DeviceNet 现场总线

欢迎参加OMRON系列产品讲座OMRON自动化（中国）统辖集团制造工程方案统辖部汽车行业项目1组项目专员李超E-Mail:[e-mail]:8621-50372222-2226Mobil:13918404458DeviceNet——面向未来的现场总线现场总线的发展历史；DeviceNet的网络拓扑；DeviceNet的特点及优势；DeviceNet从站介绍；Configurator的使用方法；通信方式简介；网络常见问题及解决方法；现场总线的发展历史：1.传统的远程I/O集中接线；2.出于省配线的考虑；3.彻底网络功能的要求；4.开放的全球标准；控制盘主操作盘加工阶段#10副操作盘#10加工阶段#20幅操作盘#20加工阶段#30副操作盘#30外部输入输出配线STEP1—远程I/O集中接线：Ｑ：成本高、劳动量大、施工期长、不易维护；现场总线的发展历史：STEP２—省配线的需要：控制盘加工阶段#10副操作盤#10加工阶段#20副操盤#20加工阶段#30副操作盤#30外部输出入配线主操作盘外部输出入配线外部输出入配线远程I/O电缆Ｑ：子站间的通讯，成本较高，现场化不彻底；现场总线的发展历史：STEP３—彻底网络功能的实现：Ｑ：多厂商之间的统一与协调；控制盘加工阶段#10副操作盘#10加工阶段#20副操作盘#20加工阶段#30副操作盘#30主操作盘网络主干线电缆支线电缆支线电缆支线电缆STEP４—开放的全球标准：终端电阻機器機器機器機器機器機器機器機器機器ＴＡＰタップＴＡＰ支线分支Ｔ分支星型结线（支线长度Ｍａｘ６ｍ）多支路多支路主线（１００m，２５０m，５００m）機器機器機器機器機器DeviceNet的网络拓扑：DeviceNet从站与主站的映射关系：DeviceNet就是一个把各个子站的输入输出信息映射到主站单元，两者时刻保持同步的网络；DeviceNet的特点及优势：简单自由的配线ＦＡ最高水平的高速应答有效抗干扰性能完全开放网络在multivender环境里程序以及操作的共通化◆开放的规格：具备完全开放化的规格。（ODVA的管理）◆丰富的器件：由633家供应商参加的多供应商总线。（至00年9月为止）◆连接的节点数：64个节点（能广泛地应用于FA的各种应用实例中）◆分支的多样性：允许T分支、支线分支等◆可靠性：采用CAN芯片（在耐噪音方面有在现场实际使用的实例）◆成本对应力：采用CAN芯片（芯片的供货稳定）◆维护性：对所连接机器的ID管理以及对设备描述的设定◆信息通信：可实现数10字节/节点的数据通信◆将来前景：可以涵盖到将来需求的规格、功能（多任务）DeviceNet的特点及优势：简单自由的配线：AirValveID盘外设置型终端Inverter温度调节器PLC多支路ＤｅｖｉｃｅNetSS无线显示器上述实例中使用DeviceNet，从而消减了至少35%的配线距离；DeviceNet的特点及优势：速度与自由之争1：高速通信必然导致配线自由度的恶化并且对敷线提出更高的要求；多支路的配线→１Ｍbps以上的高速通信度的话，技术上不可能实现象deviceNet一样自由的配线（主流的fieldnetwork是500K到1M，且需要专用高性能电缆-既高价又很难获得。）配线规则很难→为了防止反射，要严格按照手册的规则来配线（比如从站和从站之间以30mm以上的电缆来配线等。２μs100nsDeviceNet500Kbps２μs/Bit10Mbps100ns/Bit实际信号Ｍ社考虑到配线上发生的信号反射现象：DeviceNet11010010000.1110通信速度[Mbps]输出入应答时间[ms]M社10Mbps网络DeviceNet的特点及优势：速度与自由之争2：敷设较为宽松敷设规则很严格可以看到，DeviceNet采用了高效率的通信方式-CSMA/NBA，对我们最关心的输入输出应答速度而言，DeviceNet并不比其他公司在10Mbps速率下状况来的慢；另外，DeviceNet在施工及选材上的要求并不十分苛刻。