1 引言
DeviceNet是20世紀90年代發(fā)展起來的，現階段廣泛應用于北美、亞洲等國家，以低成本、高效率、高性能、高可靠性等優(yōu)點，在過程/工廠自動化占有主導地位。我國工業(yè)自動化起步較晚，目前仍處于引進國外先進設備的階段，這就要求我們了解DeviceNet通信協(xié)議，同時能夠使用現有的DeviceNet設備組建一個適合特定應用的、穩(wěn)定的DeviceNet網絡。
在前幾期的文章中我們介紹了基于XGate-DVN10的DeviceNet從站協(xié)議轉換模塊以及DeviceNet主站PC接口卡的使用，本期文章將介紹DeviceNet網絡的組建及配置。
2 DeviceNet主從站特點介紹
在一個DeviceNet網絡中，主站是負責集中管理I/O數據的設備，并具備未連接報文管理UCMM（Unconnected Message Manager）功能。從站節(jié)點則是執(zhí)行特定功能并將自己的I/O數據傳送給主站的設備，可以無UCMM功能，但必須支持預定義主從顯式報文連接。
（1）DeviceNet從站特性
DeviceNet從站在網絡中擁有唯一的節(jié)點地址，并且能獨立完成特定的功能，例如I/O設備、傳感器、數據采集、電機控制等。對實時性要求高的數據通過I/O連接進行傳輸，因此DeviceNet從站應當支持至少一種I/O連接，且每個DeviceNet從站都有一個特定功能的應用對象類，該對象類描述了從站所具有的應用參數和功能。
（2）DeviceNet主站特性
DeviceNet主站在網絡中所起的作用有別于DeviceNet從站， 它負責網絡管理、從站配置以及數據處理，其并不一定具有特定的功能，但也有自己的獨有的對象類和唯一的節(jié)點地址。市場上主要有兩種形式的主站，一種是可編程控制器（PLC）中的一個單元，它的內部集成了DeviceNet的主站功能；另一種是PC使用的一個集成DeviceNet主站功能的PCI或USB接口卡，通過PCI/USB總線與PC交換數據。
3 DeviceNet網絡組建
由于DeviceNet是基于CAN總線的一種應用層協(xié)議，因此其網絡組建與CAN總線一致，采用主干-分支結構。從站和主站都掛接在該總線上，通常一個DeviceNet網絡中只有一個主站設備和若干個從站設備同時工作。在進行DeviceNet網絡布線時，建議選用專用的DeviceNet電纜，這樣可以提高總線抗干擾能力。表1所示為通信波特率與總線支線、干線長度的關系。
典型的DeviceNet網絡結構如圖1所示。為了增強網絡通信的可靠性，CAN總線干線的兩個端點要加入120 Ω、1%、 1/4 W的終端電阻，終端匹配電阻并聯(lián)在CANH信號與CANL信號之間。
在該網絡示意圖中有一個DeviceNet主站（Scanner），它會根據掃描列表（Scan List）管理已配置的從站。配置從站時，需要包含它的I/O連接類型、字節(jié)數目和從站的地址，同時在主站的內存區(qū)為從站的I/O建立一個映射區(qū)(也稱為I/O分配)，這個過程可以通過導入從站的EDS（Electronic Date Sheet）文件實現，也可以手動配置。下文詳細介紹如何配置DeviceNet網絡。
4 DeviceNet網絡配置及通信
每個DeviceNet從站設備在出廠時都設定有默認參數，其中重要的參數保存在EDS文件中，例如設備的基本信息、實時數據傳輸的格式和支持的I/O連接類型、可配置的通信參數等。在一些應用簡單的場合只需要采用默認配置即可進行正常通信，但對于一些應用比較復雜的場合，則需要對從站進行相應的修改。
本文使用廣州致遠電子有限公司研發(fā)的主站產品PCI-5010-D和從站協(xié)議轉換模塊XGate-DVN10組建一個典型的DeviceNet網絡。
(1)建立網絡
參考上文，使用DeviceNet電纜連接主站和從站，采用主干-分支結構。
(2)配置網絡參數
DeviceNet網絡管理軟件安裝完成后，配置整個DeviceNet網絡參數，界面如圖2所示。
配置參數界面用來設置網絡中主站卡(PCI-5010-D)的參數，有主站地址、波特率、內部掃描延時、間隔掃描周期、期待報文時間、發(fā)送重試次數等。在沒有特殊使用情況下，只需要修改主站地址(建議為節(jié)點地址為0)和波特率即可。
(3)添加從站
通常情況有兩種方式添加從站，一種是通過EDS文件，一種是沒有EDS文件下，手動配置。下文介紹如何通過EDS文件添加從站。
①通過菜單欄中的“工具”->添加EDS。例如，將XGate-DVN10添加到設備目錄中；
②單擊“添加從站”。例如：添加XGate-DVN10；
③設置從站參數：節(jié)點地址、連接類型等等。
從站配置界面如圖3，配置節(jié)點號時，應當與實際從站值一致，波特率設置也應當和實際網絡通信速率一致。
(4)主站上線，連接從站并通信
配置從站結束后，單擊“啟動”，主站會自動上線并掃描連接從站，同時獲取從站連接狀態(tài)，連接成功后如圖4所示。數據對話框中為當前從站的生產消費數據。
至此為止，已經搭建了一個簡單而又典型的DeviceNet網絡，利用此網絡了解DeviceNet的總體架構與運行的機制，以便對DeviceNet總線有一個全面的認識，為將來搭建更加復雜的網絡做鋪墊。
5 結語
在實際組建網絡過程中，根據不同應用環(huán)境我們需要了解線纜的阻抗、容抗、信號延時等，減少由于信號衰減或反射而導致總線工作異常；也需要了解網絡電源的負載，要考慮到最壞的情況，進而組建一個抗干擾能力強、穩(wěn)定可靠的DeviceNet網絡。
廣州致遠電子有限公司于2002年8月加入ODVA協(xié)會，并提供各種接口的DeviceNet接口卡、DeviceNet終端設備（包括數據采集，電機控制等）、DeviceNet分析儀、網關及網橋、OPC服務器以及基于DeviceNet協(xié)議的整套組網方案及應用開發(fā)。