DeviceNet: arkkitehtuuri, viestimuoto, virhekoodit, toiminta ja sen sovellukset

DeviceNet-protokollan kehitti alun perin Allen-Bradley, jonka nykyään omistaa Rockwell Automation. Siitä päätettiin tehdä avoin verkko edistämällä tätä protokollaa maailmanlaajuisesti kolmansien osapuolien kanssa. Nyt tätä protokollaa hallinnoi ODVA Company (Open DeviceNet Vendors Association), joka sallii kolmansien osapuolien toimittajat ja kehittää standardeja verkkoprotokolla . DeviceNet on yksinkertaisesti kerrostettu sen päälle Controller Area Network (CAN) Boschin kehittämä tekniikka. Yhtiö. Tämän tekniikan käyttämä tekniikka on ControlNetistä, jonka on myös kehittänyt Allen Bradley. Tämä on siis Devicenetin historiaa. Joten tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta a Devicenet-protokolla – sovellusten parissa työskenteleminen.

Mikä on DeviceNet Protocol?

DeviceNet-protokolla on eräänlainen verkkoprotokolla, jota käytetään automaatioteollisuudessa yhdistämällä ohjauslaitteita tietojen vaihtoon, kuten PLC:t , teollisuusohjaimet, sensori s, toimilaitteet ja automaatiojärjestelmät eri toimittajilta. Tämä protokolla käyttää yksinkertaisesti normaalia teollisuusprotokollaa CAN (Controller Area Network) -mediakerroksen yli ja kuvaa sovelluskerroksen eri laiteprofiilien peittämiseksi. Devicenet-protokollan pääsovelluksia ovat pääasiassa turvalaitteet, tiedonvaihto ja suuret I/O-ohjausverkot.

ominaisuudet

The Devicenetin ominaisuudet Sisällytä seuraavat.

• DeviceNet-protokolla tukee yksinkertaisesti jopa 64 solmua, mukaan lukien 2048 eniten laitteita.
• Tässä protokollassa käytetty verkkotopologia on väylälinja tai runkojohdot laitteiden yhdistämiseksi.
• Runkojohdon millä tahansa puolella käytetään 121 ohmin arvoista päätevastusta.
• Se käyttää siltoja, toistimia, mainosyhdyskäytäviä ja reitittimiä.
• Se tukee erilaisia ​​tiloja, kuten isäntä-slave, peer-to-peer ja multi-isäntä tiedon siirtämiseksi verkossa.
• Se kuljettaa sekä signaalin että virran samanlaisella kaapelilla.
• Nämä protokollat ​​voidaan myös liittää tai poistaa verkkovirrasta.
• DeviceNet-protokolla yksinkertaisesti tukee 8A väylässä, koska järjestelmä ei ole luonnostaan ​​turvallinen. ja korkean tehon käsittely.

Devicenet-arkkitehtuuri

DeviceNet on tietoliikennelinkki, jota käytetään teollisuuslaitteiden, kuten induktiivisten anturien, rajakytkimien, valosähköisten, painonappien, merkkivalojen, viivakoodilukijoiden, moottorin ohjaimien ja käyttöliitäntöjen yhdistämiseen verkkoon välttämällä monimutkaista ja kallista johdotusta. Joten suora yhteys tarjoaa paremman viestinnän laitteiden välillä. Langallisten I/O-liitäntöjen tapauksessa laitetason analyysi ei ole mahdollista.

DeviceNet-protokolla tukee yksinkertaisesti topologiaa, kuten runkolinjaa tai pudotuslinjaa, jotta solmut voidaan yhdistää helposti päälinjaan tai lyhyisiin haaroihin suoraan. Jokaisessa DeviceNet-verkossa voidaan yhdistää jopa 64 solmua aina, kun pääskanneri käyttää solmua, ja solmu 63 on varattu oletussolmuksi 62 solmulla, jotka ovat laitteiden käytettävissä. Mutta useimmat teollisuusohjaimet mahdollistavat yhteyden muodostamisen useisiin DeviceNet-verkkoihin, joiden avulla no. yhteenliitettyjä solmuja voidaan laajentaa.

