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DeviceNet是基于CAN总线的一种开放式现场总线技术。此协议采用面向对象的分析方法,在工业领域得到了越来越广泛的应用,并已经成为一种幽家标准。Modbus通讯规约最早是应用在电子控制器上的一种通讯语言,通过Modbus通讯协议,可以实现控制器之间,以及控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间的通信。目前,国内工业现场的许多设备都具有RS-232、RS-485或者是RS-422串行通信硬件接口,采用自定义的简单通信协议或者Modbus协议来实现通信功能,但其中多数并不具备作为DeviceNet从站进行通信的功能。所以研究设计一种把Modbus协议转换成DeviceNet协议的装置具有重要的研究意义和应用价值。因此,本课题研究设计基于DeviceNet-Modbus的协议转换装置,实现了带有Modbus接口的工业设备在DeviceNet总线上进行通信的功能。主要内容包括:
1、首先介绍了现场总线的国内外发展现状、本课题的研究内容与意义。然后利用DeviceNet采用面向对象的分析方法,全面简析了DeviceNet总线协议的报文类型,对象模型的建立以及通讯模式的选择。最后,研究了Modbus通讯协议技术,包括协议的接口技术以及报文格式。
2、深入研究实现利用一块微控制器实现DeviceNet与Modbus两个协议栈之间通信技术的关键问题,并设计出了总体方案。在此基础上给出了软硬件上的有效解决方法。在硬件设计上实现了以单片机和CAN控制器芯片为核心的DeviceNet总线接口模块电路及以单片机、RS485收发器为核心的Modbus接口模块电路。在软件上采用C51语言实现了Modbus通信协议程序、预定义主/从连接从站协议程序,软件功能模块包括报文收发模块、标识对象等基本对象模块、显式报文处理模块、轮询I/O报文处理模块等。通过软硬件实现方法,完成了不同网络间数据的可靠通信。
3、根据DeviceNet和Modbus从站测试等方面的技术与功能要求,对测试方案进行了深入的分析与论证,搭建DeviceNet从站实验测试平台,连接带有Modbus接口设备进行实验测试。详细分析了实验结果,证实了论文所提出的设计方案的正确性,实现了Modbus设备与DeviceNet现场总线的通信功能。