自学工业控制网络之路1.5-典型的现场总线介绍DeviceNet
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。
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