工业网络技术 课件03 CAN通信及应用；04 DeviceNet通信及应用

CAN通信及应用一、CAN通信原理二、CAN报文的种类及帧格式三、CAN通信应用一、CAN通信原理1.CAN总线定义CAN总线协议（ControllerAreaNetwork），控制器局域网总线，是德国BOSCH公司研发的一种串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN网络中至少需要两个节点设备才可进行通信，发送数据时所有节点都能接收到所有信息，无法仅向某一个特定节点设备发送消息，对于节点接收到的无关的信息，可通过设置CAN总线硬件的本地过滤功能，对有效的消息做出反应。CAN由于其高性能和可靠性，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。一、CAN通信原理2.CAN总线结构CAN总线是一种广播类型的总线，可支持线形拓扑、星形拓扑、树形拓扑和环形拓扑等。（1）线形拓扑线形拓扑是在一条主干总线分出各个节点支线，其优点在于布线施工简单，接线方便，阻抗匹配规则固定，缺点是拓扑不够灵活，在一定程度上影响通讯距离，如图1所示：图1线性拓扑一、CAN通信原理虽然CAN总线可以支持多种网络拓扑，但在实际应用中比较推荐使用线形拓扑，且在IOS11898-2中高速CAN物理层规范推荐也是线形拓扑。在ISO11898-2和ISO11898-3中分别规定了两种CAN总线结构。ISO11898-2中定义了通信速率为125Kbps～1Mbps的高速闭环CAN通信标准，当通信总线长度≤40米，最大通信速率可达到1Mbps，高速闭环CAN（高速CAN）通信如图1-3所示，ISO11898-3中定义了通信速率为10～125Kbps的低速开环CAN通信标准，当传输速率为40Kbps时，总线距离可达到1000米。低速开环CAN（低速容错CAN）通信如图2所示：图2(a)高速闭环CAN(b)低速闭环CAN一、CAN通信原理（2）星形拓扑星形拓扑是每个节点通过中央设备连到一起，其优点是容易扩展，缺点是一旦中央设备出故障会导致总线集体故障，而且分支线长不同，阻抗匹配复杂，可能需要通过一些中继器或集线器进行扩展，如图3所示：图3星形拓扑一、CAN通信原理（3）树形拓扑树形拓扑是节点分支比较多，且分支长度不同，其优点是布线方便，缺点是网络拓扑复杂，阻抗匹配困难，通讯中极易出现问题，必须加一些集线器设备，如图4所示：图4树形拓扑一、CAN通信原理（4）环形拓扑环形拓扑是将CAN总线头尾相连，形成环状，其优点是线缆任意位置断开，总线都不会出现问题，缺点是信号反射严重，无法用于高波特率和远距离传输，如图5所示：图5环形拓扑一、CAN通信原理3.CAN节点组成CAN节点通常由三部分组成：CAN收发器、CAN控制器和MCU。CAN总线通过差分信号进行数据传输，CAN收发器用于差分信号与TTL电平信号的正向或反向转换，CAN控制器用于接收TTL电平信号或将MCU处获取的数据以TTL电平信号的形式输出，如图6所示：图6CAN节点组成一、CAN通信原理CAN总线分高速CAN和低速CAN，收发器也分为高速CAN收发器（1Mbps）和低速CAN收发器（125Kbps）。低速CAN也叫容错CAN（FaultToleranceCAN），指的是即使总线上一根线失效，总线依然可以通信。如同串口中的MAX3232用作电平转换，CAN收发器的作用则是把逻辑信号转换为差分信号。二、CAN报文的种类和帧格式1.报文种类CAN协议的报文传输过程中有：数据帧、远程帧、错误帧、过载帧和帧间隔5种形式。其中，数据帧和遥控帧有标准格式和扩展格式两种格式。数据帧：用于发送节点向接受节点传送数据（最常用）。远程帧：用于接收节点向某个发送节点请求数据。