择。（6）实验平台软件实验平台软件包括：安装LonMaker 3.2标准版组态工具软件 安装NodeBuilder 3.1开发工具软件提供监控界面实例软件及部分样例程序。使用前务必仔细阅读本说明开发实验箱接线说明：1、 开发实验箱供电使用交流220VAC。2、 提供了一路DC24V直流电源，用户需要时可使用；3、 提供了一组LonWorks总线接入端子，为无极性双绞线信道，通过U10 双绞线USB接口卡连接到PC。4、 各个模块上的V、G均为24VDC的电源接口；A、B均为双绞线信道接口，L、N均为电力线信道接口。第一节：FT3150/PL3150模块及其底板一、FT3150模块及底板VCN-CM控制模块提供了一种简单、有效的方法将LONWORKS 技术运用到任何控制系统中。一个控制模块包括一个自由拓扑双绞线智能收发器和通信变压器、Flash 存储插槽（TP/FT-10F），以及电源、I/O 口和网络接插件。核心控制模块很容易加入到产品的设计中，用户只需增加外围电路和供电电源，并在自己选择的Flash 部件中下载Neuron 应用程序，即可完成产品开发。对于开发原型产品或者大量生产制品的用户而言，VCN-CM控制模块是最理想的选择。特性l 内置神经元FT3150 芯片；l 差分曼彻斯特编码方式和变压隔离的无极性网络接线方式；l 在自由拓扑网络可传输500米；l 在双终端总线结构网络可传输2700 米；l 采用Flash 存储器，应用程序可在线下载；l 符合LonMark可互操作性规范。表1 控制模块的18针插头 (P1)名称管脚号功能IO02 IO14IO26IO38IO410IO511IO613IO715IO817IO914IO1016RESET9SERVICE18+512供电电源输入GND3，5，7电源地1悬空脚 表2 控制模块的6针插头（P2）名称管脚号功能19悬空脚20悬空脚Data A21网络数据A信号Data B22网络数据B信号23悬空脚24悬空脚FT3150底板提供了FT3150模块运行最基本的硬件条件，即：电源电路、Service电路；同时将IO引出，方便IO外围电路使用。电源电路原理为：将IO管脚引出，方便IO外围电路使用时，原理图为：二、PL3150模块及底板 VCN-PLCM电力线控制模块提供了一种简单、有效的方法将LONWORKS 技术运用到任何控制系统中。控制模块包括一个电力线智能收发器、耦合电路，Flash 存储插槽，以及电源、I/O 口和网络接插件。核心控制模块很容易加入到产品的设计中，用户只需增加外围电路和供电电源，并在自己选择的Flash 部件中下载Neuron 应用程序，即可完成产品开发。VCN-PLCM电力线控制模块集成了符合ANSI 709.2的PL3150电力线智能收发器，通过电力载波技术传送数据，节约现场布线和开发周期。特性：l 双频调制和数字信号处理l PL3150智能收发器的EEPROM为0.5K字节，可以外扩FLASHl 内嵌2K的RAM空间l 支持38种可编程I/O模式和11个I/O引脚l 40C到85C工作温度范围表1 控制模块的18针插头 (P1)名称管脚号功能IO02 IO14IO26IO38IO410IO511IO613IO715IO817IO914IO1016RESET9SERVICE18+512供电电源输入GND3，5，7电源地+VA1典型值为+13V，且必须确保足够的供电电流。 表2 控制模块的6针插头（P2）名称管脚号功能19悬空脚Data A20网络数据A信号Data A21网络数据A信号Data B22网络数据B信号Data B23网络数据B信号24悬空脚PL3150底板提供了PL3150模块运行最基本的硬件条件，即：电源电路、Service电路；同时将IO引出，方便IO外围电路使用。电源电路原理为：PL3150底板耦合电路原理部分及IO管脚引出如下图：第二节：DI模块一、硬件原理及连接1、DI模块有四路DI端口，对应的软件有四个DI功能块。2、实现电平检测时，使用CD40106芯片，如图：CD40106的作用是用来将不规则波形整为方波形式，同时用作反向器，当开关闭合时，电压拉低，通过反相器输出为高，FT3150检测到管脚为逻辑1时，认为输入1。.3、将U10接到电脑USB接口，双绞线另一端连接到开发箱电源模块下方的TP/FT-10的接线端子上。二、组网第一步：创建lonMaker网络开始-程序-lonmaker，打开后如下图：上图LonMaker界面中，左下黄色部分表示该LonMaker没有被激活，为试用状态，还剩27天过期，到时间后，LonMaker不能再被打开。在Network name下面输入要创建的LonMaker网络的名称，必须为字母而不能是汉字,此处命名为DI。