Девайснет
DeviceNet — это сетевой протокол, используемый в индустрии автоматизации для соединения устройств управления для обмена данными. Он использует общий промышленный протокол на уровне среды контроллерной сети и определяет уровень приложений для покрытия ряда профилей устройств. Типичные области применения включают обмен информацией, устройства безопасности и крупные сети управления вводом-выводом . [1]
История
[ редактировать ]DeviceNet изначально был разработан американской компанией Allen-Bradley (сейчас принадлежит Rockwell Automation ). Это протокол прикладного уровня на основе технологии CAN ( сеть контроллеров ), разработанный Bosch. [2] DeviceNet адаптирует технологию Common Industrial Protocol и использует преимущества CAN, что делает ее более дешевой и надежной по сравнению с традиционными протоколами на основе RS-485 . [3]
Чтобы продвигать использование DeviceNet во всем мире, Rockwell Automation приняла «открытую» концепцию и решила поделиться этой технологией со сторонними поставщиками. Следовательно, теперь им управляет ODVA , независимая организация, расположенная в Северной Америке. ODVA поддерживает спецификации DeviceNet и контролирует развитие DeviceNet. Кроме того, ODVA обеспечивает соответствие стандартам DeviceNet, проводя тестирование на соответствие и соответствие поставщикам.
Позже ODVA решила вернуть DeviceNet под эгиду своего предшественника и в совокупности называть эту технологию Common Industrial Protocol или CIP, которая включает в себя следующие технологии:
- ЭтерНет/IP
- Контрольная сеть
- Девайснет
ODVA заявляет о высокой целостности между тремя технологиями благодаря адаптации общего протокола, что значительно упрощает промышленное управление по сравнению с другими технологиями.
DeviceNet стандартизирован как IEC 62026-3. [4]
Архитектура
[ редактировать ]Технический обзор Определите модель семиуровневой архитектуры OSI: физический уровень, канальный уровень и прикладной уровень.
- Сеть в дополнение к сигналу, но также включает питание, функцию поддержки сети с автономным питанием (обычно используется в небольших устройствах, таких как фотодетекторы, концевые выключатели или бесконтактные переключатели и т. д.) [2]
- Допускает три скорости передачи данных: 125 кбит/с, 250 кбит/с и 500 кбит/с, основной транк при разных битрейтах (транк) обратно пропорционален длине и битрейту.
- Можно использовать плоскую кабельную сеть.
- В одной сети может быть до 64 узлов, адрес узла (называемый MAC ID в DeviceNet) от 0 до 63. Обычно адрес по умолчанию для нового готового устройства — 63.
- Функция обнаружения повторяющегося адреса узла
- Поддерживает архитектуру связи главный-подчиненный и сквозную (одноранговую), но большая часть оборудования работает в прежней сетевой архитектуре.
- Несколько сетей позволяют использовать одну главную функцию
- Может использоваться в условиях повышенного шума.
Физический уровень
[ редактировать ]Узлы распределяются по сети DeviceNet с помощью топологии «магистральная-отводная линия». Такая топология позволяет упростить проводку и доступ к сети с нескольких точек отвода. Кроме того, узлы можно легко удалять и добавлять, чтобы сократить время простоя производства, повысить гибкость сети и сократить время устранения неполадок. Поскольку физический уровень оптически изолирован от устройства, мощность связи и питание устройства могут использовать одну и ту же шину (что еще больше снижает сложность сети и ее компонентов). ( Введение [5] )
DeviceNet поддерживает скорости передачи данных 125 кбит/с, 250 кбит/с и 500 кбит/с. В зависимости от выбранного типа кабеля DeviceNet может поддерживать связь на расстоянии до 500 метров (с использованием круглого кабеля большого диаметра). Типичный круглый кабель поддерживает длину до 100 метров, а плоский кабель — до 380 метров при скорости 125 кбит/с и 75 метров при скорости 500 кбит/с. ( Физический уровень [5] )
Уровень канала передачи данных
[ редактировать ]DeviceNet использует дифференциальную последовательную шину ( сеть контроллеров ) в качестве уровня канала передачи данных. Используя CAN в качестве магистрали, DeviceNet требует минимальной пропускной способности для передачи и упаковки сообщений. Кроме того, в конструкции устройства можно выбрать процессор меньшего размера благодаря формату кадра данных и простоте, с которой процессор может анализировать данные. Полный формат смотрите ниже. ( Уровень передачи данных [5] )
Формат кадра данных CAN
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
Ссылка: Таблица: Формат кадра данных . [5]
После передачи первого пакета данных бит начала кадра отправляется для синхронизации всех приемников в сети. Идентификатор CAN (обозначается от 0 до 63) и бит RTR вместе устанавливают приоритет, при котором к данным можно получить доступ или изменить их. Меньшие идентификаторы имеют приоритет над более высокими идентификаторами. Помимо передачи этих данных на другие устройства, устройство также отслеживает отправленные данные. Эта избыточность проверяет передаваемые данные и исключает одновременную передачу. Если узел осуществляет передачу одновременно с другим узлом, узел с меньшим 11-битным идентификатором продолжит передачу, в то время как устройство с более высоким 11-битным идентификатором остановится. ( Введение и физический уровень . [5] )
Следующие шесть битов содержат информацию для определения поля управления. Первые два бита фиксированы, а последние четыре используются для указания поля длины поля данных. Поле данных содержит от нуля до восьми байтов полезных данных. ( Физический уровень . [5] )
Следующий кадр данных представляет собой поле CRC . Кадр состоит из 15 бит для обнаружения ошибок кадра и поддерживает множество разделителей формата. Благодаря простоте реализации и устойчивости к большинству шумных сетей CAN обеспечивает высокий уровень проверки и локализации ошибок. ( Физический уровень . [5] )
Сеть
[ редактировать ]DeviceNet включает в себя сеть на основе соединений. Первоначально соединение должно быть установлено либо с помощью UCMM ( диспетчера неподключенных сообщений ), либо с помощью неподключенного порта группы 2. Отсюда можно отправлять и получать явные и неявные сообщения. [6] Явные сообщения — это пакеты данных, которые обычно требуют ответа от другого устройства. Типичными сообщениями являются конфигурации или сбор данных, не зависящих от времени. Неявные сообщения — это пакеты данных, которые критичны ко времени и обычно передают данные в реальном времени по сети. Прежде чем будет установлено неявное соединение для обмена сообщениями, сначала необходимо установить явное соединение для обмена сообщениями. После установления соединения идентификатор CAN направляет данные на соответствующий узел. ( Сетевой и транспортный уровни . [5] )
См. также
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]Примечания
- ^ [1] Архивировано 24 сентября 2015 г. на Wayback Machine , Обзор технологии DeviceNet .
- ^ Часто задаваемые вопросы по решениям для контроллерных сетей (часто задаваемые вопросы), Что такое DeviceNet?
- ^ «Оборудование Eurotherm Parker SSD Link L5351 | Промышленная автоматизация» . l5351.com . Проверено 12 января 2024 г.
- ^ «IEC 62026-3:2014: Аппаратура коммутационная и управляющая низковольтная. Интерфейсы контроллер-устройство (CDI). Часть 3: DeviceNet» . МЭК . Проверено 20 июля 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час «Технический обзор DeviceNet». Архивировано 28 января 2007 г. на Wayback Machine от Open DeviceNet Vendor Association, Inc. (ODVA).
- ^ Одва, DeviceNet (2021). «CIP по технологии CAN» (PDF) . Серия обзоров технологий .