工业控制网络(2011)7

工业控制网络（7）哈工大网络与电气智能化研究所刘勇2011（春）第四章DeviceNet一、概述1、由来DeviceNet即设备网，其基本技术由Allen-Bradley（简称AB，RockwellAutomation的一个子公司）开发，并于1994年3月推出。1995年4月转让给ODVA（OpenDeviceNetVendorAssociation——开放式设备网供货商协会），由其负责组织、管理与推广。2、ODVA（目前有国际会员约300家）RA/AB95.04.12Omron95.04.12ABB95.06.19PhoenixContact95.04.13Hitachi95.07.13SchneiderElectric03.04.17YokogawaElectric02.11.26SamsungElectronics96.06.03Toshiba02.04.06上海埃通电气股份有限公司（上海·浦东）03.04.17ShanghaiAtonElectric太阳电缆（广东·东莞）05.01.14TaiyoElectricWire&CableCo.Ltd.3、ODVAChina由上海电器科学研究所负责筹建，2000年7月6日成立，目前有会员44家。哈尔滨工业大学是ODVAChina的用户会员。4、标准DeviceNet目前是：♪国际标准IEC62026-3♪欧洲标准EN50325-2♪中国标准GB/T18858.3-20025、DeviceNet的体系结构底层上层部分重新定义的物理层CAN用户层：CIP控制与信息协议（通用工业协议）DeviceNet应用层规范24V集中式总线供电误接线保护电路专门定义的5芯电缆5V+4CAN+3Shield2CAN-1V-5VRegulatorQ12N390D11N5819R11KR21.5KIntegratedCANTransceiverCAN_LCAN_H5VV+V-误接线保护电路6、DeviceNet与CAN的差异（1）不使用远程帧以及扩展帧格式；（2）最多只支持64个节点；（3）只支持三种位速率：125Kbps、250Kbps、500Kbps。156m125Kbps250Kbps500Kbps位速率干线距离最大累计支线长度500m250m100m78m39m6m以6位MACID区分节点终端节点终端节点节点分接头节点节点分接头DeviceNet网络拓扑干线支线7、DeviceNet应用领域IEC62026低压电器与开关设备三层网络中的设备网教材汽车、半导体、食品饮料、搬运业、电力系统、包装、石油、化工、钢铁、水处理、楼宇自动化、机器人、制药、冶金等领域工厂自动化8、DeviceNet的特点（1）DeviceNet是一种基于连接的协议；（2）支持位选通、轮询、状态改变（COS）/周期4种I/O数据触发方式；（3）采用生产者/消费者模型；（4）支持主/从、多主或对等的通信结构；（5）支持报文分段，可传送大报文。节点A节点B请求建立连接同意建立连接想和B通信？连接建立，进行通信吧！节点A节点B请求提供服务服务内容奉上完事别忘拆连接释放资源呦！节点A节点B请求拆连接拆连接成功基于连接的通信主站#0从站#9从站#11从站#12从站#13从站#63从站#1从站#10……位选通主站#0位选通命令报文：CAN标识符区=400hex（10000000000）CAN数据场=1111111111000101111111111111111111111111111111111111111101111111从站#9位选通响应报文：CAN标识符区=389hex（01110001001）从站#11位选通响应报文：CAN标识符区=38Bhex（01110001011）从站#12位选通响应报文：CAN标识符区=38Chex（01110001100）从站#13位选通响应报文：CAN标识符区=38Dhex（01110001101）从站#63位选通响应报文：CAN标识符区=3BFhex（01110111111）主站#0从站#9从站#11从站#12从站#13从站#63从站#1从站#10……轮询主站#0对从站#9的轮询命令报文：CAN标识符区=44Dhex（10001001101）从站#9对主站#0的轮询响应报文：CAN标识符区=3C9hex（01111001001）主站#0对从站#11的轮询命令报文：CAN标识符区=45Dhex（10001011101）从站#11对主站#