错误帧：用于当某节点检测出错误时向其他节点通知错误帧。过载帧：用于接收节点向发送节点通知自身接收能力的帧。帧间隔：将数据帧或远程帧与前面的帧分离的帧。二、CAN报文的种类和帧格式2.数据帧组成标准格式有11个位的标识符（ID），扩展格式有29个位的ID。如图7。最主要的数据帧组成：①起始段。表示数据帧开始的段。②仲裁段。表示该帧优先级的段。③控制段。表示数据的字节数及保留位的段。④数据段。数据的内容，一帧可发送0~8个字节的数据。⑤CRC段。检查帧的传输错误的段。⑥ACK段。表示确认正常接收的段。⑦结束段。表示数据帧结束的段。右图中D为显性电平，R为隐性电平。图7数据帧组成二、CAN报文的种类和帧格式3.数据帧解析①帧起始。标准帧和扩展帧都是由1个位的显性电平表示帧起始。②仲裁段。表示数据优先级的段，标准帧和扩展帧格式在本段有所区别，如下所示：ID：高位在前，低位在后。基本ID，禁止高7位都为隐性，即不能：ID=1111111XXXX。RTR，远程请求位。0，数据帧；1，远程帧。SRR，替代远程请求位。设置为1（隐性电平）。IDE，标识符选择位。0，标准标识符；1，扩展标识符。③控制段。由6个位构成，表示数据段的字节数。标准帧和扩展帧的控制段稍有不同，如下所示：r0，r1：保留位。必须以显现电平发送，但是接收可以是隐性电平。DLC：数据长度码。0~8，表示发送/接收的数据长度（字节）。IDE，标识符选择位。0，标准标识符；1，扩展标识符。二、CAN报文的种类和帧格式④数据段。该段可包含0~8个字节的数据，从最高位（MSB）开始输出。标准帧和扩展帧在这个段的格式完全一样。⑤CRC段。该段用于检查帧传输错误。由15个位的CRC顺序和1个位的CRC界定符（用于分隔的位）组成，标准帧和扩展帧在这个段的格式也是相同的。CRC的值计算范围包括：帧起始、仲裁段、控制段、数据段。接收方以同样的算法计算CRC值并进行比较，不一致时会通报错误。⑥ACK段。此段用来确认是否正常接收。由ACK槽(ACKSlot)和ACK界定符2个位组成。标准帧和扩展帧在这个段的格式也是相同的。二、CAN报文的种类和帧格式1）发送单元ACK段：发送2个隐性位。2）接收单元ACK段：接收到正确消息的单元，在ACK槽发送显性位，通知发送单元，正常接收结束。称之为发送ACK/返回ACK。注意：发送ACK的是既不处于总线关闭态也不处于休眠态的所有接收单元中，接收到正常消息的单元（发送单元不发送ACK）。正常消息是指：不含填充错误、格式错误、CRC错误的消息。⑦帧结束。由7个位的隐性位组成。标准帧和扩展帧在这个段格式完全一样。三、CAN通信应用在工业生产的过程中存在着一些不安全或危险的因素，危害着工人的身体健康和生命安全，同时也会造成生产被动或发生各种事故。为了预防或消除对工人健康的有害影响和各类事故的发生，就需要采取各种技术措施和组织措施，防患于未然。在这里，语音提示器在这里达到了一定的预防作用。三、CAN通信应用某工厂为了提高当前自动化生产线的安全指数，并优化日常生产活动的管理，特在生产线中接入语音提示器，来标识当前生产线的状态。接下来，需要对语音提示器进行通信及编程处理，使其能够根据生产线控制器的不同状态，作出如下反应。控制器信号语音类型语音音调音量信号1警告语音180dB信号2音乐语音260dB信号3提示语音340dB三、CAN通信应用1.任务准备（1）硬件/软件系统：硬件：语音报警器，CAN转以太网服务器，PLC控制器，PC机软件：windows操作系统，博图PLC编程软件，CANET200设置软件硬件软件三、CAN通信应用（2）工具/辅件准备网线，Micro-USB数据线网线Micro-USB数据线拷贝音频文件使用三、CAN通信应用2.