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在过程控制系统领域,现场总线已经成为发展的必然趋势。基于CAN总线的DeviceNet协议由于其技术的先进性、使用的可靠性和低成本,已经在世界各国得到了越来越广泛的应用。目前DeviceNet总线通信接口的开发在国内还处于起步阶段,远远落后于市场需求,这就更需要开发人员投入大量的工作。本文通过对CAN总线技术和DeviceNet协议的深入研究,设计了DeviceNet网络节点,实现了基于DeviceNet的网络仪表协议。并针对国内大多数工业网络仍为RS232/485接口,使用的是Modbus协议这一特点,介绍了DeviceNet和Modbus协议转换的方法,设计了DeviceNet-Modbus协议转换器。
本文中的网络节点均为DeviceNet隔离节点,通过节点电源调压器从DeviceNet网络上取24V电源。本文设计了两个节点的硬件电路,分别是DeviceNet-RS232转换器主节点及液晶显示从节点。采用微控制器AVRMega64、CAN控制器SJA1000、CAN驱动器82C250和高速光耦6N137完成CAN通讯电路。
本文设计的DeviceNet网络节点均是主/从结构的仅限组2设备,采用预定义主/从连接组,支持显式报文和I/O轮询报文。本文从DeviceNet协议底层做起,自行编写协议栈及应用层程序,通过显式报文建立连接和传送配置数据,通过I/O轮询报文完成网络节点间应用层数据的传送。自行设计了包括模拟量采集节点在内的3个节点的应用对象和节点的对象模型,完成了DeviceNet网络主站和从站软件设计。由于上位机通过主站的RS232接口和DeviceNet网络相连,本文还编写了简单的上位机接口界面,对主站进行简单的监控。另外,工业仪表中传输的数据种类较多,范围很大,本文采用目前使用最广泛的浮点数表示网络中传输的数据。
经过调试,本设计网络运行正常,可以完成DeviceNet网络的基本功能。