0的轮询响应报文：CAN标识符区=3CBhex（01111001011）主站#0对从站#12的轮询命令报文：CAN标识符区=465hex（10001100101）从站#12对主站#0的轮询响应报文：CAN标识符区=3CChex（01111001100）主站#0对从站#13的轮询命令报文：CAN标识符区=46Dhex（10001101101）从站#13对主站#0的轮询响应报文：CAN标识符区=3CDhex（01111001101）主站#0对从站#63的轮询命令报文：CAN标识符区=5FDhex（10111111101）从站#63对主站#0的轮询响应报文：CAN标识符区=3FFhex（01111111111）COS主站#0从站#1…从站#9从站#10从站#11从站#12从站#13…从站#63从站#9从站#9从站#9对主站#0的COS命令报文：CAN标识符区=349hex（01101001001）从站#9主站#0对从站#9的COS响应报文：CAN标识符区=44Ahex（10001001010）从站#9从站#13对主站#0的COS命令报文：CAN标识符区=34Dhex（01101001101）从站#13主站#0对从站#13的COS响应报文：CAN标识符区=46Ahex（10001101010）从站#13从站#12对主站#0的COS命令报文：CAN标识符区=34Chex（01101001100）从站#12主站#0对从站#12的COS响应报文：CAN标识符区=462hex（10001100010）从站#12周期从站#1…从站#9从站#10从站#11…从站#63从站#12从站#13主站#0从站#9对主站#0周期命令报文：CAN标识符区=349hex（01101001001）从站#9主站#0对从站#9周期响应报文：CAN标识符区=44Ahex（10001001010）从站#9从站#9对主站#0周期命令报文：CAN标识符区=349hex（01101001001）从站#9主站#0对从站#9周期响应报文：CAN标识符区=44Ahex（10001001010）从站#9从站#9对主站#0周期命令报文：CAN标识符区=349hex（01101001001）从站#9主站#0对从站#9周期响应报文：CAN标识符区=44Ahex（10001001010）从站#99、DeviceNet的优点（1）可减少硬接线和安装成本；（2）可减少项目启动时间（从22-24周→5-6周）；（3）可减少停工检修期（故障前即可诊断出来）；（4）可带电移去和加入设备；（5）多个生产商的设备可互相替换。（6）一旦发生故障可快速精确地诊断。（7）通信效率高（实时、快速、安全、错误检查、弹性强）；（8）在线设备配置；（9）产品选择范围很宽；（10）使用容易；（11）节省时间和消耗；总之：开放、低价、可靠、高效10、DeviceNet对象建模所使用的语言：对象类、实例、属性、服务、行为……连接对象寄存器对象对象编址与地址范围：MACID：分配给DeviceNet每一个节点的一个整数标识值，此值可将一个节点与同一链路上的所有其它节点区分开。每一个对象类有一个类标识符；实例ID0代表类本身。地址范围：6位：0~63开放地址范围对象类特定供货商特定ODVA规定的取决于对象类的不同可自己定义额外用途11、DeviceNet的连接表示方法DeviceNet是一个基于连接的协议：每个连接都有一个ID：连接分为：CID连接ID11位I/O连接显式信息连接一个I/O报文中数据的含义被相应的CID隐含；用于一个生产应用和多个消费应用之间的通信。一个显式报文的含义/预期用途是在CAN数据场中指明的；用于一般的多用途的通信，如配置。12、DeviceNet对象模型UCMM3号类2号类5号类1号类：标识对象4号类：组合对象F号类：参数对象类号与具体应用相关习题：1.有哪些现场总线标准包含了DeviceNet这一现场总线类型？2.DeviceNet与CAN的差异有哪些？3.DeviceNet的主要特点有哪些？4.请用八个字概括DeviceNet的主要优点。5.DeviceNet支持哪四种I/O触发方式？6.深入理解对象类、实例、属性、服务、行为等DeviceNet对象建模语言。7.DeviceNet对象编址时对地址范围有哪些限制规定？8.DeviceNet设置两种连接类型（显式信息连接和I/O连接）的目的及其区别是什么？9.根据对象模型，说说一个DeviceNet节点一般是如何工作的？