电气准备（1）如图，检查电源线、通信线连接情况；（2）将音乐文件按照文件夹一一拷贝进去；接线示意图拷贝音频文件时，需要断开喇叭电源注意：三、CAN通信应用3.CAN以太网服务器设置（1）修改PC机IP地址为192.168.0网段非服务器地址三、CAN通信应用（2）设置服务器通信参数方式一：调试助手改IP地址确认端口号，PLC的TCP连接需要使用；波特率，需要参考手册，改为125000三、CAN通信应用方式二：网页修改输入CAN以太网服务器IP地址192.168.0.7备注：设置后，重启服务器三、CAN通信应用4.PLC编程（1）建立PLC与CAN以太网服务器TCP连接三、CAN通信应用（2）通过通信连接发送包含有CAN帧的网络帧①

声音开关打开后会将1声音数据赋值给即将发送的数据；②MOVE：复制IN数据给OUT1③LEN:13是字节长度；④ID:连接标识码。三、CAN通信应用通信数据分析三、CAN通信应用数据分析三、CAN通信应用数据分析DeviceNet通信及应用一、DeviceNet总线二、DeviceNet节点的开发三、工业机器人的IO扩展一、DeviceNet总线1.DeviceNet总线概述DeviceNet是一种基于CAN(ControllerAreaNetwork)技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的现场总线协议标准。在Rockwell提出的三层网络结构中，DeviceNet处于最底层，即设备层，是最接近现场的总线类型。DeviceNet是一种数字化，多点连接的网络，在控制器和I/0设备之间实现通信，每一个设备和控制器都是网络上的一个节点。DeviceNet作为一种串行通信链接，定义OS模型七层架构中的物理层、数据链路层及应用层，它能够将工业设备(如限位开关、光电传感器、阀组、电动机控制器、过程传感器、条形码读取器、变频驱动器和操作员接口等)连接到网络，减少硬件接线的成本。一、DeviceNet总线2.DeviceNet通信原理DeviceNet支持多种通信方式，包括确定的周期性通信、状态改变触发通信（I/0触发）、轮询等。（1）周期性通信周期性发送（基于时间）时，数据可根据用户选择的速度来产生，数据的更新速度与节点和应用相匹配，可为快速变化的I/O信息的节点保留了带宽。确定的周期性通信用于一些模拟设备的I/O数据传输，并可以根据设备信号的变化的快慢灵活设定通信周期，对于慢过程来说，这样还可以大大降低对网络的带宽要求。一、DeviceNet总线（2）I/O触发机制除了传统的轮询方法（polling）外，生产者/消费者模型还允许用两种新的功能强大的I/O触发方法：状态改变发送（Change-Of-State）和周期I/O发送（Cyclic）。按主从通信方式，点对点地将I/O报文直接依次发送到各个从设备。（3）轮询轮询是从源/目的地模型产生的，它本质上是一种两个报文的双向处理（发送方输出数据命令，接收节点收到后作出响应并把反应送回），往往用在主机到它的从机之间，许多轮询周期充满了相同的输入和输出数据，这些冗余的数据浪费了大量网络带宽。一、DeviceNet总线3.DeviceNet的网络通信电缆DeviceNet网络最大可以操作64个节点，可用的通讯波特率分别为125kbps、250kbps和500kbps三种。设备可由DeviceNet总线供电（最大总电流8A）或使用独立电源供电。DeviceNet网络电缆传送网络通讯信号，并可以给网络设备供电。宽范围的应用导致规定了不同规格的电缆：粗电缆、细电缆和扁平电缆，以能够适用于工业环境。DeviceNet的网络电缆如图1所示。通信电缆有5个接头，1对用于24V直流电压，1对用于CAN的通信，1个屏蔽线。在粗缆和扁平电缆中24V电压的最大电流容量是8A，在细缆中24V直流电压的最大电流容量是3A。图1DeviceNet的网络电缆一、DeviceNet总线总线终端电阻的作用提高抗干扰能力，提高信号质量。