Devicenet-verkkoprotokollaarkkitehtuuri näkyy alla. Tämä verkko noudattaa yksinkertaisesti OSI-mallia, joka käyttää 7 kerrosta fyysisestä sovellustasoon. Tämä verkko perustuu CIP:iin (Common Industrial Protocol), joka hyödyntää alusta alkaen kolmea ylempää CIP-kerrosta, kun taas viimeiset neljä kerrosta on muokattu DeviceNet-sovelluksen mukaisiksi.

DeviceNetin 'fyysinen kerros' sisältää pääasiassa yhdistelmän solmuja, kaapeleita, väliottoja ja päätevastuksia runkolinja-dropline -topologiassa.

Datalinkkikerroksen osalta tämä verkkoprotokolla käyttää CAN-standardia (Controller Area Network), joka yksinkertaisesti käsittelee kaikki viestit laitteiden ja ohjaimien välillä.

Tämän protokollan verkko- ja siirtokerrokset muodostavat laitteen yhteyden yhteystunnusten kautta pääasiassa solmuille, jotka sisältävät laitteen MAC-tunnuksen ja viestitunnuksen.

Solmu osoittaa kelvollisen alueen DeviceNetille, joka vaihtelee välillä 0-63, mikä tarjoaa yhteensä 64 mahdollista yhteyttä. Tässä yhteystunnuksen tärkein etu on, että sen avulla DeviceNet tunnistaa päällekkäiset osoitteet tarkistamalla MAC-tunnuksen ja ilmoittamalla operaattorille, että se vaatii korjauksen.

DeviceNet-verkko ei ainoastaan ​​vähennä johdotus- ja ylläpitokustannuksia, koska se tarvitsee vähemmän johdotusta, vaan sallii myös DeviceNet-verkkoon perustuvien laitteiden käytön eri valmistajilta. Tämä verkkoprotokolla perustuu Controller Area Networkiin tai CAN:iin, joka tunnetaan viestintäprotokollana. Se kehitettiin pääasiassa maksimaaliseen joustavuuteen kenttälaitteiden välillä ja yhteentoimivuuteen eri valmistajien välillä.

Tämä verkko on järjestetty laiteväyläverkkoon, jonka ominaisuuksia ovat tavutason tiedonsiirto ja suuri nopeus, joka sisältää analogisen laitteiden tiedonsiirron ja korkean diagnostisen tehon verkkolaitteiden kautta. DeviceNet-verkko sisältää jopa 64 laitetta, mukaan lukien yksi laite jokaisessa solmuosoitteessa, joka alkaa 0–63.

Tässä verkossa käytetään kahta vakiotyyppistä paksua ja ohutta kaapelia. Runkojohdossa käytetään paksua kaapelia, kun taas pudotuslinjassa ohutta kaapelia. Suurin kaapelin pituus riippuu pääasiassa tiedonsiirtonopeudesta. Nämä kaapelit sisältävät tavallisesti neljän värin kaapeleita, kuten musta, punainen, sininen ja valkoinen. Musta kaapeli on 0V virtalähteelle, punainen kaapeli +24V virtalähteelle, sininen kaapeli CAN low -signaalille ja valkoinen kaapeli CAN High -signaalille.

Kuinka Devicenet toimii?

DeviceNet toimii käyttämällä CAN (Controller Area Network) datalinkkikerrokseensa ja vastaavaa verkkoteknologiaa hyödynnetään autojen sisällä älylaitteiden väliseen viestintään. DeviceNet yksinkertaisesti tukee jopa 64 solmua vain DeviceNet-verkossa. Tämä verkko voi sisältää yhden isäntälaitteen ja jopa 63 orjaa. Joten DeviceNet tukee Master/Slave- ja peer-to-peer-tiedonsiirtoa käyttämällä I/O:ta sekä tarkkaa, ohjausta ja konfigurointia varten tarkoitettua selkeää viestitystä. Tätä verkkoprotokollaa käytetään automaatioteollisuudessa tiedonvaihtoon ohjauslaitteiden kanssa kommunikoimalla. Se käyttää Common Industrial Protocol- tai CIP-protokollaa CAN-mediakerroksen kautta määrittääkseen sovelluskerroksen useiden laiteprofiilien peittämiseksi.

Seuraava kaavio näyttää, kuinka viestit vaihdetaan laitteiden välillä laiteverkon sisällä.

Devicenetissä, ennen kuin tulo/lähtötietoliikenne tapahtuu laitteiden välillä, päälaitteen tulee ensin muodostaa yhteys orjalaitteisiin yhdistämällä yhteysobjektia kuvaava viesti.

