基于DeviceNet协议的伺服系统设计

　　随着电力电子技术、控制技术、网络技术、计算机技术的发展，伺服系统也获得了前所未有的发展机遇。伺服系统渗透在国民经济中的各个领域，如数控机床，激光加工，机器人，大规模集成电路制造，办公自动化设备以及军用武器随动系统等等。伺服技术本身的发展趋势是开放化、网络化、智能化伺服系统。

　　引言

　　DeviceNet作为基于现场总线技术的工业标准开放网络,为简单的底层工业装置和高层如计算机、PLC等设备之间提供连接。 DeviceNet应用国际标准的控制局域网(CAN)协议,具有公开的技术规范和价廉的通信部件,使得其具有比其他现场总线低得多的开发费用。设备网采用总线供电方式,提供本质安全技术,广泛适用于各种高可靠性应用场合。

　　本文主要研究基于DeviceNet的伺服系统的软硬件设计。通过CAN总线、单片机和高性能电机控制器ADMC401进行数据传输与控制，使伺服电机的性能更加稳定,能更好更灵活地地应用于数控系统中。

　　CAN总线和DeviceNet协议的实现

　　CAN总线协议及特点

　　控制器局域网CAN为串行通信协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制。CAN的应用范围很广，从高速的网络到低价位的多路配线都可以使用CAN。在汽车电子行业中，使用CAN连接发动机控制单元、传感器、防滑系统等，其传输速度可达1Mbps。同时，可以将CAN安装在卡车本体的电子控制系统里，诸如车灯组、电气车窗等，用以代替接线配线装置。由于采用了许多新技术及独特的设计，CAN总线与一般的通信总线相比，它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其特点概括如下[1]:

　　l CAN为多主方式工作，网络上任一节点可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息，而不分主从;

　　l 在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级高的数据最快可在134us内得到传输;

　　l CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发出信息出现冲突时，优先级较低的节点主动退出发送，而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。尤其在网络负载很重的情况下，不会出现网络瘫痪情况(以太网则可能)。

　　DeviceNet协议及特点

　　DeviceNet是在1994年由美国的Allen Bredly公司开发的是基于CAN的一种现场总线，实现低成本高性能的工业设备的网络互连。DeviceNet协议特别为工厂自动控制而定制，它在美国和亚洲扮演了非常重要的角色。在欧洲，越来越多的系统方案使用DeviceNet来实现。

　　DeviceNet规范在2002年12月被国家标准化管理委员会批准为中国的国家标准，于2003年4月开始实施。DeviceNet协议适用于最低层的现场总线，例如:过程传感器、执行器、阀组、电动机起动器、条形码读取器、变频驱动器、面板显示器、操作员接口和其他控制单元的网络。可通过 DeviceNet连接的设备包括从简单的挡光板到复杂的真空泵各种半导体产品。DeviceNet也是一种串行通信链接，可以减少昂贵的硬接线。 DeviceNet所提供的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线I/O接口很难实现的。 DeviceNet具有多种特点[2]: