如何實現DEVICENET主站設備：基于DEVICENET規范的PCI-5010-D

1 引言

從傳統的分散型數字控制系統（DCS）到現在的現場總線控制系統(FCS)，標志著工業通信及控制技術的飛速發展。在工業自動化領域里，現場總線控制系統作為當今最為主流的工業通信技術，其中現場總線DeviceNet又占據了很大的市場份額。DeviceNet是20世紀90年代發展起來的一種基于CAN總線技術的全球工業標準的開放型通信網絡。由于采用了先進的通信概念和技術，以低成本、高效率、高性能、高可靠性等優點，廣泛應用于工廠自動化系統。

在整個DeviceNet網絡中主站扮演著最重要的角色，它負責整個網絡的通信和管理，功能強大和復雜，但是DeviceNet 2.0版本的規范中又未對主站進行詳細描述，使其設計起來更加困難。上期文章介紹了如何快速實現DeviceNet從站，本期將介紹如何基于PCI-5010-D快速實現DeviceNet主站設備。

2 DeviceNet典型網絡拓撲結構

DeviceNet網絡大都采用主干-分支網絡拓撲結構，以主/從連接方式通信。實際應用中一個網絡通常有一個主站設備和最多63個從站設備，從站設備需要依靠主站的管理來完成數據交換。圖1所示為PCI-5010-D在DeviceNet網絡中的典型應用形式。

圖1 PCI-5010-D典型應用

3 PCI-5010-D DeviceNet主站卡簡介

PCI-5010-D是廣州致遠電子有限公司研發的新一代 PCI接口DeviceNet主站卡，它可以使計算機快速連接到DeviceNet網絡，不但可以在最短時間內應用DeviceNet從站設備，實現可視化、參數化的網絡分析及控制，而且更能減少開發DeviceNet系統的時間，組建穩定、健碩的DeviceNet網絡。

它提供多種操作系統的設備驅動、工具軟件等，能真正地滿足客戶的各種應用需求，為工業通信DeviceNet網絡提供了可靠性、高效率的解決方案。在計算機中的硬件與軟件結構如圖2所示。

PCI-5010-D具有如下特性：

圖2 PCI-5010-D在計算機中的硬件與軟件結構

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

·帶有微處理器的DeviceNet主站卡，完全遵循DeviceNet 2.0協議規范；

·支持最多63個從站節點；

·支持自動檢測失效節點位、空閑節點位、錯誤節點位映射；

· 支持標準波特率：125 kb/s、 250 kb/s、500 kb/s；

·支持用戶自設定的 MAC ID，范圍：0～63；

·支持無需斷開網絡，在線移除/安裝從站設備；

·自供電DeviceNet設備兼容網絡的連接；

·PCI板卡所有元器件均符合工業級要求。

4 PCI-5010-D驅動安裝

PCI-5010-D通信卡沒有任何開關和跳線用于分配中斷和I/O地址，這些都是由BIOS自動分配。因此在安裝驅動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，啟動計算機之后會彈出“找到新硬件”的界面，這時需要手動地把PCI-5010-D的驅動所在的文件夾添加到搜索的位置，這樣直接點擊下一步，系統會自動把驅動程序安裝完成。

5 基于PCI-5010-D的PC機端軟件設計

圖3所示為PCI-5010-D的操作流程，其概括性地描述了PCI-5010-D的所有功能及相應的API函數調用結構。以下詳細介紹常用的API函數功能及使用。

(1)初始化 PCI-5010-D

打開PCI-5010-D時，必須按照圖3所示的順序來操作，即需要經歷打開、初始化參數、添加節點、保存配置、主站上線、掃描等步驟。在關閉PCI-5010-D時，其操作與初始化的流程相反，啟動PCI-5010-D操作代碼

圖3 PCI-5010-D API函數操作流程圖

如下：

void OnStartDeviceNet(void){

......

ZDNMA_Open(1,0,0); //打開 PCI-5010-D

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

//初始化協議及配置主站

ZDNMA_AddSlave(0,(ZDNMA_SLAVECONFIG*)

&SlaveConfig);//添加節點

ZDNMA_SaveCfg(0)； //保存當前通道的配置

ZDNMA_Online(0); //主站上線

ZDNMA_StartScan(0);} //開始掃描從站節點

void CloseDevice(void){

......

ZDNMA_StopScan(0); //停止掃描從站節點

ZDNMA_Offline(0); //主站下線

ZDNMA_Uninit(0); //關閉通道

ZDNMA_Close(1,0);} //關閉設備

(2)接收發送從站節點I/O數據

DeviceNet主站設備能接收和發送網絡中所有從站節點不同連接的I/O數據，只需要簡單地調用讀寫從站函數即可，其實現代碼可參考如下程序。

void IODataTranstmit(void){

.....

ZDNMA_ReadSlaveIO(0,NodeID,POLL,pBuffer,datalen,1000); //讀 NodeID的輪詢數據，長度為 datalen，超時 1 s

ZDNMA_WriteSlaveIO(0,NodeID,POLL,pBuffer,datalen,1000); //寫 NodeID的輪詢數據，長度為 datalen，超時 1 s

}

(3)顯式報文發送和接收

作為一個DeviceNet主站設備應該具備UCMM服務器、

客服端的功能，這樣就可以通過顯式報文來訪問網絡中各

個節點的任意對象數據，其中包括下載和上傳數據，其操作

可參考如下代碼。

void SDOTranstmit(void){

.....

ZDNMA_EMRequest(0,dwSlaveID,dwService,dwClassID,

ata,dwRecSize,

dwWaitTime);//填寫相應的參數，讀取或修改網絡上對象屬

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相關的功能特性，例如獲取指定從站的當前工作狀態、獲取設備信息功能、支持ODVA一致性測試軟件等等（具體操作可參考API函數庫手冊）。這些功能都為開發一個完整的DeviceNet主站設備提供了必備條件。

6 結語

經過以上步驟，通過調用PCI-5010-D的API函數庫實現一個特定功能的DeviceNet主站設備。PCI-5010-D的DeviceNet協議棧經過嚴格的測試，能兼容其他的DeviceNet設備，同時還可利用測試軟件對DeviceNet網絡進行配置并檢測運行狀態。

廣州致遠電子有限公司于2002年8月加入ODVA協會，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協議的整套組網方案及應用開發。

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