终端电阻要求为120Ω或121Ω，功率大于等于0.25W，终端电阻必须跨接在主干线的蓝线和白线之间，终端电阻有开放式和封闭式两种，注意不要使用碳膜电阻，要使用金属膜电阻。DeviceNet是基于连接的网络，网络上的任意两个节点在通信前必须先建立连接。每一个连接由一个11位被称为信息标识符或连接标识符的字符串来标识，这11位的连接标志符包括了设备媒体访问控制标识符(MACID)和信息标识符(MessageID)。DeviceNet每个数据帧前都有标识符，用于表明这个数据的身份和优先级。一、DeviceNet总线4.DeviceNet数据帧格式及内容（1）报文在DeviceNet上传输两种报文，一种是I/O报文，一种是显式报文。其中I/O报文适用于实时性要求较高和面向控制的数据，通常使用优先级高的连接标识符，通过与一点或多点连接进行信息交换；I/O报文帧中8个字节的数据域不包含任何与协议有关的位。连接标识符提供了I/O报文的相关信息。在I/O报文利用连接符发送之前，报文的发送和接收设备都必须提前设定。设定的内容包括源和目标设备的属性以及数据生产者和消费者的地址。显示报文应用于两个设备多用途的点对点报文传递，是典型的请求响应通信方式，常用于节点的配置、诊断等。显示报文通常使用优先级低的连接标识符，该报文的相关信息包含在报文帧的数据域中说明要执行的服务和相关对象的属性及地址。一、DeviceNet总线当I/O数据的长度超过8字节时称为大报文。大报文需经过分割，形成I/O报文片后逐一传送，这时数据域中用一个字节（字节0）表达报文分割协议。所以只有7个字节能用来传输实际数据。数据域中的字节0表示该报文在全部报文中的，其中位0－位5为分段计数器，填写分段编号。位6，位7表示本帧的分段类型，00表示第一分段；01表示中间分段；10表示最后分段；11表示分段应答。通过分段协议可以保证大报文数据的正确传送。由于显式报文要求数据接收方对每个子报文都要向数据发送方做出应答，因而数据的发送和润滑油主都要检查帧计数的连续性，一旦发现错误则终止当前发送或接收，采用帧计数表示当前发送的帧的编号，接收方必须判断其连续性，一旦不连续就认为有帧丢失，然后放弃所有已经接怀到的帧，并向数据的发送方报错。一、DeviceNet总线（2）DeviceNet帧格式DeviceNet的报文传送有3种不同类型的帧(Frame)表示和控制：数据帧携带数据由发送器至接收器;出错帧由检测出总线错误的任何单元发送;超载帧用于提供当前和后续的附加延迟。DeviceNe传输数据采用的是数据帧，超载帧和出错帧仅仅用于对特殊情况的控制。数据帧的帧格式如表1所示。1位11位6位0-8字节15位1位1位1位7位帧开始标识符控制场数据场CRC序列CRC分隔符确认位确认分隔符帧结束表1数据帧的帧格式二、DeviceNet节点的开发1.DeviceNet节点的开发步骤DeviceNet节点的开发大致有两种途径：开发者本身对DeviceNet规范相当熟悉，具有丰富的相关经验，并且有长期深入开发DeviceNet应用产品的规划，选择从最底层协议做起，根据自身对协议的深刻领会，自己编写硬件驱动程序，再移植到单片机或其他微处理器系统中，完成开发调试工作。利用开发商提供的一些软件包，这些软件包中的源程序往往可以直接应用于单片机中，对于那些复杂的协议处理内容，已封装定义好，用户只需编写自己的应用层程序，而无须涉及过多的协议内容。但其缺点就是价格昂贵，同时受限于软件包的现有功能，不能向更深层的功能进行开发。二、DeviceNet节点的开发DeviceNet节点的开发一般按以下步骤：（1）决定为哪种类型的设备设计DeviceNet接口这是在着手开发设备之前必须首先确定的事情，也就是确定开发产品的功能。大多数DeviceNet产品只具备从机的功能，开发从机功能产品第一个要考虑的问题是I/O通信。