在如下图New Network Options页面中：Network Interface选项用来设置双绞线信道到计算机的接口；Management Mode选项中选择网络处于OnNet状态还是OffNet状态，Network Components用来设置创建的网络为DEMO状态还是正式使用状态,如果采用LONDEMO状态，那么在网络中添加的设备不会被记信用点（Credits），但是网络中最多可以添加6个LON设备。做如下设置：之后返回General页面，执行：Create Network命令，出现如下画面：点完成按钮，等待Plug in组件注册完成，出现创建完成的LonMaker网络。如下：此时，VISIO画面右边画面中，有一个绿色的矩形，表示网络接口卡（U10）正常工作,处于online状态。至此，LonMaker网络创建完成。第二步：添加DI设备从VISIO画面左边的Stencil中，使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Device，用左键拖动到右边的画面中，出现如下对话框：在Device Name中写入添加设备的名称DI，选择Comission device，然后在Device Template中，勾选Create new device template。完成后执行下一步。上图新设备接口定义中，点击Browse按钮，看到默认路径下的KaiImport文件夹，打开该文件夹，选择DI.xif文件，点确定，出现如下图所示：上图中点击下一步，出现的下图中不做任何修改：执行下一步：上图中表示执行按下Service pin按钮来获得Neuron ID。执行下一步。此处勾选Load application image，表示要把设备的接口文件和应用程序文件下载到设备中。执行下一步。上图中勾选Online，表示设备要处于在线状态，其它选项都使用默认配置。执行完成命令。出现该画面后，按下主控模块上的Service pin按钮。如果出现如上画面，执行YES命令。成功连接后，如下图所示。第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置首先从VISIO画面左边的Stencil中，拖动Functional block到右边的画面中，如下图：l 在Device中，Name的下拉列表中选择DI。l 在Functional Block 的name下拉列表中选择MFDI0。l 把Create all network variables shapes勾选。l 最后执行完成命令。同样的操作，将MFDI1、MFDI2、MFDI3都添加到画面中。结果如下图：接着，使用Plug_in对每个DI端口进行配置。如下操作：在任意一个功能块上，点右键，在菜单中执行Browse命令，如下图：执行命令后，出现browse画面，如下图：在上图中，可以看到若干个绿色的项，这些项叫做配置属性。通过对它们的不同设置，可以让对应的DI口实现不同的功能。为了方便理解，可以通过下图来表示：Manual Test项：如果把nviTest所属的配置属性UCPTinvertInput的值设置为TRUE，就表示：勾选UseManual Test，将使用手动测试功能；此时外接的DI信号不起作用，开关信号通过对nviTest的设置来模拟。如果使用默认的FALSE值，表示：取消勾选UseManualTest，不使用手动测试功能；此时使用外接的DI信号，同时对nviTest设置的值不起作用。把nviTest所属的UCPTinvertInput的值设置为TRUE：双击该配置属性项后，点击图中上面的值列表，出现该配置属性可取的值，选择TRUE后回车，完成值的设置。给nviTest设置值：双击nviTest网络变量，然后在value栏中输入：100+空格+1后回车；或0+空格+0后回车。如图中点击monitor all on按钮，可使网络变量的值处于实时刷新的状态。Processing项：通过对配置属性UCPTdioType的不同配置，可实现下述功能：Direct：对应DIRECT值，该选项表示此处不作任何处理，直接将输入状态输出。 Toggle：对应TOGGLE值，该选项表示：每接收到一次闭合信号，它就改变一次输出的状态（1或0）。例如：Delay：对应STRETCHED值，该选项表示：输入、输出有延时。如下图: OnDelay：对应UCPTonDelay的值，表示:当接收到ON信号时，延迟该设置的时间后，输出才从OFF转为ON。OffDelay：对应UCPToffDelay的值，表示:当接收到OFF信号时，延迟该设置的时间后，输出才从ON转为OFF。