CSMA/CD-CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetectionCSMA/NBA-CarrierSenseMultipleAccesswithNon-destructiveBitwiseArbitrationDeviceNet的特点及优势：速度与自由之争3：线路效率高８７．５～１００％线路效率低上一代通信方式从站处理时间①①‘②②‘从站处理时间①‘②‘③‘①②③④⑤在这期间线上没有信号。这段时间也不断的通信採用CSMA/NBA方式時就算信号冲突也不用等待。（优先程度高的信号要继续运转）DeviceNet的特点及优势：良好的抗干扰性能：理由1在DeviceNet里的控制器使用的是can总线芯片，具有丰富的检测错误简错误功能(1)CRC（CyclicRedundancyCheck）校验:根据算法，接收方对发送方传来的数据进行分析，然后确认数据里是否正常传递。(2)Bit错误:通信线缆上信号层和传送层发生不一致的时候可以检查出错误。(3)Acknowledgment错误:如果节点没有收到信息传递的确认信号，则确认为错误。还有其他各种探查功能来保证信息的准确传达。CANchip能够自动执行再发送处理！CAN探查了错误除了CAN总线芯片本身具有再发送处理功能之外，在主站没有接到从站应答信息的时候，还能通过应用软件层来执行再发送处理。DeviceNet的特点及优势：良好的抗干扰性能：理由2CAN采用差动平衡电路的通信方式。以两根数据线的差异来判断｢1｣和｢0｣，所以容易消除外部的干扰影响。24V(NetworkV+)0V(NetworkV-)CAN+CAN-共同的基准电位抗干扰性能强的通信方式理由3DeviceNet的每一个节点都是用相同的通信电源因为各节点之间的通信用基准电位差很小，所以可以避免节点之间的电位差所引起的通信障碍。DeviceNet的特点及优势：良好的抗干扰性能：理由4DeviceNet电缆具有通信用的电源线，因为从外部来的干扰会往低阻抗的电源线（24V,0V）走，所以可以缓和重叠在两根信号线上的干扰的程度。理由5整个电缆，信号线和电源线都已经屏蔽好了。这些屏蔽能够遮断外部干扰，可以缓和干扰给信号线和电源线的影响。也可以减少通信线产生的放射干扰。屏蔽+24VDC+0VDCCan+Can-Shield干扰干扰干扰DeviceNet的特点及优势：完全开放的网络协议：1995年4月起非营利团体的ODVA从AB公司获得DeviceNet的技术所有权，任何国家的任何组织，只要愿意，都可以加入这个组织，一起就DeviceNet的有关协议进行讨论！ODVA=OpenDeviceNetVendorsAssociationＯＤＶＡ的业绩－Ethernet/IP■Ethernet/IP＊利用在因特网上所使用的TCP/IP，为了连结信息系统和工厂内的DeviceNet而开发的协议。＊经过因特网，可以将被分散的工厂内的信息（生产数据，诊断信息）以我们的信息系统来管理。ＯＤＶＡ的业绩－DeviceNetSafetyDeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——简介１．能够缩短开始时间–通信电源电压的监视功能２．以预防保全防止系统错误–继电器等的输出动作次数监视功能–各传感器的通电时间监视功能３．发生故障时缩短维修时间–I/O电源状态监视功能–异常履历记录功能–输出入机器名注册功能DeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——电源监视23.5V23.0V22.0V20.5V18.5V只要知道每个从站的供给电压，就能判断在网络上的哪里需要改善。→可以在statusbit上附加警报功能所必要的电源电压（11V）的余量不够的时候，智慧从站能够监视各从站的供给电源电压，我们就可以判断是否可以稳定的通信。DeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——动作次数/工作时间累计在运转中正常动作的元器件■每次输入时要计算传感器用电源的通电时间■计算各输入输出的OFF→ON次数（都可以在每一个输入输出位中来计算/复位）如果连接在从站上的元器件有寿命的话，以这些数据便可以判断这些寿命元器件是否要替换成新的。