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DeviceNe

时间:2015-06-23 15:08:22      阅读:194      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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Devicenet是一种低成本的通讯总线,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是一个开放的网络标准。规范和协议都是开放的,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。 Devicenet使用的通信协议为11位标识符,即所有的I/O消息都有自己的11位标识符ID,标识符ID分成四个消息组,各有不同用途ID中同时提供了多重优先权。工作时,总线上的设备监听网络上消息,当设备辨识出正确的标识符后,将接受该消息; 构建DeviceNet网络需要:主站---管理网络中相应的从站;从站---为主站采集数据,及接受控制;配置工具---组态网络

Devicenet总线的特点
  DeviceNet是一种低成本的通信连接。它将工业设备(如:限位开关、光电传感器、阀组、电动机、起动器、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,从而免去了昂贵的硬接线。DeviceNet是一种简单的网络解决方案,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。Device Net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是一个开放式网络标准。规范和协议都是开放的,厂商将设备连接到系统时,无需购买硬件、软件或许可权。
  简单地说,DeviceNet可以归纳出以下一些技术特点:
  (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。

 Devicenet总线技术介绍
1. 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。DeviceNet所采用的典型拓扑结构是干线-分支方式.:粗缆(多用作干线)和细缆(多用于分支线)。总线的线缆包括24V直流电源线和信号线两组双绞线以及信号屏蔽线。在设备连接方式上,可灵活选用开放式和密封式的连接器。网络采取分布式供电方式,支持冗余结构。总线支持有源和无源设备,对于有源设备提供专门设计的带有光隔离的收发器。

2 Devicenet与CAN
  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。

线空闲时每个节点都可尝试发送,但如果多于两个的节点同时开始发送,发送权的竞争需要通过11位标识符的逐位仲裁来解决。Devicenet采用载波侦听非破坏性逐位仲裁机制(CSMA/NBA)的方法解决总线访问冲突问题。网络上每个节点拥有一个唯一的11位标识符,这个标识符的值决定了总线冲突仲裁时节点优先级的高低。11位标识符数值最小的节点拥有最高的优先级,作为获胜的一方,可不受影响地继续传输数据,所以这种碰撞和仲裁并未造成数据帧的损坏,即不会浪费通信资源。

3.Devicenet网络通信模型
  在现场总线中有两种常用的通信模式,一种是传统的源/目标(Source/Destination)即点对点模式,另外一种是新型的生产/消费者(Producer/Customer)模式。
  以前的通信模式使用点对点的方式进行通信,在报文中含有特定的源/目标地址信息,。对于每个节点来说,数据在不同时刻到达,实现不同节点之间的同步是非常困难的,当信息目的地不同时,源节点必须多次发送数据给不同的目标节点,从而造成了带宽的损失。
而Devicenet中采用了全新的生产者/消费者网络模型.

     在生产者/消费者模型中,报文按其内容来标识,如果某个节点要接收一个报文,仅仅需识别与此报文相关的特定的标识符(即11位标识符,连接ID),每个报文不再需要源地址和目的地址。因为报文是按内容进行标识的,数据源只需将报文发送一次,许多需用此报文的节点通过在网上同时识别这个标识符,可同时从同一生产者取用(消费)此报文,有效地提高了网络带宽的利用率,并且消费者节点之间可实现精确的同步,适合于实时交换数据。其它的设备加入网络后并不增加网络负载,因为它们同样可以消费这相同的报文。当节点发送多个报文时,对每个报文使用不同的标识符。

3.Devicenet的对象模型
  Devicenet对象模型如图4所示,它提供了组织和实现DeviceNet产品的组件属性、服务和行为的简便模板,它为每个属性提供了由4个数字组成的寻址方案,它们分别是MAC ID、对象类标识符、实例编号和属性编号。这四级地址与显式报文连接相结合,将数据从DeviceNet网络上的一点传送到另一点。

Devicenet为了对各个对象及其中的类、实例、属性等进行寻址,提供了以下几种寻址标识符:

  (1) 质访问控制标识符(MAC ID):对Devicenet网段上的各个节点进行标识。

  (2) 类标识符(Class ID):对Devicenet网段上的各个类进行标识。

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