如上设置OnDelay为1天2小时3分钟4秒，OffDelay为5天6小时7分钟8秒。Pulse：对应DELAYED_PULSE值，该选项表示：脉冲输出。类似于Delay方式的设置方法。这种方式和Delay方式的不同在于：Pluse方式在接收到一个ON信号后，按照设定的PluseOn时间延时后变为ON输出，之后不管接收到的信号是否变化，在输出变为ON达到PluseOff设定的时间后变为OFF。而Delay方式则在输入信号变为OFF时才开始计时OffDelay。Count：对应COUNT值，该选项用来计数ON信号。在设置为Count方式时，计算器清零。计数没有保存到非易失性存储器里。Invert项：通过把nvoDI所属的配置属性UCPTinvertInput设置为TRUE或FALSE来表示：从Process项中接收到状态信息后，翻转或不翻转输入状态。TURE表示翻转，FALSE就不翻转。三、思考及实验1、在LonMaker的VISIO画面中，是如何逻辑表示相关硬件的？答：如下图中，最左边绿色的矩形LNS Network Interface代表的是接口卡。所谓接口卡就是从电脑到LON总线的一个转换设备，接口卡一端连接电脑，另一端连接LON总线，根据不同类型的LON总线使用不同的接口卡，如采用电力线时，需用U20；如采用78K的双绞线信道时，需用U10。此处代表的是U10。和矩形LNS Network Interface连接的线：Channel 1,可以在选中它的情况下点右键执行Properties命令，看到上图中的对话框，反映出它是什么类型的通信信道。此处代表了实际的双绞线连线。和Channel 1连接的另一个绿色的矩形代表了DI的主控模块，上面的四个功能块代表了DI主控模块下面挂接的四个DI端口。2、下图中，各个选项的作用是什么？比较修改了下图中各个选项的设置后，创建LonMaker网络时的不同步骤。OnNet和OffNet的比较：如图中所说，OnNet状态下，是当前对设备配置的任何改变都会及时下载到LON节点中，而OffNet状态下，则是把对设备配置的改变记录到计算机的DB中，直到commission时才下载到节点中。在VISIO画面中改变设备网络状态的方法是：在LonMaker菜单中执行Network Properties命令：在如下的对话框中，切换到Network Interface页面进行修改：第三节：DO模块一、硬件原理及连接1、DO模块有四路DO端口，通过固态继电器，对应地有5VDC的DO信号输出。2、当对应的FT3150模块IO管脚输出为逻辑1时，经过两输入与非门电路，输出为逻辑0，经过反向门电路后，为逻辑1，接入锁存电路后，驱动继电器动作，如图：3、对于外接端子，引出了DO3、DO4两个，使用时需检查跳接情况，如下图：二、组网第一步：打开之前创建的LonMaker网络开始-程序-lonmaker，打开后如下图：在Existing Network中选择要打开的LonMaker网络的名称，DI。然后执行Open Network命令。出现之前DI实验时创建完成的LonMaker网络。如下：第二步：添加DO设备从VISIO画面左边的Stencil中，使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Device，用左键拖动到右边的画面中，出现如下对话框：在Device Name中写入添加设备的名称，选择Comission device，然后在Device Template中勾选Create new device template。完成后执行下一步。给创建的DO节点选择正确的接口文件：DO.XIF。完成后点击下一步：上图中不做任何修改，执行下一步。上图中表示执行按下Service pin按钮来获得Neuron ID。执行下一步。此处如果勾选Load application image，表示要把设备的接口文件(.xif文件)和应用程序文件（.apb文件）重新下载一次到设备中。如果设备中已经有了正确的程序，可以不勾选，这样就不会进行程序的重新下载。执行下一步。上图中勾选Online，表示设备要处于在线状态，其它的使用默认项。执行完成命令。出现该画面后，按下主控模块上的Service pin按钮。成功连接后，如下图所示。第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置首先从VISIO画面左边的Stencil中，拖动Functional block到右边的画面中，如下图：l 在Device中，Name的下拉列表中选择DO。