1 引言

從傳統(tǒng)的分散型數(shù)字控制系統(tǒng)（DCS）到現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)(FCS)，標(biāo)志著工業(yè)通信及控制技術(shù)的飛速發(fā)展。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)作為當(dāng)今最為主流的工業(yè)通信技術(shù)，其中現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)DeviceNet又占據(jù)了很大的市場(chǎng)份額。DeviceNet是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種基于CAN總線(xiàn)技術(shù)的全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放型通信網(wǎng)絡(luò)。由于采用了先進(jìn)的通信概念和技術(shù)，以低成本、高效率、高性能、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)。

在整個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中主站扮演著最重要的角色，它負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信和管理，功能強(qiáng)大和復(fù)雜，但是DeviceNet 2.0版本的規(guī)范中又未對(duì)主站進(jìn)行詳細(xì)描述，使其設(shè)計(jì)起來(lái)更加困難。上期文章介紹了如何快速實(shí)現(xiàn)DeviceNet從站，本期將介紹如何基于PCI-5010-D快速實(shí)現(xiàn)DeviceNet主站設(shè)備。

2 DeviceNet典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

DeviceNet網(wǎng)絡(luò)大都采用主干-分支網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以主/從連接方式通信。實(shí)際應(yīng)用中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通常有一個(gè)主站設(shè)備和最多63個(gè)從站設(shè)備，從站設(shè)備需要依靠主站的管理來(lái)完成數(shù)據(jù)交換。圖1所示為PCI-5010-D在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中的典型應(yīng)用形式。

圖1 PCI-5010-D典型應(yīng)用

3 PCI-5010-D DeviceNet主站卡簡(jiǎn)介

PCI-5010-D是廣州致遠(yuǎn)電子有限公司研發(fā)的新一代 PCI接口DeviceNet主站卡，它可以使計(jì)算機(jī)快速連接到DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，不但可以在最短時(shí)間內(nèi)應(yīng)用DeviceNet從站設(shè)備，實(shí)現(xiàn)可視化、參數(shù)化的網(wǎng)絡(luò)分析及控制，而且更能減少開(kāi)發(fā)DeviceNet系統(tǒng)的時(shí)間，組建穩(wěn)定、健碩的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。

它提供多種操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)、工具軟件等，能真正地滿(mǎn)足客戶(hù)的各種應(yīng)用需求，為工業(yè)通信DeviceNet網(wǎng)絡(luò)提供了可靠性、高效率的解決方案。在計(jì)算機(jī)中的硬件與軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

PCI-5010-D具有如下特性：

圖2 PCI-5010-D在計(jì)算機(jī)中的硬件與軟件結(jié)構(gòu)

·支持ODVA一致性測(cè)試軟件(A21 DeviceNet Conform)；

·帶有微處理器的DeviceNet主站卡，完全遵循DeviceNet 2.0協(xié)議規(guī)范；

·支持最多63個(gè)從站節(jié)點(diǎn)；

·支持自動(dòng)檢測(cè)失效節(jié)點(diǎn)位、空閑節(jié)點(diǎn)位、錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)位映射；

· 支持標(biāo)準(zhǔn)波特率：125 kb/s、 250 kb/s、500 kb/s；

·支持用戶(hù)自設(shè)定的 MAC ID，范圍：0～63；

·支持無(wú)需斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，在線(xiàn)移除/安裝從站設(shè)備；

·自供電DeviceNet設(shè)備兼容網(wǎng)絡(luò)的連接；

·PCI板卡所有元器件均符合工業(yè)級(jí)要求。

4 PCI-5010-D驅(qū)動(dòng)安裝

PCI-5010-D通信卡沒(méi)有任何開(kāi)關(guān)和跳線(xiàn)用于分配中斷和I/O地址，這些都是由BIOS自動(dòng)分配。因此在安裝驅(qū)動(dòng)程序之前板卡必須事先安裝到PCI槽上，以下是安裝步驟。

通常在新安裝PCI板卡后，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)之后會(huì)彈出“找到新硬件”的界面，這時(shí)需要手動(dòng)地把PCI-5010-D的驅(qū)動(dòng)所在的文件夾添加到搜索的位置，這樣直接點(diǎn)擊下一步，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把驅(qū)動(dòng)程序安裝完成。

5 基于PCI-5010-D的PC機(jī)端軟件設(shè)計(jì)

圖3所示為PCI-5010-D的操作流程，其概括性地描述了PCI-5010-D的所有功能及相應(yīng)的API函數(shù)調(diào)用結(jié)構(gòu)。以下詳細(xì)介紹常用的API函數(shù)功能及使用。