在DeviceNet的初始阶段，在从机产品中只包含位选通（BitStrobe）和轮询（Poll）I/O通信。但随着越来越多的具有状态改变（ChangeofState）通信和循环（Cyclic）I/O通信的从机产品的出现，其优越的带宽特性使你必须考虑这些通信方法。第二个要考虑的问题是设备信息对显式报文的通信功能，DeviceNet协议要求所有设备支持显式报文的通信，至少是标识符。DeviceNet的通信对象必须能由隐式报文（即I/O报文）来访问，如在DeviceNet规范中定义的那样。但如果组态要求超过了只设定几个开关的功能，就必须考虑通过显示报文的通信来组态设备。二、DeviceNet节点的开发（2）硬件设计硬件设计需满足DeviceNet物理层和数据链路层的要求。在DeviceNet中目前只有125kbps、250kbps和500kbps三种速率。由于严格的网络长度限制，它不支持CAN的1Mbps速率。DeviceNet物理层可以选择使用隔离。完全由网络供电的设备和与外界无电连接的设备（如传感器）可以不用隔离，而与外界有电联系的设备应该具有隔离，光隔离器件的速度很重要,因为它决定了收发器的总延时，DeviceNet规范中要求的最大延时为40ns。二、DeviceNet节点的开发在开发DeviceNet产品时要考虑以下几方面：①CAN/微处理器硬件可以使用具有11bit标识符的CAN芯片，而不能使用具有长标识符（29bit）的芯片。②收发器的选择DeviceNet要求收发器超越ISO11898的要求，主要是因为在其连接上要挂64个物理设备。满足这些要求的器件有：Philips82C250、Philips82C251、UnitrodeUC5350等。③单片机系统DeviceNet产品的开发和其他嵌入式系统开发有着共同之处，首先应搭建一套适合于单片机或者更高层次CPU软硬件系统的环境，再开发单片机或者更高层次CPU的应用系统。二、DeviceNet节点的开发（3）软件设计软件设计需满足DeviceNet应用层的要求。①采用的软件DeviceNet方面的软件包有许多种，采用它们可以与你的产品协同工作，考虑其特性是个首要的问题。以下提出一些有关的必须考虑的问题：该软件对自己的硬件适用否？是否要重写汇编代码？在何种程度上要重写硬件的驱动程序？软件的速度对自己的产品适合否？某特定的应用是否需要所有的通信特性（如I/O交换和显式报文传送）？是否支持分段？采用何种编译器？二、DeviceNet节点的开发②选择设计或购买策略在确定是自行设计或购买策略时，可以作如下的考虑：自己是否掌握足够的开发知识，如CAN和微处理器？是一次性设计产品还是将来要改进的？仅实现从站功能的产品极易开发，一些公司只要数周即可完成；但比较复杂的产品，如具有主站功能的，采用商业开发软件包来开发比较好。③设计工具一般来说，可以用微处理器开发系统来完成开发，因此，这里只讨论与DeviceNet有关的工具，其最小配置为CAN的监视器，它是一个由PC卡和相关软件组成的工具。DeviceNet的兼容工具可以向Softing、STZP、HuronNetworks、S-STechnologies等公司购买。二、DeviceNet节点的开发软件的开发还要选择合适的开发包。DeviceNet方面的软件开发包有很多种，可以帮助进行软件的开发。在软件开发时，有这样一些问题需要考虑：该软件是否适用于自己的硬件？软件是否可以直接移植到单片机上？在多大的程度上，需要对原代码进行改动？或是否要重写硬件驱动程序？软件中支持的通信特性（如I/O报文、显式报文、UCMM等）是否都需要？软件支持何种编译器？二、DeviceNet节点的开发（4）根据设备类型选定设备描述或自定义设备描述DeviceNet使用设备描述来实现设备之间的互操作性、同类设备的可互换性和行为一致性。