基于DeviceNet现场总线的通信系统研究

摘要

信息技术的飞速发展引起了自动化领域的深刻变革，逐步形成了网络化、全开放的自动控制体系结构，而现场总线就是这场深刻变革中的核心技术。现场总线是二十世纪八十年代末、九十年代初在国际上发展形成的广泛应用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连网络。这项以计算机技术、通讯技术和控制技术为主的综合技术，已经越来越成为自动化技术发展的热点。为了适应中国工业发展的需要，研究和开发自己的总线产品是十分必要的。 本文主要研究基于DeviceNet现场总线的通信系统。该系统通过主站对从站的扫描来实现主从节点之间的信息交换。通信系统的硬件采用DN-PCI-5110主站控制卡和CADAM系列从站卡，通信系统软件采用C++作为编程语言。用户首先对从站节点进行相关的配置，然后打开主站卡使主站卡开始对现场节点进行扫描，并将扫描的结果通过DeviceNet现场总线传送给用主站设备，从而完成主从节点之间的信息传输。为后续的将Ajax技术引入DeviceNet现场总线控制系统的DeviceNet智能控制网络系统研究作铺垫。 本文首先对DeviceNet协议的相关问题进行了研究，并对DeviceNet的连接报文组、I/O数据触发方式、通信模式进行了分析比较。接着结合现场总线技术特点和系统所需软硬件特点，给出了DeviceNet通信网络的系统硬件平台的总体结构方案并进行了网络连接。然后对系统所需的软硬件进行了详细的介绍，在分析了软硬件的工作原理后和软件的层次结构的基础上，提出了系统的总体实现目标，并开发了一套适合系统平台的通信系统软件。最后将设计的软件放到实际环境中进行了测试，并对测试结果给予了分析和评价。结果表明，DeViceNet通信系统可以很好地完成主站对从节点的扫描，并实现DeviceNet节点间信息的交换。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1课题来源及研究意义

1.2国内外研究概况

1.3本文的主要工作

第2章DeviceNet现场总线技术规范

2.1现场总线简介

2.1.1现场总线的概念

2.1.2现场总线的发展背景

2.1.3现场总线的技术特点

2.1.4现场总线的发展趋势

2.2设备网现场总线技术概述

2.3设备网的网络结构模型

2.3.1 DeviceNet的网络结构

2.3.2 DeviceNet的物理层和传输介质

2.3.3 DeviceNet的数据链路层

2.4设备网的对象模型和设备描述

2.4.1 DeviceNet设备的对象及对象支持的连接

2.4.2 DeviceNet设备描述

2.5设备网的通讯协议

2.5.1 DeviceNet中的连接

2.5.2 DeviceNet预定义主从连接

2.6本章小结

第3章DeviceNet通信系统平台总体结构设计

3.1系统平台的硬件总体结构

3.2设备网的通信网络连接

3.3系统平台主要软硬件描述

3.3.1 DeviceNet主站控制卡

3.3.2从站节点模块

3.3.3应用程序接口

3.4本章小结

第4章DeviceNet通信系统软件实现

4.1设备网现场总线网络智能控制系统的描述

4.1.1 Ajax体系结构及原理

4.1.2 DeviceNet现场总线网络智能控制系统的总体结构

4.2设备网现场总线系统的应用分层

4.3设备网通信系统软件的总体实现

4.4通信系统软件对硬件平台的调用

4.4.1动态链接库的加载方法

4.4.2系统对动态链接库zlg_dnscan32.d11的API调用实现

4.5通信系统界面的设计

4.5.1通信系统所用MFC相关控件

4.5.2控制界面对话框的设计

4.5.3界面的初始化

4.6设备网的从站节点的添加

4.6.1 DeviceNet从站节点的设置

4.6.2从站节点进入DeviceNet系统

4.7主从节点间信息传输的实现

4.7.1主站的上线

4.7.2主从节点信息交换

4.8相关信息的显示

4.8.1现场信息的显示

4.8.2系统错误码的显示

4.9本章小结

第5章系统的测试与分析

5.1从站节点的测试

5.2系统的整体测试

第6章全文总结与展望

6.1全文总结

6.2存在问题

6.3全文展望

参考文献

致谢

附录