自学工业控制网络之路1.5-典型的现场总线介绍DeviceNet

2002年10月DeviceNet被批准为中国国家标准GB/T18858.3-2002，并于2003.4.1起实施。
目前，Devicenet技术属于"开放DeviceNet厂商协会"ODVA组织所有及推广。ODVA在世界范围拥有300多家著名自动化设备厂商的会员（如Rockwell、ABB、Omron等）。我国的ODVA组织由上海电器科学研究所牵头成立，目前正积极推广该技术。

关于DeviceNet，后面详细介绍。

1.DeviceNet现场总线介绍

Devicenet是一种低成本的通讯总线。它将工业设备（如：限位开关，光电传感器，阀组，马达启动器，过程传感器，条形码读取器，变频驱动器，面板显示器和操作员接口）连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。直接互连性改善了设备间的通讯，并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是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。DeviceNet不仅仅使设备之间以一根电缆互相连接和通讯，更重要的是它给系统所带来的设备级的诊断功能。该功能在传统的I/O上是很难实现的。

Devicenet是一个开放的网络标准。规范和协议都是开放的，供货商将设备连接到系统时，无需为硬件，软件或授权付费。任何对DeviceNet技术感兴趣的组织或个人都可以从开放式DeciceNet供货商协会（ODVA）获得DeviceNet规范，并可以加入ODVA，参加对DeviceNet规范进行增补的技术工作组。

Devicenet的许多特性沿袭于CAN，CAN总线是一种设计良好的通信总线，它主要用于实时传输控制数据。DeviceNet的主要特点是：短帧传输，每帧的最大数据为8个字节；无破坏性的逐位仲裁技术；网络最多可连接64个节点；数据传输波特率为125kb/s、250kb/s、500kb/s；点对点、多主或主/从通信方式；采用CAN的物理和数据链路层规约。

2.DeviceNet现场总线技术特点

(1) 最大64个节点; 　　

(2) 125kbps～500kbps通讯速率; 　　

(3) 点对点，多主或主/从通信; 　　

(4) 可带电更换网络节点，在线修改网络配置; 　　

(5) 采用ＣＡＮ物理层和数据链路层规约，使用ＣＡＮ规约芯片，得到国际上主要芯片制造商的支持; 　　

(6) 支持选通、轮询、循环、状态变化和应用触发的数据传送; 　　

(7) 低成本、高可靠性的数据网络; 　　

(8) 既适合于连接底端工业设备，又能连接像变频器、操作终端这样的复杂设备; 　　

(9) 采用无损位仲裁机制实现按优先级发送信息; 　　

(10) 具有通讯错误分级检测机制、通讯故障的自动判别和恢复功能。

3.DeviceNet现场总线体系结构

（1）Devicenet的物理层和物理媒体
Devicenet物理层协议规范定义了DeviceNet的总线拓扑结构及网络元件，具体包括系统接地、粗缆和细缆混合结构、网络端接地和电源分配。

（2）Devicenet的数据链路层

Devicenet总线协议是在CAN总线的基础上建立起来的。DeviceNet的数据链路层完全遵循CAN规范的定义，并通过CAN控制器芯片实现。CAN定义了四种帧格式，分别为数据帧、远程帧、出错帧和超载帧，在DeviceNet上传输数据采用的是数据帧格式，远程帧格式在DeviceNet中没有被使用，超载帧和出错帧则被用于意外情况的处理。

（3）应用层CIP

规范定义了传输数据的语法和语义。