(1)初始化 PCI-5010-D

打開(kāi)PCI-5010-D時(shí)，必須按照?qǐng)D3所示的順序來(lái)操作，即需要經(jīng)歷打開(kāi)、初始化參數(shù)、添加節(jié)點(diǎn)、保存配置、主站上線(xiàn)、掃描等步驟。在關(guān)閉PCI-5010-D時(shí)，其操作與初始化的流程相反，啟動(dòng)PCI-5010-D操作代碼

圖3 PCI-5010-D API函數(shù)操作流程圖

如下：

void OnStartDeviceNet(void){

......

ZDNMA_Open(1,0,0); //打開(kāi) PCI-5010-D

ZDNMA_Init(1,0,0,(ZDNMA_INITCFG*)&Config,0);

//初始化協(xié)議及配置主站

ZDNMA_AddSlave(0,(ZDNMA_SLAVECONFIG*)

&SlaveConfig);//添加節(jié)點(diǎn)

ZDNMA_SaveCfg(0)； //保存當(dāng)前通道的配置

ZDNMA_Online(0); //主站上線(xiàn)

ZDNMA_StartScan(0);} //開(kāi)始掃描從站節(jié)點(diǎn)

void CloseDevice(void){

......

ZDNMA_StopScan(0); //停止掃描從站節(jié)點(diǎn)

ZDNMA_Offline(0); //主站下線(xiàn)

ZDNMA_Uninit(0); //關(guān)閉通道

ZDNMA_Close(1,0);} //關(guān)閉設(shè)備

(2)接收發(fā)送從站節(jié)點(diǎn)I/O數(shù)據(jù)

DeviceNet主站設(shè)備能接收和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)中所有從站節(jié)點(diǎn)不同連接的I/O數(shù)據(jù)，只需要簡(jiǎn)單地調(diào)用讀寫(xiě)從站函數(shù)即可，其實(shí)現(xiàn)代碼可參考如下程序。

void IODataTranstmit(void){

.....

ZDNMA_ReadSlaveIO(0,NodeID,POLL,pBuffer,datalen,1000); //讀 NodeID的輪詢(xún)數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度為 datalen，超時(shí) 1 s

ZDNMA_WriteSlaveIO(0,NodeID,POLL,pBuffer,datalen,1000); //寫(xiě) NodeID的輪詢(xún)數(shù)據(jù)，長(zhǎng)度為 datalen，超時(shí) 1 s

}

(3)顯式報(bào)文發(fā)送和接收

作為一個(gè)DeviceNet主站設(shè)備應(yīng)該具備UCMM服務(wù)器、

客服端的功能，這樣就可以通過(guò)顯式報(bào)文來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中各

個(gè)節(jié)點(diǎn)的任意對(duì)象數(shù)據(jù)，其中包括下載和上傳數(shù)據(jù)，其操作

可參考如下代碼。

void SDOTranstmit(void){

.....

ZDNMA_EMRequest(0,dwSlaveID,dwService,dwClassID,

ata,dwRecSize,

dwWaitTime);//填寫(xiě)相應(yīng)的參數(shù)，讀取或修改網(wǎng)絡(luò)上對(duì)象屬

性}

(4)其他功能

PCI-5010-D除具有如上所述的基本功能之外，還具有其他一些DeviceNet相關(guān)的功能特性，例如獲取指定從站的當(dāng)前工作狀態(tài)、獲取設(shè)備信息功能、支持ODVA一致性測(cè)試軟件等等（具體操作可參考API函數(shù)庫(kù)手冊(cè)）。這些功能都為開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的DeviceNet主站設(shè)備提供了必備條件。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上步驟，通過(guò)調(diào)用PCI-5010-D的API函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能的DeviceNet主站設(shè)備。PCI-5010-D的DeviceNet協(xié)議棧經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，能兼容其他的DeviceNet設(shè)備，同時(shí)還可利用測(cè)試軟件對(duì)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置并檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)。

廣州致遠(yuǎn)電子有限公司于2002年8月加入ODVA協(xié)會(huì)，并提供各種接口的 DeviceNet接口卡、DeviceNet終端設(shè)備（包括數(shù)據(jù)采集、電機(jī)控制等）、DeviceNet分析儀、網(wǎng)關(guān)及網(wǎng)橋、OPC服務(wù)器以及基于DeviceNet協(xié)議的整套組網(wǎng)方案及應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

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