设备描述是一台设备的基于对象类型的正式定义，包括以下内容：①设备的内部构造（使用对象库中的对象或用户自定义对象，定义了设备行为的详细描述）。②I/O数据（数据交换的内容和格式，以及在设备内部的映像所表示的含义）。③可组态的属性（怎样被组态，组态数据的功能，它可能包括EDS信息）。在DeviceNet产品开发中，必须指定产品的设备描述。如果不属于标准设备描述，就必须自定义其产品的设备描述，并通过ODVA认证。二、DeviceNet节点的开发（5）决定配置数据源图2所示，DeviceNet标准允许通过网络远程配置设备，并允许将配置参数嵌入设备中。利用这些特性，可以根据特定应用的要求，选择和修改设备配置设定。DeviceNet接口允许访问设备配置设定。图2DeviceNet通过网络远程配置设备二、DeviceNet节点的开发（6）完成DeviceNet一致性声明一致性与互操作性测试是认证开放系统的产品可以互连的重要步骤。DeviceNet产品的制造商需要通过一致性测试向购买者表明，他们的产品符合DeviceNet规范。用户需通过互操作测试，以证实他们购买的产品彼此能互操作。DeviceNet的一致性与互操作性是由ODVA通过一致性测试（ConformanceTest）保证的。二、DeviceNet节点的开发2.设备描述的规划DeviceNet规范通过定义标准的设备模型促进不同制造商设备之间的互操作性，它对直接连接到网络的每一类设备都定义了设备描述。设备描述是从网络的角度对设备内部结构进行说明，它使用对象模型的方法说明设备内部包含的功能、各功能模块之间的关系和接口。设备描述说明了使用哪些DeviceNet对象库中的对象和哪些制造商定义的对象，以及关于设备特性的说明。二、DeviceNet节点的开发设备描述包括：（1）设备对象模型定义——定义设备中存在的对象类、各类中的实例数、各个对象如何影响行为以及每个对象的接口。（2）设备I/O数据格式定义——包含组合对象的定义、组合对象中包含所需要的数据元件的地址（类、实例和属性）。（3）设备可配置参数的定义和访问这些参数的公共接口——配置参数数据、参数对设备行为的影响、所有参数组以及访问设备配置的公共接口。二、DeviceNet节点的开发3.设备配置和电子数据文档(EDS)（1）设备配置概述DeviceNet标准允许通过网络远程配置设备，并允许将配置参数嵌入设备中。利用这些特性，可以根据特定应用的要求，选择和修改设备配置设定。DeviceNet接口允许访问设备配置设定。存储和访问设备配置数据的方法包括输出数据文档的打印、电子数据文档（EDS）、参数对象以及参数对象存根、EDS和参数对象存根的结合。①利用打印输出的数据文档支持配置利用打印数据文档上收集的配置信息时，配置工具只能提供服务、类、实例和属性数据的提示，并将该数据转发给设备。这种类型的配置工具不决定数据的前后联系、内容和格式。二、DeviceNet节点的开发②利用电子数据文档支持配置可采用被称作电子数据文档（EDS）的特殊格式化的ASCII文件对设备提供配置支持。③利用参数对象和参数对象存根支持配置部分定义的参数对象称为参数对象存根，它包含设备配置所需的部分信息，不包括用户提示、限制测试和引导用户完成配置说明文本。1)

利用完整参数对象

参数对象将所有必要的配置信息嵌入设备。参数对象提供：到设备配置数据值的已知公共接口；说明文本；数据限制、默认、最小和最大值。二、DeviceNet节点的开发2)

使用参数对象存根