l 在Functional Block 的name下拉列表中选择MFDO0。l 在Number of FBs to create中设置为4。（这样可以不用拖四次来创建功能块）l 把Create all network variables shapes勾选。l 最后执行完成命令。每次出现的该对话框需要勾选Create all network variables shapes。结果如下图：接着，使用配置属性对每个DO端口进行配置。如下操作：在任意一个功能块上，点右键，在菜单中执行Browse命令。由图中可看到，每个DO口有两个对应的配置属性。为了方便理解，可以通过下图来表示：Direct/Toggle项：对应UCPTToggle，类同DI的该项功能：Direct：对应FALSE值，该选项表示：此处不作任何处理，直接将输入状态输出。 Toggle：对应TRUE值，该选项表示：每接收到一次闭合信号，它就改变一次输出的状态（1或0）。例如： Invert项：通过把配置属性UCPTinvertInput设置为TRUE或FALSE来表示：从Direct/Toggle项中接收到状态信息后，翻转或不翻转输入状态。TURE表示翻转，FALSE就不翻转。三、思考及实验1、在LonMaker的VISIO画面中，把四个DI分别和四个DO绑定。如下图中，从左边的Stencil中，拖动Connector到右边的画面中，一端和DI功能块的nvoDI相连，另一端和DO功能块的nviDO相连。把其它三组功能块同样的相连后，分别按下DI板上的DI按钮，相应的DO输出的继电器就会动作，下接的LED灯会开或关。2、在上面的基础上，分别对DI、DO模块进行不同的配置，验证各项功能。3、为何每个DI开关在VISIO画面中，对应的是一个nvoDI的输出网络变量，而DO中的LED对应的是nviDO的输入网络变量？答：这需要从网络的角度来理解，一个DI开关对于网络来说，它提供的是开或关的信号，这个信号需要传递到网络中去，因此需要一个输出的网络变量；一个LED灯的开关控制是由网络中传递过来的命令来确定，所以需要一个输入网络变量。4、功能块、设备、网络的删除。（1）删除功能块：在功能块上点右键，在菜单中执行delete命令。执行delete命令后，出现如下对话框：执行Yes To All命令。（2）删除设备：在设备上点右键，执行delete命令。执行delete命令后，出现如下对话框：执行Yes To All命令。之后再删除DI设备。（3）网络的删除：只有将DI、DO等设备删除后，才可再删除整个网络，否则将会把Credits丢失。在把VISIO画面中的所有设备删除后，关闭VISIO。打开LonMaker，在Existing Network 中选中要删除的网络，执行delete命令。执行是，完成网络的删除。第四节：AI模块一、硬件原理及连接1、AI模块有两路AI端口，用于采集0-10VDC电压信号，对应地有两个AI功能块。2、采集电压信号时，有两种信号来源，一种为来自外部的信号，一种为内部通过滑动变阻器调制的信号，如图：通过上图中S1、S2两个跳线，两路电压信号来源分别可以是：或者从J2上引入的外来信号（AIEX），或者是内部的滑动变阻器调制的信号（AIRE）。3、AD转换电路原理，如图：由于在FT3150中，可以实现I2C型的IO对象，所以在AI模块中，我们使用了带有I2C接口的12位AD转换芯片MCP3221，使用MCP1541提供4.096V的基准电压，使用3157来实现两路AI输入的切换。二、组网第一步：创建LonMaker网络由于FT3150主控模块只有两个，所以在使用AI、AO时最好把之前DI、DO实验时组建的网络删除掉。所以需要新建一个LonMaker网络。开始-程序-lonmaker，打开后如下图：在Network name下面输入要创建的LonMaker网络的名称AI。点完成按钮，等待Plug in组件注册完成，LonMaker网络创建完成。第二步：添加AI设备从VISIO画面左边的Stencil中，使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Device，用左键拖动到右边的画面中，出现如下对话框：在Device Name中写入添加设备的名称，选择Comission device，然后在Device Template中，勾选Create new device template项。完成后执行下一步。之后同DI、DO实验操作，最后成功连接后，如下图所示。第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置首先从VISIO画面左边的Stencil中，拖动Functional block到右边的画面中，如下图：l 在Device中，Name的下拉列表中选择AI。