DeviceNet - DeviceNet

DeviceNet är ett nätverksprotokoll som används inom automationsindustrin för att koppla ihop styrenheter för datautbyte. Den använder det gemensamma industriella protokollet över ett medialager i ett controller -nätverk och definierar ett applikationslager för att täcka en rad enhetsprofiler. Typiska applikationer inkluderar informationsutbyte, säkerhetsanordningar och stora I/O -nätverk.

Historia

DeviceNet utvecklades ursprungligen av det amerikanska företaget Allen-Bradley (nu ägt av Rockwell Automation ). Det är ett applikationslagerprotokoll ovanpå CAN ( Controller Area Network ) -tekniken, utvecklad av Bosch. DeviceNet anpassar tekniken från Common Industrial Protocol och drar nytta av CAN, vilket gör den billig och robust jämfört med de traditionella RS-485- baserade protokollen.

För att främja användningen av DeviceNet över hela världen har Rockwell Automation antagit det "öppna" konceptet och beslutat att dela tekniken med tredjepartsleverantörer. Därför förvaltas det nu av ODVA , en oberoende organisation i Nordamerika. ODVA upprätthåller specifikationer för DeviceNet och övervakar framsteg till DeviceNet. Dessutom säkerställer ODVA överensstämmelse med DeviceNet -standarder genom att tillhandahålla överensstämmelsestestning och leverantörsöverensstämmelse.

ODVA beslutade senare att föra DeviceNet tillbaka till föregångarens paraply och kollektivt hänvisa till tekniken som Common Industrial Protocol eller CIP, som inkluderar följande teknik:

ODVA hävdar hög integritet mellan de tre teknikerna på grund av den gemensamma protokollanpassningen, vilket gör industriella kontroller mycket enklare jämfört med annan teknik.

DeviceNet har standardiserats som IEC 62026-3.

Arkitektur

Teknisk översikt Definiera OSI sju-lager arkitektur modell det fysiska lagret, datalänk lager och applikations lager

  1. Nätverk förutom signalen, men också inklusive ström, självdriven supportnätverksfunktion (används vanligtvis i små enheter, till exempel fotodetektorer, gränslägesbrytare eller närhetsomkopplare, etc.) [2]
  2. Tillåter tre bithastigheter: 125 kbit/s, 250 kbit/s och 500 kbit/s, huvudstammen under olika bithastigheter (trunk) är omvänt proportionell mot längden och bithastigheten
  3. Platt kabelnät kan användas
  4. Enkelt nätverk kan ha upp till 64 noder, nodadress (kallad MAC -ID i DeviceNet) med 0–63. Vanligtvis är standardadressen för en ny out of the box -enhet 63
  5. Duplicera noddetekteringsfunktion
  6. Stöder master-slave och end-to-end (peer-to-peer) kommunikationsarkitektur, men det mesta av utrustningen fungerar i den tidigare nätverksarkitekturen
  7. Flera nätverk tillåter en enda huvudfunktion
  8. Kan användas i bullriga miljöer

Fysiskt lager

Noder distribueras längs ett DeviceNet-nätverk med hjälp av en trunkline-dropline topologi. Denna topologi möjliggör enkel kabeldragning och åtkomst till nätverket från flera kranar. Dessutom kan noder enkelt tas bort och läggas till för att minska produktionsstopp, öka nätverksflexibiliteten och minska felsökningstiden. Eftersom det fysiska lagret är optiskt isolerat från enheten kan kommunikationseffekt och enhetseffekt dela samma buss (ytterligare minska komplexiteten hos nätverket och komponenterna inom). ( Introduktion )

DeviceNet stöder datahastigheter på 125 kbit/s, 250 kbit/s och 500 kbit/s. Beroende på vald kabeltyp kan DeviceNet stödja kommunikation upp till 500 meter (med rund, stor diameter kabel). Typisk rund kabel stöder upp till 100 meter, medan plattformad kabel stöder upp till 380 meter vid 125 kbit/s och 75 meter vid 500 kbit/s. ( Fysiskt lager )

Datalänkskikt

DeviceNet använder en differentiell seriell buss ( Controller Area Network ) som datalänkskikt. Med hjälp av CAN som ryggrad kräver DeviceNet minimal bandbredd för att överföra och paketera meddelanden. Dessutom kan en mindre processor väljas i utformningen av enheten tack vare dataramformatet och den lätthet som processorn kan analysera data. Se nedan för fullständigt format. ( Datalänkskiktet )

CAN -dataramformat 

1 bit      => Start of frame
11 bits    => Identifier
1 bit      => RTR bit
6 bits     => Control field
0–8 bytes  => Data field
15 bits    => CRC sequence
1 bit      => CRC delimiter
1 bit      => Acknowledge
1 bit      => Ack delimiter
7 bits     => End of frame
>2 bits    => Interframe space

Referens: Tabell: Dataramformat .

Vid överföring av det första paketet med data skickas Start of Frame -biten för att synkronisera alla mottagare i nätverket. CAN -identifieraren (markerad från 0–63) och RTR -bit kombineras för att ställa in prioritet, vid vilken data kan nås eller ändras. Lägre identifierare har prioritet framför högre identifierare. Förutom att överföra dessa data till andra enheter övervakar enheten också den data som skickas. Denna redundans validerar data som överförs och eliminerar samtidiga överföringar. Om en nod sänder samtidigt som en annan nod, kommer noden med den lägre 11 bitars identifieraren att fortsätta att sända medan enheten med den högre 11 bitars identifieraren kommer att stanna. ( Introduktion och fysiskt lager .)

De nästa sex bitarna innehåller information för att specificera kontrollfältet. De två första bitarna är fasta, medan de fyra sista används för att ange längden på datafältet. Datafältet innehåller från noll till åtta byte användbar data. ( Fysiskt lager .)

Följande dataram är CRC -fältet. Ramen består av 15 bitar för att upptäcka ramfel och har många formatavgränsare. På grund av enkel implementering och immunitet mot de flesta bullriga nätverk, ger CAN en hög nivå av felkontroll och felfängelse. ( Fysiskt lager .)

Nätverk

DeviceNet har ett anslutningsbaserat nätverk. En anslutning måste initialt upprättas av antingen en UCMM ( Unconnected Message Manager ) eller en grupp 2 -ansluten port. Därifrån kan Explicit och Implicit meddelanden skickas och tas emot. Explicita meddelanden är paket med data som i allmänhet kräver ett svar från en annan enhet. Typiska meddelanden är konfigurationer eller icke-tidskänslig datainsamling. Implicita meddelanden är paket med data som är tidskritiska och generellt kommunicerar realtidsdata över nätverket. En Explicit Message Connection måste användas för att upprätta först innan en Implicit Message Connection skapas. När anslutningen har upprättats leder CAN -identifieraren data till motsvarande nod. ( Nätverks- och transportlagren .)

Se även

externa länkar

Anteckningar

  1. ^ [1] , DeviceNet Technology Overview .
  2. ^ Vanliga frågor om controllerområdesnätverkslösningar (vanliga frågor), Vad är DeviceNet?
  3. ^ "IEC 62026-3: 2014: Lågspänningsställverk och styrutrustning-Gränssnitt för styrenhet (CDI)-Del 3: DeviceNet" . IEC . Hämtad 20 juli 2016 .
  4. ^ a b c d e f g h "DeviceNet teknisk översikt" Arkiverad 2007-01-28 på Wayback Machine från Open DeviceNet Vendor Association, Inc. (ODVA)