参数对象存根提供到设备的配置数据值的已建立地址，不需说明文本的规范、数据限制和其他参数特性。当设备包括参数对象存根时，配置工具可以从EDS得到附加的配置信息或仅提供一个到修改参数的最小限度接口。④使用EDS和参数对象存根的配置配置工具可从嵌在设备中的部分参数对象或参数对象存根中获得信息，该设备提供一个伴随EDS，此EDS提供配置工具所需的附加参数信息。参数对象存根可以提供一个到设备参数数据的已知公共接口，而EDS提供说明文本、数据限制和其他参数特性，如：有效数据的数据类型和长度，默认数据选择，说明性用户提示，说明性帮助文本，说明性参数名称。二、DeviceNet节点的开发⑤使用配置组合进行配置配置组合允许批量加载和下载配置数据。如果使用该方法配置设备，必须提供配置数据块的格式和每个可配置属性的地址映射。在规定配置组合的数据属性时，必须按属性块给出的顺序列出数据分量，大于1B的数据分量先列出低字节，小于1B的数据分量在1B中右对齐，从位0开始。（2）EDS概述EDS允许配置工具自动进行设备配置，DeviceNet规范中关于EDS的部分，为所有DeviceNet产品的设备配置和兼容提供一个开放的标准。①电子数据文档EDS除了包括该规范定义的、必需的设备参数信息外，还可以包括供应商特定的信息。标准的EDS通用模块如图3所示。二、DeviceNet节点的开发②产品数据文档模式电子数据文档应按照产品数据文档的含义，将其修改成符合DeviceNet要求。通常，产品数据文档向用户提供判断产品特性所需的信息及对这些特性用户可赋值的范围。EDS提供两种服务：1)说明每个设备的参数，包括它的合法值和默认值。2)提供设备中用户可选择的配置参数。图3标准的EDS通用模块二、DeviceNet节点的开发DeviceNet配置工具至少具备：将EDS装载到配置工具的内存；解释EDS的内容，判断每个参数的特性；向用户展示各设备参数的数据记录区或选择清单；将用户的参数选择装载到设备中正确的参数地址中。③配置工具上使用EDSDeviceNet配置工具从标准EDS中提取用户提示信息，并以人工可读的形式向用户提供该信息。④EDS解释器功能解释器必须采集EDS要求的参数选择，建立配置设备所需的DeviceNet信息，并包含要求配置的各设备参数的对象地址。二、DeviceNet节点的开发⑤EDS文件管理图4为电子数据文档结构图。EDS文件编码要求使用DeviceNet的标准文件编码格式，而无须考虑配置工具主机平台或文件系统。图4电子数据文档结构二、DeviceNet节点的开发定义EDS遵守以下原则：1)区（Section）：EDS文件必须划分为可选的和必需的部分。2)区分隔符（SectionDelimiters）：必须用方括号中的区关键字作为合法的区分隔符来正确分隔EDS的各区。3)区顺序（SectionOrder）：必须按要求的顺序放置每个所需的区，可选部分可以完全省略或用空数据占位符填充。4)入口（Entry）：EDS的每个区包括一个或多个入口，以入口关键字开关，后面跟有一个符号。入口关键字的含义取决于该部分的上下文。用分号表示入口结束，入口可以跨越多行。5)入口域（Entryfield）：每个入口包括一个或多个域，用逗号分隔符分隔各域，各域的含义取决于区的上下文。二、DeviceNet节点的开发6)供货商特定的关键字（Vendor-specificKeyword）：区和入口关键字可以是供货商特定的。这些关键字应该以增补内容的公司的供货商ID开头，后面跟随一个下划线（VendorID_VendorSpecificKeyword）。供货商ID应以十进制显示，且不应该包含引导0。各供应商提供有关供应商特定关键字的文字说明。（3）基本术语①解码格式DeviceNet报文格式中解码的属性数据值。②EDS电子数据文档的简写，是磁盘上的一个包括指定设备类型的配置数据的文件。③编码格式电子数据文档格式中编码的属性数据值。二、DeviceNet节点的开发④DeviceNet路径DeviceNet类、实例、属性格式中的对象属性地址。