l 在Functional Block 的name下拉列表中选择MFAI0。l 在Number of FBs to create中设置为2。l 把Create all network variables shapes勾选。l 最后执行完成命令。结果如下图：接着，通过配置属性对每个AI端口进行配置。如下操作：在需要配置的端口对应的功能块上，点右键，在菜单中执行Browse命令。出现画面如下图：可以看到，每个AI口由两个相应的配置属性。为方便理解，可以通过下图来表示：Use Translate Or Not项：对应UCPTToggle配置属性：每个AI端口都是用来检测0-10VDC的，对应取值范围为0-100（%）。AI有两种输出方式：一种是直接输出（Direct），对应FALSE取值：即nvoAI的值除以10就是实际检测到的电压的值；另一种是转换输出(Translate)，对应TRUE取值：即根据设置的转换表进行转换，适用于检测值和期望输出值的比例不是1：10的情况。此处可以设置按照两个不同斜率进行转换的表。如：如上配置，第一个斜率为（15-0）/（25-0）=0.6，第二个斜率为（45-15）/（50-25）=1.2。所以一样的电压输入，直接输出为：27.55，使用上述转换表输出为：18.06。如果不使用第二个斜率，那么第三行写入0即可。三、思考及实验1、AI中的Translate功能有什么作用？答：如外接传感器，有的转换比例并不是一直不变的，可以通过该功能来得到正确的值。2、什么是配置属性？答：在LonWorks中，功能块、网络变量、配置属性是三个基本的概念。配置属性类似于CONST变量，在没有对设备进行重新下载程序时，它的值一直保持为最近一次修改的值。直接看配置属性的值的方法是，在功能块上点右键，执行Browse命令，如上图。打开如下：其中绿色的为配置属性。3、学习完成第二部：程序开发后，阅读IO Model Reference.pdf这个文档中91页，关于I2C input / output的内容，学习使用I2C对象。在相应的AI例程中，相关部分的代码为：#include #include float.h#pragma num_alias_table_entries 15#pragma num_domain_entries 2#pragma scheduler_reset#pragma relaxed_casting_on#define MCP3221ADDR 0x4DIO_7 output bit IO7;IO_8 i2c i2c_bus;network output SNVT_temp_f nvoAI2;SNVT_temp_f AI2=0,0;void RMcp3221(SNVT_temp_f * pValue)unsigned long CVal;unsigned char i;SNVT_temp_f changshu1,changshu2,temp1;fl_from_ascii(4095,&changshu1);fl_from_ascii(100,&changshu2);i=0;io_out(i2c_bus,&i,MCP3221ADDR,1);io_in(i2c_bus,&CVal,MCP3221ADDR,2);CVal=CVal&0x0fff;fl_from_ulong(CVal,&temp1);fl_mul(&temp1,&changshu2,&temp1);fl_div(&temp1,&changshu1,&temp1); *pValue=temp1;stimer repeating tmrforai=1;when(timer_expires(tmrforai)io_out(IO7,1);delay(200);RMcp3221(&AI0);io_out(IO7,0);delay(200);RMcp3221(&AI1);nvoAI0=AI0;nvoAI1=AI1;第五节：AO模块一、硬件原理及连接1、AO模块有两路AO端口，用于输出0-10VDC电压信号（端口1）和0-20mA电流信号（端口2）。对应地，软件有两个AO功能块。2、实现DA转换时，使用TLV5625芯片，如图：TLV5625有两路DA输出通道，分别为OUTA、OUTB。采用MCP1525提供2.5V的基准电压，当最大输出时，OUTA、OUTB输出为5V电压。之后通过运放电路实现0-10V的电压输出，通过AD694芯片实现电流0-20mA的输出。