基于Windows的Powerlink主从站通信参考.doc

基于Windows的Powerlink主从站通信 一、设计任务（要求） 二、总体方案 三、硬件原理图 四、软件框图 五、设计总结 参考文献 一、设计任务（要求） 1、设计要求 两人一组，一人作为主站（MN），一人作为从站（CN），实现Windows下的Powerlink主从站通信，在两台PC的控制台分别显示 MN：姓名和学号 CN：姓名和学号 2、课程设计任务及工作量的要求 根据任务书要求，完成以下设计任务： 参考学习《Powerlink实现以太网教程》相关部分，学习怎样修改openPowerlink源代码，怎样使用openConfigurator配置从站网络参数和映射参数 掌握Powerlink工作原理 2．在Windows系统下安装Visual Studio 2008，编译openPowerlink开源代码 3. 利用开源配置工具openConfigurator配置网络参数和映射参数，将产生的mnobd.cdc和xap.h文件放置正确的目录下 4. 根据配置参数，修改源代码相关部分，，重新编译源代码，完成主从站通信功能，并在控制台显示各自的姓名和学号 5. 通过wireshark进行功能演示。 Powerlink工作原理 现场总线由来已久，几种出现较早、应用较多的现场总线，如?CAN、deviceNet、 modBus、RS485?等，这些总线速度慢、每次传输的数据包小。随着工业自动化由低速向高 速、由低精度向高精度、由集中式控制向分布式控制的发展，对现场总线的传输速度和数据 量都提出了新的要求。于是就有很多厂家提出了基于以太网技术来实现现场总线，由此诞生 了?POWERLINK、EtherNet/IP、ModBusTCP、ProfinetRT、EtherCat、MECHATROLINK?等 这些工业实时以太网的技术。 目前高速实时现场总线种类繁多，很多厂家都在推广自己的总线协议，这些协议从性能 上可分为两类：高实时总线和低实时总线。 高实时性的总线：POWERLINK，EtherCat，MECHATROLINK。POWERLINK?实际的 实时性能最高为?100us?的循环周期，EtherCat?实际的实时性能最高为?250us?的循环周期（这 里指的是实际实时性能，而不是理论值，因为?EtherCat?的宣传资料中的性能为理论值）。 在这三种总线中?EtherCat?和?MECHATROLINK?需要用专用的?ASIC?才能实现，之所以 采用?ASIC?芯片来实现是为了能够控制市场，使他们处于有利地位。众所周知，工业自动化 行业的厂家在?2009、2010?年取得了大丰收，很多公司的业绩翻了一倍。他们不缺客户、不 愁订单，但是发愁芯片，由于很多芯片采购不到，而不得不丢掉很多客户。提供?ASIC?解决 方案的公司，目的就是通过?ASIC?来控制市场、控制竞争对手。 EtherCat?和?MECHATROLINK?只解决了数据链路层和物理层，而没有实现应用层。用 户买了?ASIC?芯片，还不得不自己来实现应用层（如?CANopen），这需要花费用户很长时间。 此外不同用户实现的应用层往往不同，这就造成同样都是基于?EtherCat?的设备，却相互不 能通信。 POWERLINK?是一个可以在普通以太网上实现的方案，无需?ASIC?芯片，用户可以在各 种平台上实现?POWERLINK，如?FPGA、ARM、x86CPU?等，只要有以太网的地方，就可以 实现?POWERLINK。 POWERLINK?公开了所有的源码，任何人都可以免费下载和使用（就像?Linux）。 POWERLINK?的源码里包含了物理层（标准以太网）、数据链路层（DLL）、应用层（CANopen） 三层完整的代码，用户只需将?POWERLINK?的程序在已有的硬件平台上编译运行，就可以 在几分钟内实现?POWERLINK。 POWERLINK?是一个易于实现的、高性能的、不被任何人垄断的、真正的互连互通的 平台。 低实时性的总线：EtherNet/IP，ModBusTCP，ProfinetRT。 这三种总线可以用普通的以太网实现，但是他们基本上是对?TCP/IP?协议的修改或补充， 没有从根本上解决实时的需求。 而?POWERLINK?完全丢掉了?TCP/IP，定义了一个精简的、实时性极高的数据链路层协 议，同时定义了?CANopen?为应用层协议。这样用户在实现了?POWERLINK?的同时，也实现 了?CANopen。 在纷繁的总线协议中，POWERLINK?将是实时以太网的未来，原因如下： 1. POWERLINK?是一项开源技术，开放性好，无需授权，无需购买。 2. POWERLINK?基于标准的以太网，无需专用的?ASIC?芯片，