Yllä olevassa yhteydessä tarjoamme vain yhden yhteyden eksplisiittisille viesteille ja neljä I/O-liitäntää.

Joten tämä protokolla riippuu pääasiassa yhteysmenetelmäkonseptista, jossa isäntälaitteen tulisi muodostaa yhteys orjalaitteeseen I/O-datan ja tiedonvaihtokomennon mukaan. Pääohjauslaitteen määrittäminen edellyttää yksinkertaisesti 4 päävaihetta, ja jokainen vaihetoiminto on selitetty alla.

Lisää laite verkkoon

Tässä meidän on annettava verkkoon sisällytettävän orjalaitteen MAC-tunnus.

Määritä yhteys

Kun kyseessä on orjalaite, voit tarkistaa I/O-yhteyden tyypin ja I/O-tietojen pituuden.

Muodosta yhteys

Kun yhteys on muodostettu, käyttäjät voivat aloittaa viestinnän orjalaitteiden kautta.

Käytä I/O-tietoja

Kun orjalaitteet ovat tehneet tiedonsiirron, I/O-dataa voidaan käyttää vastaavan luku- tai kirjoitustoiminnon kautta.

Kun eksplisiittinen yhteys on muodostettu, yhteyskaistaa käytetään laajan tiedon vaihtamiseen yhden solmun avulla muihin solmuihin. Tämän jälkeen käyttäjät voivat tehdä I/O-yhteydet seuraavassa vaiheessa. Kun I/O-liitännät on tehty, I/O-tietoja voidaan yksinkertaisesti vaihtaa laitteiden välillä DeviceNet-verkossa isäntälaitteen tarpeen mukaan. Päälaite siis käyttää orjalaitteen I/O-tietoja jollakin neljästä I/O-yhteystekniikasta. Orjan I/O-tietojen palauttamiseksi ja siirtämiseksi kirjastoa ei ole vain helppo käyttää, vaan se tarjoaa myös monia DeviceNetin päätoimintoja.

Devicenet-viestimuoto

DeviceNet-protokolla käyttää yksinkertaisesti tyypillistä alkuperäistä CAN:ia, erityisesti sen Data Link -kerrokseen. Tämä on siis melko pienin CAN:n vaatima lisäkustannus Data Link -kerroksessa, jotta DeviceNetistä tulee erittäin tehokas viestien käsittelyssä. Devicenet-protokollan kautta käytetään pienintä verkon kaistanleveyttä CIP-sanomien pakkaamiseen ja lähettämiseen, ja myös vähiten prosessorin ylikuormitusta tarvitaan laitteen kautta tällaisten viestien lähettämiseen.

Vaikka CAN-spesifikaatio määrittelee erityyppiset viestimuodot, kuten data, etäviesti, ylikuormitus ja virhe. DeviceNet-protokolla käyttää pääasiassa vain tietokehystä. Joten CAN-datakehyksen sanomamuoto on annettu alla.

Yllä olevassa datakehyksessä, kun kehysbitin alku on lähetetty, kaikki CAN-verkon yli olevat vastaanottimet koordinoivat siirtymistä hallitsevaan tilaan resessiivisestä.

Sekä Identifier että RTR (Remote Transmission Request) -bitti kehyksessä muodostavat sovittelukentän, jota käytetään yksinkertaisesti auttamaan median pääsyn prioriteettia. Kun laite lähettää, se myös tarkistaa jokaisen lähettämänsä bitin kerralla ja vastaanottaa jokaisen lähetetyn bitin todentaakseen lähetetyn tiedon ja mahdollistaakseen synkronoidun lähetyksen suoran havaitsemisen.

CAN-ohjauskenttä sisältää pääasiassa 6-bittisiä, joissa kahden bitin sisältö on kiinteä ja loput 4 bittiä käytetään pääasiassa pituuskentässä määrittämään tulevan tietokentän pituuden välillä 0-8 tavua.
CAN:n tietokehystä seuraa CRC (Cyclic Redundancy Check) -kenttä kehysvirheiden ja erilaisten kehysmuotoilun erottimien tunnistamiseksi.

Käyttämällä erilaisia ​​virheiden havaitsemismenetelmiä sekä vianrajoitustekniikoita, kuten CRC ja automaattisia uudelleenyrityksiä, voidaan välttää viallinen solmu häiritsemästä n/w:tä. CAN tarjoaa erittäin vankan virheentarkistuksen sekä vianrajoituskapasiteetin.