3、电压、电流输出通过跳线可以在LED上显示，也可以直接输出到外接端口上，使用时注意查看跳线情况。二、组网第一步：打开之前创建的LonMaker网络开始-程序-lonmaker，打开后如下图：在Existing Network中选择要打开的LonMaker网络的名称，AI。然后执行Open Network命令。打开之前AI实验时创建完成的LonMaker网络。第二步：添加AO设备从VISIO画面左边的Stencil中，使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Device，用左键拖动到右边的画面中，出现如下对话框：在Device Name中写入添加设备的名称，选择Comission device，然后在Device Template中，勾选Create new device template项。完成后执行下一步。之后按照新设备向导提示完成后面的步骤。成功连接后，如下图所示。第三步：通过配置属性对节点的功能进行配置首先从VISIO画面左边的Stencil中，拖动Functional block到右边的画面中，如下图：l 在Device中，Name的下拉列表中选择AO。l 在Functional Block 的name下拉列表中选择MFAO0。l 在Number of FBs to create中设置为2。l 把Create all network variables shapes勾选。l 最后执行完成命令。结果如下图：接着，通过配置属性对每个AO端口进行配置。如下操作：在需要配置的端口对应的功能块上，点右键，在菜单中执行Browse命令。出现画面如下图：AO0端口输出的是电压，最大为10VDC，最小为0VDC；而AO1端口输出的是电流，最大为20mA，最小为0 mA。与其它三个模块不同，它必须要配置后才会有输出电压或电流。为方便理解，可以通过下图来表示:Input Range项：l 如果使用该功能时，将UCPTscalingEnbl设置为TRUE，表示Enabled；l 默认不使用，值为FALSE ，表示不勾选Enabled。当设置为TRUE（Enabled），即使用该功能，就需要对下面的输入范围进行设定，即对UCPTscaleParms进行配置。Output Range项：对于Output Range来说，不同于Input Range的功能，它设定的是实际输出电压或电流的范围，即：必须对UCPTaaPercentToVolt进行配置，才会有电流或电压输出。它们分别对应的位置如下图：对上述功能综合说明：从LON网络上接收到的命令的取值范围为0%-100%（即nviAO的取值范围）：那么例如，当Input Range被Enabled后，范围上限的设置为50，下限的设置为0；此时，当nviAO输入值大于50时，经过处理后，传递给Output Range的值为50，输入小于50时，传递给Output Range的值为原值；又例如，当上限设置为0，下限设置为100，此时，当nviAO输入值为100时，经过处理后，传递给Output Range的值为0，输入0时，传递给Output Range的值为100。即：限定输入范围。对于输出上下限设定：例如，AO0对应上面100%处设为5，下面0%设为0，当接收到90时，输出4.5VDC，10时，输出0.5VDC。标准的配置如下：AO0即AO1端口的标准配置为：AO1即AO2端口的标准配置为：第四步：PID功能块首先从VISIO画面左边的Stencil中，拖动Functional block到右边的画面中，选择创建AO模块的PID功能块：创建完成后，通过配置属性对PID进行配置。为方便对PID功能块的整体理解，可以参看下图：上图中展示了PID功能块的功能逻辑：l Process是PID控制中的PV输入变量；l Setpoint是PID控制中的SV输入变量；l Auto/Manual是PID控制的手动、自动切换开关：当自动时，值为AUTO（100.0 1），将会使PV接近SV；当手动时，值为Manual (0.0 0)，将会使PV接近Manual Value的值。l Manual Value类同于Setpoint：当Auto/Manual值为Manual时，它代替SV。l Enable是PID功能的使能设置开关：设为ON（100.0 1）时，PID作用，OFF（0.0 0）时，PID不作用。要使用PID功能块，需要对其进行必要的配置，如下：第一、把下图中标出的配置属性从默认值0.0 0改为100.0 1。然后把AO模块断电重启。第二、进行PID参数设置如上图，P：表示比例参数；I：表示积分参数；D：表示微分参数；第三、进行PID运算输出配置：此处设置的是输出高限，如果使用默认的值0，那么不管PID如何运算都不会有任何输出。