基于DeviceNet現(xiàn)場總線的報文分析與網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

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

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。通常我們無法接觸到現(xiàn)場總線內(nèi)部的細節(jié)，即對DeviceNet網(wǎng)絡的運轉(zhuǎn)機制、報文傳輸、網(wǎng)絡通訊流程、協(xié)議棧的實現(xiàn)以及自定義設備的設計缺乏研究。工業(yè)生產(chǎn)中大多依賴國外現(xiàn)有的成品模塊來搭建系統(tǒng)，缺乏核心技術(shù)。本文致力于DeviceNet現(xiàn)場總線內(nèi)部的運轉(zhuǎn)機

3、制的研究，主要包括三個方面的內(nèi)容：DeviceNet網(wǎng)絡通訊流程的分析以及每一步通訊流程中的報文傳輸分析；DeviceNet網(wǎng)絡監(jiān)控終端的設計；DeviceNet網(wǎng)絡協(xié)議棧的軟件實現(xiàn)以及自定義DeviceNet設備的設計。我們采用如下的研究方法：首先，我們利用已有的DeviceNet設備如CompactLogix、Button、自動門控制器和光電感應器等搭建一個DeviceNet網(wǎng)絡，分析DeviceNet網(wǎng)絡內(nèi)部的運轉(zhuǎn)機制和服務流程，

4、以及在每一步通訊流程中網(wǎng)絡資源的分配、報文傳輸和數(shù)據(jù)處理；其次，我們設計一個DeviceNet網(wǎng)絡監(jiān)控終端，用來實時捕獲網(wǎng)絡上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并對報文的格式和含義進行解析，同時通過對大量報文的分析，我們可以得到DeviceNet網(wǎng)絡當前的運行狀態(tài)以及網(wǎng)絡上各個設備的狀態(tài)；最后，在以上協(xié)議分析的基礎上，通過軟件編程建立DeviceNet協(xié)議棧，即實現(xiàn)DeviceNet網(wǎng)絡的運轉(zhuǎn)機制和服務流程，協(xié)議棧自下而上分為硬件層、協(xié)議層和應用層，同時在