基于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的報(bào)文分析與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、DeviceNet協(xié)議是一種專為工廠自動(dòng)控制領(lǐng)域而定制，基于CAN總線的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。DeviceNet采用主干線和分支線的總線結(jié)構(gòu)，為工業(yè)設(shè)備之間提供一種串行的通訊連接，在很大程度上減少了復(fù)雜和昂貴的IO接線，并提供設(shè)備級(jí)的診斷功能。DeviceNet是符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高性能、低成本的通信網(wǎng)絡(luò)，目前，越來(lái)越多的工控網(wǎng)絡(luò)采用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，硬件方面大多為國(guó)外大公司的成品設(shè)

2、備，如Rockwell公司的PowerFlex700se變頻器和PanelView終端等；軟件方面大多為專業(yè)的組態(tài)軟件，如Rslinx和RsNetWorx for DecviceNet等。通常我們無(wú)法接觸到現(xiàn)場(chǎng)總線內(nèi)部的細(xì)節(jié)，即對(duì)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制、報(bào)文傳輸、網(wǎng)絡(luò)通訊流程、協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)以及自定義設(shè)備的設(shè)計(jì)缺乏研究。工業(yè)生產(chǎn)中大多依賴國(guó)外現(xiàn)有的成品模塊來(lái)搭建系統(tǒng)，缺乏核心技術(shù)。本文致力于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)

3、制的研究，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：DeviceNet網(wǎng)絡(luò)通訊流程的分析以及每一步通訊流程中的報(bào)文傳輸分析；DeviceNet網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)；DeviceNet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的軟件實(shí)現(xiàn)以及自定義DeviceNet設(shè)備的設(shè)計(jì)。我們采用如下的研究方法：首先，我們利用已有的DeviceNet設(shè)備如CompactLogix、Button、自動(dòng)門控制器和光電感應(yīng)器等搭建一個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，分析DeviceNet網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制和服務(wù)流程，

4、以及在每一步通訊流程中網(wǎng)絡(luò)資源的分配、報(bào)文傳輸和數(shù)據(jù)處理；其次，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端，用來(lái)實(shí)時(shí)捕獲網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并對(duì)報(bào)文的格式和含義進(jìn)行解析，同時(shí)通過(guò)對(duì)大量報(bào)文的分析，我們可以得到DeviceNet網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)；最后，在以上協(xié)議分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件編程建立DeviceNet協(xié)議棧，即實(shí)現(xiàn)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制和服務(wù)流程，協(xié)議棧自下而上分為硬件層、協(xié)議層和應(yīng)用層，同時(shí)在