1 引言
    DeviceNet是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的，現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于北美、亞洲等國(guó)家，以低成本、高效率、高性能、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，在過程/工廠自動(dòng)化占有主導(dǎo)地位。我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化起步較晚，目前仍處于引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的階段，這就要求我們了解DeviceNet通信協(xié)議，同時(shí)能夠使用現(xiàn)有的DeviceNet設(shè)備組建一個(gè)適合特定應(yīng)用的、穩(wěn)定的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。
    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(zhuǎn)換模塊以及DeviceNet主站PC接口卡的使用，本期文章將介紹DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的組建及配置。
2 DeviceNet主從站特點(diǎn)介紹
    在一個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中，主站是負(fù)責(zé)集中管理I/O數(shù)據(jù)的設(shè)備，并具備未連接報(bào)文管理UCMM（Unconnected Message Manager）功能。從站節(jié)點(diǎn)則是執(zhí)行特定功能并將自己的I/O數(shù)據(jù)傳送給主站的設(shè)備，可以無UCMM功能，但必須支持預(yù)定義主從顯式報(bào)文連接。
    （1）DeviceNet從站特性
    DeviceNet從站在網(wǎng)絡(luò)中擁有唯一的節(jié)點(diǎn)地址，并且能獨(dú)立完成特定的功能，例如I/O設(shè)備、傳感器、數(shù)據(jù)采集、電機(jī)控制等。對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)通過I/O連接進(jìn)行傳輸，因此DeviceNet從站應(yīng)當(dāng)支持至少一種I/O連接，且每個(gè)DeviceNet從站都有一個(gè)特定功能的應(yīng)用對(duì)象類，該對(duì)象類描述了從站所具有的應(yīng)用參數(shù)和功能。
    （2）DeviceNet主站特性
    DeviceNet主站在網(wǎng)絡(luò)中所起的作用有別于DeviceNet從站， 它負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理、從站配置以及數(shù)據(jù)處理，其并不一定具有特定的功能，但也有自己的獨(dú)有的對(duì)象類和唯一的節(jié)點(diǎn)地址。市場(chǎng)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(gè)單元，它的內(nèi)部集成了DeviceNet的主站功能；另一種是PC使用的一個(gè)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(shù)據(jù)。
3 DeviceNet網(wǎng)絡(luò)組建
    由于DeviceNet是基于CAN總線的一種應(yīng)用層協(xié)議，因此其網(wǎng)絡(luò)組建與CAN總線一致，采用主干-分支結(jié)構(gòu)。從站和主站都掛接在該總線上，通常一個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)主站設(shè)備和若干個(gè)從站設(shè)備同時(shí)工作。在進(jìn)行DeviceNet網(wǎng)絡(luò)布線時(shí)，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(zhǎng)度的關(guān)系。
    典型的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，CAN總線干線的兩個(gè)端點(diǎn)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(hào)與CANL信號(hào)之間。

    在該網(wǎng)絡(luò)示意圖中有一個(gè)DeviceNet主站（Scanner），它會(huì)根據(jù)掃描列表（Scan List）管理已配置的從站。配置從站時(shí)，需要包含它的I/O連接類型、字節(jié)數(shù)目和從站的地址，同時(shí)在主站的內(nèi)存區(qū)為從站的I/O建立一個(gè)映射區(qū)(也稱為I/O分配)，這個(gè)過程可以通過導(dǎo)入從站的EDS（Electronic Date Sheet）文件實(shí)現(xiàn)，也可以手動(dòng)配置。下文詳細(xì)介紹如何配置DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。
4 DeviceNet網(wǎng)絡(luò)配置及通信
    每個(gè)DeviceNet從站設(shè)備在出廠時(shí)都設(shè)定有默認(rèn)參數(shù)，其中重要的參數(shù)保存在EDS文件中，例如設(shè)備的基本信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷胶椭С值腎/O連接類型、可配置的通信參數(shù)等。在一些應(yīng)用簡(jiǎn)單的場(chǎng)合只需要采用默認(rèn)配置即可進(jìn)行正常通信，但對(duì)于一些應(yīng)用比較復(fù)雜的場(chǎng)合，則需要對(duì)從站進(jìn)行相應(yīng)的修改。
    本文使用廣州致遠(yuǎn)電子有限公司研發(fā)的主站產(chǎn)品PCI-5010-D和從站協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊XGate-DVN10組建一個(gè)典型的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。
    (1)建立網(wǎng)絡(luò)
    參考上文，使用DeviceNet電纜連接主站和從站，采用主干-分支結(jié)構(gòu)。
    (2)配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)
    DeviceNet網(wǎng)絡(luò)管理軟件安裝完成后，配置整個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，界面如圖2所示。

    配置參數(shù)界面用來設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中主站卡(PCI-5010-D)的參數(shù)，有主站地址、波特率、內(nèi)部掃描延時(shí)、間隔掃描周期、期待報(bào)文時(shí)間、發(fā)送重試次數(shù)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(diǎn)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(dòng)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(shè)備目錄中；
    ②單擊“添加從站”。例如：添加XGate-DVN10；
    ③設(shè)置從站參數(shù)：節(jié)點(diǎn)地址、連接類型等等。
    從站配置界面如圖3，配置節(jié)點(diǎn)號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)與實(shí)際從站值一致，波特率設(shè)置也應(yīng)當(dāng)和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)通信速率一致。

    (4)主站上線，連接從站并通信
    配置從站結(jié)束后，單擊“啟動(dòng)”，主站會(huì)自動(dòng)上線并掃描連接從站，同時(shí)獲取從站連接狀態(tài)，連接成功后如圖4所示。數(shù)據(jù)對(duì)話框中為當(dāng)前從站的生產(chǎn)消費(fèi)數(shù)據(jù)。

    至此為止，已經(jīng)搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單而又典型的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，利用此網(wǎng)絡(luò)了解DeviceNet的總體架構(gòu)與運(yùn)行的機(jī)制，以便對(duì)DeviceNet總線有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，為將來搭建更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)做鋪墊。
5 結(jié)語
　　在實(shí)際組建網(wǎng)絡(luò)過程中，根據(jù)不同應(yīng)用環(huán)境我們需要了解線纜的阻抗、容抗、信號(hào)延時(shí)等，減少由于信號(hào)衰減或反射而導(dǎo)致總線工作異常；也需要了解網(wǎng)絡(luò)電源的負(fù)載，要考慮到最壞的情況，進(jìn)而組建一個(gè)抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定可靠的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)。
　　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)用開發(fā)。