LonWorks

LonWorks 是又一具有强劲实力的现场总线技术， 它是由美国Echelon 公司推出并与Motorola、Toshiba （东芝） 公司共同倡导， 于1990 年正式公布而形成的。它采用了ISO/ OSI 模型的全部七层通信协议， 采用了面向对象的设计方法， 通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置， 其通信速率从300bit/s 至1. 5Mbit/s 不等，直接通信距离可达到2700m （78kbit/s，双绞线）， 支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质， 被誉为通用控制网络。

LonWorks 技术所采用的LonTalk 协议被封装在称为Neuron 的芯片中并得以实现。集成芯片中有3 个8 位CPU，一个用于完成开放互连模型中第1、2 层的功能，称为媒体访问控制处理器，实现介质访问的控制与处理；第二个用于完成第3～6 层的功能，称为网络处理器，进行网络变量的寻址、处理、背景诊断、函数路径选择、软件计量、网络管理， 并负责网络通信控制、收发数据包等；第三个是应用处理器，执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区，以实现CPU 之间的信息传递，并作为网络缓冲区和应用缓冲区。

如Motorola 公司生产的神经元集成芯片MC143120E2 就包含了2KB RAM 和2KB E2PROM。

LonWorks 技术的不断推广促成了神经元芯片的低成本， 而芯片的低成本又反过来促进了LonWorks 技术的推广应用， 二者形成了良性循环。另外， 在开发智能通信接口、智能传感器方面， LonWorks 神经元芯片也具有独特的优势。

LonWorks 技术已经被美国暖通工程师协会（ASHRE） 定为建筑自动化协议BACnet 的一个标准。美国消费电子制造商协会已经通过决议， 以LonWorks 技术为基础制定了EIA—709 标准。这样， LonWorks 已经建立了一套从协议开发、芯片设计、芯片制造、控制模块开发制造、OEM 控制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列完整的开发、制造、推广、应用体系结构， 吸引了数万家企业参与到这项工作中来， 这对于一种技术的推广、应用有很大的促进作用。

ControlNet

工业现场控制网络的许多应用不仅要求控制器和工业器件之间的紧耦合， 还应有确定性和可重复性。在ControlNet 出现以前， 没有一个网络在设备或信息层能有效地实现这样的功能要求。

ControlNet 是由在北美（包括美国、加拿大等）地区的工业自动化领域中技术和市场占有率稳居第一位的美国罗克韦尔自动化（Rockwell Automation） 公司于1997 年推出的一种新的面向控制层的实时性现场总线网络。

ControlNet 是一种最现代化的开放网络， 它提供如下功能：

1） 在同一链路上同时支持I/ O 信息， 控制器实时互锁以及对等通信报文传送和编程操作。

2） 对于离散和连续过程控制应用场合， 均具有确定性和可重复性。

ControlNet 采用了一种全新的开放网络技术解决方案———生产者/ 消费者（Producer/ Consumer） 模型， 它具有jingque同步化的功能。ControlNet 是目前世界上增长最快的工业控制网络之一（网络节点数年均以180%的速度增长）。

ControlNet 是一个高速的工业控制网络， 在同一电缆上同时支持I/ O 信息和报文信息（包括程序、组态、诊断等信息）， 集中体现了控制网络对控制（Control）、组态（Configuration）、采集（Collect） 等信息的完全支持。ControlNet 基于生产者/ 消费者这一先进的网络模型， 提供了更高的有效性、一致性和柔韧性。

从专用网络到公用标准网络， 工业网络开发商给用户带来了许多好处， 但同时也带来了许多互不相容的网络。如果将网络的扁平体系和高性能的需要加以考虑的话， 我们就会发现， 为了增强网络的性能， 有必要在自动化和控制网络这一层引进一种包含市场上所有网络优良性能的全新的网络。另外， 还应考虑到的是， 数据的传输时间是可预测的， 以及保证传输时间不受设备加入或离开网络的影响。所有的这些现实问题推动了ControlNet 的开发和发展， 它正是满足不同需要的一种实时的控制层的网络。

ControlNet 协议的制定参照了OSI 的7 层协议模型， 并参照了其中的第1、2、3、4、7层。它既考虑了网络的效率和实现的复杂程度，没有像LonWorks一样采用完整的7 层；又兼顾到协议技术的向前兼容性和功能完整性，与一般现场总线相比，增加了网络层和传输层。这对与异种网络的互连和网络的桥接功能提供了支持， 更有利于大范围的组网。

ControlNet 中，网络层和传输层的任务是建立和维护连接。这一部分协议主要定义了未连接报文管理（UCMM）、报文路由（Message Router） 对象和连接管理（Connection Management） 对象及相应的连接管理服务。以下将对UCMM、报文路由等分别进行介绍。

ControlNet 上可连接以下典型的设备：

1） 逻辑控制器（如可编程逻辑控制器、软控制器等）。

2） I/ O 机架和其他I/ O 设备。

3） 人机界面设备。

4） 操作员界面设备。

5） 电动机控制设备。

6） 变频器。

7） 机器人。

8） 气动阀门。

9） 过程控制设备。

10） 网桥/ 网关等。

近年来， ControlNet 广泛应用于交通运输、汽车制造、冶金、矿山、电力、食品、造纸、石油、化工、娱乐及很多其他领域的工厂自动化和过程自动化。世界上许多zhiming的大公司，包括福特汽车公司、通用汽车公司、巴斯夫公司、柯达公司、现代集团公司等， 以及美国宇航局等zhengfujiguan都是ControlNet 的用户。