⑤参数对象整体设备中的一个对象，它包括配置数据值、提示字符串、数据转换系统以及其他设备相关信息。⑥参数对象存根参数对象的简写形式，它只存储配置数据值，并且只提供一个标准的参数访问点。三、工业机器人的IO扩展1.任务操作——配置DeviceNET远程I/O模块如图5所示，工业机器人远程I/O模块的适配器（FR8030）后面从左至右依次挂载2个数字量输入模块（FR1108）、4个数字量输出模块（FR2108）和1个模拟量输出模块（FR4004）。我们需要先通过CANManager软件根据当前远程I/O的硬件结构操作配置FR8030型适配器，然后将该远程I/O模块挂载在机器人总线上，方可进行信号的定义。适配器的配置方法可参考系列教材《工业机器人工作站操作与应用》，此处着重展示远程IO模块在机器人总线上的挂载方法以及相关信号的定义方式。适配器FR8030FR1108FR2108FR4004图5远程I/O模块三、工业机器人的IO扩展如图6所示，先将适配器Devicenet接口和机器人控制柜前侧板上的XS17Devicenet接口通过CAN通信电缆相连。按照表2-1所示参数，将远程IO模块挂载在机器人总线上，确保模块可以正常运行。图6接口连接三、工业机器人的IO扩展表2远程I/O定义参数序号参数项参数值1模块名称（Name）DN_Generic2地址（Address）313供应商ID（VendorID）99994产品代码（ProductCode）675设备类型（DeciveType）126通讯类型（ConnectionType）Polled7轮询频率（PollRate）10008输出缓冲区长度（ConnectionOutputSize）129输入缓冲区长度（ConnectionInputSize）2三、工业机器人的IO扩展序号操作步骤示意图1按照路径点击控制面板>配置，选择“DeviceNetDevice”2选择DeviceNET通用设备模板，即“DeviceNetGenericDevice”3命名IO板为“DN_Generic”，此处命名可由使用者自定义。三、工业机器人的IO扩展序号操作步骤示意图4模块的通信地址设置为31，此处地址由从设备适配器上的拨码开关决定，如错误!未找到引用源。所示，供应商代码（VendorID）、产品代码（ProductCode）、设备类型（DeviceType）等参数可以根据生产厂家提供的参数（表2-1）进行设定，如右图所示三、工业机器人的IO扩展序号操作步骤示意图5模块通信连接类型选择轮询模式（Poll）、轮询频率默认1000，输出缓冲区长度为12，输入缓冲区长度为26重启后，远程I/O模块的配置完成三、工业机器人的IO扩展2.任务操作——定义执行单元I/O信号工业机器人要与周边设备进行信号交互，其交互的端口就是通过标准I/O板（D652）和远程I/O模块（DN_Generic）。本任务将定义执行单元智能化改造所需的机器人信号，从而满足机器人对伺服滑台以及末端工具的基本控制要求，为后续任务打下基础。接下来我们在熟悉硬件设备连接的基础上，以模拟量的定义为例，着重讲解远程I/O信号的定义方法及技巧，其他信号均可参考模拟量信号的定义。按照表2-2和表2-3所示I/O信号各项参数、分配模块硬件及地址，定义伺服滑台定位运动的功能信号以及工具单元相关的功能信号。三、工业机器人的IO扩展表3执行单元数字量信号信号名称信号类型I/O模块I/O地址功能FrRVaccumTestDID6520吸盘真空检知FrPDigServoArriveDIDN_Generic15滑台到位ToRDigQuickChangeDOD6520快换接头动作ToRDigGripDOD6521夹爪类工具动作ToRDigSuckerDOD6522吸盘类工具动作ToRDigPolishDOD6523打磨类工具动作ToPGroPositionGODN_Generic0