DeviceNet

DeviceNet (dɪ'vaɪs net) — протокол для промышленной сети CAN. Используется для связи датчиков, исполнительных устройств и программируемых логических контроллеров между собой. Открытый стандарт. Широко применяется на транспорте, в машиностроении и промышленности. Достаточно широко распространён в России.

DeviceNet — протокол верхнего уровня, разработанный в 1994 году компанией Rockwell Automation. Служит для объединения в единую систему устройств промышленной автоматики, таких как фотодатчики, термодатчики, считыватели штрихкодов, элементы ЧМИ (человеко-машинного интерфейса), с управляющими устройствами (компьютерами, ПЛК). Сеть имеет шинную топологию. Допускает «горячее» подключение и отключение модулей.

Функциональное исполнение

Стандарт на промышленную сеть DeviceNet, кроме протокола, описывает:

открытые и герметизированные типы разъемов устройств
диагностические индикаторы (светодиоды)
профайлы (файлы параметров) устройств

Сеть DeviceNet поддерживает:

чтение состояния вкл/откл. датчиков
управление пусковыми устройствами
передачу температуры и тока нагрузки пускового устройства
изменение скорости замедления приводов
регулировку чувствительности датчиков
и так далее.

Устройства могут быть удалены и заменены без отключения других устройств и без инструментов программирования, что помогает снизить эксплуатационные издержки.

Сетевая установка устройств экономически выгоднее, чем традиционная коммутация входов/выходов во многих приложениях, особенно когда устройства удалены друг от друга на расстояние в десятки и сотни метров.

Связь между разными сетями

Сообщения от узла, находящегося в сети ControlNet, DH+ или Промышленный Ethernet, могут перенаправляться шлюзом ControlLogix к узлу в сети DeviceNet.

Характеристики

Взаимозаменяемость. Простые устройства многочисленных поставщиков (например, кнопки, пусковые устройства, фотоэлементы, конечные выключатели и т. д.), которые соответствуют стандарту сети DeviceNet и стандарту профайлов устройств, — взаимозаменяемы, чем обеспечивают пользователю гибкость и возможность выбора.
Одна общая сеть. Открытый стандарт сетевых устройств обеспечивает общие решения для конечного пользователя, уменьшая для поставщиков необходимость поддерживать на рынке различные сети.
Уменьшение простоев. Диагностика обеспечивает упреждающие сообщения об отказах и облегчает поиск неисправностей. Сеть DeviceNet предназначена для приложений, требующих:
- уменьшения количества проводных соединений
- быстрой установки и запуска
- гибкости в возможности добавления или перемещения устройств и сегментов кабелей
- малого времени отклика
- диагностики устройств, критичных к простоям

Механическая конструкция элементов

В качестве присоединителей используются штырьевые разъёмы, принимающая сигнал сторона — «мама», подающая сигнал «папа», а также присоединители прокалывающего изоляцию типа (такие присоединители и кабели соответственно состоят всего из четырёх проводов — исключён экран).

Для подключения модулей используется прямоугольный малогабаритный пятиконтактный разъём Phoenix Contacts с однорядным исполнением. Имеется две разновидности разъёма — для подключения одного и двух комплектов кабелей.

Для соединения кабелей, образующих магистрали, а также для отводов, используются различные кабели — кроме пятипроводных, реализующий стандартное подключение к шине, существуют девятипроводные кабели в которых имеется дополнительное питание, сверх существующих цепей: одна пара обеспечивает подводку постоянного напряжения 24 вольта с источника питания не ограничивающегося лимитом в 3,8 ампер (служит для запитки модулей, устройств и/или исполнительных механизмов в сети), ещё одна пара обеспечивает подводку переменного напряжения 120 вольта (служит для запитки источников вторичного электропитания цепей).

Кабель DeviceNet в разрезе: белый — CAH_H, синий — CAH_L, красный — V+ (24 вольта постоянного тока), чёрный — V-, металл — оплётка-экран.
Прямоуголный разъём DeviceNet на интерфейсном модуле SST 5136-DNS-200, осуществляющем функцию шлюза для SIEMENS SIMATIC S7 (ET 200S).
Тройник для ответвления от магистрального (trunk) сегмента сети DeviceNet (круглый кабель, сверху толстый, снизу тонкий). Цвет наружней изоляции — красно-сиреневый (violet) RAL 4001, согласно цветов для кабелей полевых шин.
Модуль ввода 16 дискретных сигналов (8х2) и последующей трансляции в сеть DeviceNet (круглый кабель).

Архитектура

Физический уровень

DeviceNet поддерживает скорости 125, 250 и 500 кбит/с. Скорость зависит от длины кабеля и его типа максимально до 500 м. Типичная длина кабеля — 100 м. Для кабеля длиной 380 м скорость будет 125 кбит/с, для 75 м — 500 кбит/с.

Уровень передачи данных

Формат кадра передачи данных сети 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

Конкурирующие промышленные сети

Протоколы для сетей семейства CAN

Примечания

Литература

PUB00026R3. The CIP Advantage Technology Overview Series. DeviceNet — CIP on CAN Technology
PUB00027R1. DeviceNet Cable System. Planning and Installation Manual
PUB00147R0. DeviceNet Plant Floor Troubleshooting Guide
DeviceNet Troubleshooting by Robert D Law
DeviceNet Network Configuration User Manual
DeviceNet Modules Installation Instructions