三、思考及实验1、在LonMaker的VISIO画面中，把两个AI分别和两个AO绑定，选择对应于AI的两个旋钮，观察LED显示。2、在上面的基础上，分别对AI、AO模块通过配置属性进行不同的配置，验证各项功能。3、验证PID功能。首先需要形成一个闭环回路，这样就需要把AI1端口和AO1端口物理上设置为使用外接端子，即把跳线跳为外部。然后使用一个滑动变阻器（用来模拟负载），接法如下：之后进行逻辑连接，如下图：之后进行配置，如下：AI1配置如下：PID配置除之前PID功能块中所述之外，参数设置如下：P:0.5；I:2.5；D:0.58.AO1配置如下：设置完成后，还需要设置PID的SV的值，在PID功能块上执行Browse命令，如下：如上图，设SV(nviSetPoint)为25，经PID出来后，CV输出约62%，获得处理结果PV值为25.062。另：如果CV的值在0和100间跳动，适当调整滑动变阻器；P、I、D参数整定及相关知识不在本实验箱内容之内，详请参阅相关自动控制原理类书籍。4、学习完成第二部：程序开发后，阅读IO Model Reference.pdf这个文档中102页，关于Neurowire input / output的内容，学习使用Neurowire对象。FT3150不支持SPI，但是PL3150是支持的，如果在PL3150中，将下例程中的IO_8 neurowire master select(IO_7) spi_bus;改为IO_8 spi master select(IO_7) spi_bus;即可实现SPI总线的通讯。相应的AO例程中，相关部分的代码为：#include #include float.h#pragma num_alias_table_entries 15#pragma num_domain_entries 2#pragma scheduler_reset#pragma relaxed_casting_onnetwork input SNVT_temp_f nviAO2;const unsigned long channelA_C=0xc000;const unsigned long channelB_C=0x4000;IO_8 neurowire master select(IO_7) spi_bus;IO_7 output bit spi_cs=1;/active lowvoid out(unsigned long ao ,int i)unsigned long buffer;buffer=ao;buffer=buffer&0x00ff;buffer=buffer程序-lonmaker，打开后如下图：在Existing Network中选择要打开的LonMaker网络的名称，AI。然后执行Open Network命令。打开之前AI、AO实验时创建完成的LonMaker网络。第二步：添加LCD设备之前我们所做DI、DO、AI、AO实验都是使用的78K双绞线信道，即：通过U10接口卡把电脑和双绞线信道连接起来。现在LCD显示模块的主控模块使用的是电力线信道，这就需要一个设备，把双绞线信道和电力线信道连接起来，这个设备就是控制箱中的路由器；该设备实现了双绞线到电力线的透明转换，根据实验箱面板上的标示，路由器的L、N和电力线主控模块的L、N相连，L、N之间电压为220VAC，作为电力线信道。在LonMaker中，首先需要建立信道转换及路由器的逻辑表示：从VISIO画面左边的Stencil中，使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Channel，用左键拖动到右边的画面中，出现如下对话框：如上图，选择信道类型为PL-20C，之后点OK完成。接着，从VISIO画面左边的Stencil中，使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Router，用左键拖动到右边的画面中，出现如下对话框：选择Comission device,其余使用默认值，按照向导提示完成之后的步骤，其它步骤中所有设置都使用默认值。最后按下Service Pin按钮，成功后如下图：Router作为一个LON设备，并不起其它作用，所以它不会占用Credits。完成Router的添加后，再建立LCD主控模块的逻辑连接：从VISIO画面左边的Stencil中,使用NodeBuilder Basic Shapes 中的Device，用左键拖动到右边的画面中。在Device Name中写入添加设备的名称，选择Comi