只要计算输出次数，便可以估计继电器等的寿命。→可以在statusbit上附加警报功能只要计算光电传感器等的通电时间便可以估计维修时间。→可以在statusbit上附加警报功能节点01_01位通电时间是***h要交换!从站No.4:01位ON次数是***次要交换!放大器的光亮降低･･･通电时间总共***个小时！节点01节点04ON次数总共***次！继电器节点劣化･･･DeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——I/O电源监视/故障履历纪录■可以监视在运转中发生异常的元器件的I/O用电源有没有开启。■通信异常时可以记录错误状态。（错误内容:如CAN错误次数，通信电源电压）发生问题时能够将错误的原因保留，恢复原状后能够追查异常的原因。分析异常内容，便可以研究防止再次发生的对策。→可以读取过去四次的纪录只要确认I/O电源有没有开启，便可以删选传感器/激励器的异常原因。→可以在statusbit上附加警报功能异常!异常!警报！！节点No.1I/O电源OFFDC24V万用电源DOWN!节点01干扰等电压降低节点04的异常倾向如何？DeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——设备名注册功能在每一个smartslave单元里要纪录它的厂商名和形号。要替换传感器等的时候，以configurator(配置器)来可以确认其厂商名和形式，所以可以缩短安排替代品的时间。节点01_01Bit交换品的形式是***!节点01故障!节点01_01Bit交换品的形式是***!除了固定的形号以外，还能记忆用户所注册的其他名称。→需要维修的地方和异常地方是一目了然。DeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——常用单元DeviceNet从站介绍：远程终端的智慧化：——常用单元DeviceNetConfigurator的使用方法界面介绍在线单元列表连线方式选择使用该软件对网络进行配置的时候，一般不需要事先操作，而是等所有硬件接线和设置完毕以后再进行；CS/CJ系列的PLC可以通过串口进行配置；DeviceNetConfigurator的使用方法连线选择好通讯接口之后，点击在线按钮，会弹出左侧所示对话框，按照所要连接单元的实际设置情况进行选择DeviceNetConfigurator的使用方法上传网络1在线标志在线之后，就可以点选由图中UploadNetwork选项，将网络中连接的单元上传到工作区域中去。工作区域上传网络设备监视DeviceNetConfigurator的使用方法上传网络2右图中就是网络上传完成之后的状态，说明当前网络中有两个单元—DRT2-OD16以及CJ1W-DRM21，节点号分别是3和10，且OD16从属于10号节点的DRM21；通过双击这两个单元就可以对每个单元及整个网络进行设定；其中从站单元的地址分配以及归属等在主站单元内部设定；DeviceNetConfigurator的使用方法网络及单元设定从站单元可以设定电源电压报警值，预设工作时间等参数；主站单元不但可以对各个从站自由的分配地址，而且还可以选择通讯方式、查看网络状态等；主站单元设定框从站单元设定框DeviceNetConfigurator的使用方法设备监视功能点选工具栏里的设备监视按钮就可以得到右边的画面，通过这个功能用户可以查看整个网络的所有信息，包括网络状态、循环时间、工作电压、子站工作状态等，并且如果子站出错则可察看出错内容，从而采取相应措施；DeviceNet通讯方式简介远程I/O通讯信息通讯缺省设置FINS信息通讯Explicit信息通讯用户自定义设置DeviceNet远程I/O通讯信息通讯DeviceNet按照用途分类：按照工作方式分类：BitstrobePollChangeofstate/C