Työkalut

DeviceNet-protokollan analysointiin käytetyt erilaiset työkalut sisältävät yleisiä verkon konfigurointityökaluja, kuten Synergeticin SyCon, Cutler-Hammerin NetSolver, Allen-Bradleyn RSNetworX, DeviceNet Detective & CAN-liikennemonitorit tai analysaattorit, kuten Peakin CAN Explorer & Vectorin Canalyzer.

Virheiden käsittely Devicenet-protokollassa

Virheenkäsittely on toimenpide, jolla reagoidaan ohjelman virheolosuhteisiin ja palautuu niistä. Koska CAN hoitaa datalinkkikerroksen, viallisen solmun havaitsemiseen ja viallisen solmun sammuttamiseen liittyvä virheenkäsittely on CAN-verkkoprotokollan mukainen. Laiteverkon virheet johtuvat kuitenkin pääasiassa joistakin syistä, kuten silloin, kun DeviceNetin yksikköä ei ole kytketty kunnolla tai näyttöyksikössä voi olla ongelmia. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on noudatettava seuraavaa menettelyä.

• Liitä DeviceNet-yksikkö oikein.
• Irrota DeviceNetin kaapeli.
• Jokaisen näyttöyksikön virtalähteen on mitattava.
• Jännitteen on säädettävä nimellisjännitteen alueella.
• Kytke virta päälle ja tarkista, syttyykö DeviceNet-yksikön LED-valo PÄÄLLE.
• Jos DeviceNet-yksikön LED-valo on päällä, varmista, että LED-vika on yksityiskohtainen ja korjaa vika vastaavasti.
• Jos Devicenetin LED-valoja ei syty, valo saattaa olla viallinen. Joten on tarkistettava, ovatko liittimen nastat rikki tai vääntyneet.
• Liitä DeviceNet liitäntään huomion avulla.

Devicenet vs ControlNet

Devicenetin ja ControlNetin erot on lueteltu alla.

Devicenet vs Modbus

Devicenetin ja Modbusin erot on lueteltu alla.

Devicenet-virhekoodit

DeviceNet-virhekoodit alle 63 numerosta ja yli 63 numerosta on lueteltu alla. Tässä < 63 numeroa tunnetaan solmunumeroina, kun taas > 63 numeroa kutsutaan virhekoodeiksi tai tilakoodeiksi. Useimmat virhekoodit koskevat yhtä tai useampaa laitetta. Joten tämä näytetään vilkuttamalla koodia ja solmun numeroa vuorotellen. Jos useita koodeja ja solmunumeroita on näytettävä, näyttö kiertää niiden läpi solmunumerojärjestyksessä.

Seuraavassa luettelossa väreillä varustetut koodit kuvaavat vain merkityksiä

• Vihreä värikoodi näyttää normaalit tai epänormaalit olosuhteet, jotka ovat aiheutuneet käyttäjän toiminnasta.
• Sininen värikoodi osoittaa virheitä tai epänormaaleja olosuhteita.
• Punainen värikoodi näyttää vakavia virheitä ja tarvitsee todennäköisesti uuden skannerin.

Tässä on Devicenet-virhekoodi, joka sisältää vaaditun toimenpiteen.

Koodi 00 - 63 (vihreä väri): Näytössä näkyy skannerin osoite.
Koodi 70 (sininen väri): Muokkaa skannerikanavan osoitetta, muuten laitteen osoite on ristiriitainen.
Koodi 71 (sininen väri): Skannausluettelon on määritettävä uudelleen ja poistettava kaikki laittomat tiedot.
Koodi 72 (sininen väri): Laitteen on tarkistettava ja vahvistettava liitännät.
Koodi 73 (sininen väri): Varmista, että tarkka laite on tässä solmunumerossa, ja varmista, että laite vastaa skannausluettelon mukaista elektronista avainta.
Koodi 74 (sininen väri): Tarkista kokoonpano kelpaamattoman data- ja verkkoliikenteen varalta.
Koodi 75 (vihreä väri): Luo ja lataa skannausluettelo.
Koodi 76 (vihreä väri): Luo ja lataa skannausluettelo.
Koodi 77 (sininen väri): skannausluettelo tai määritä laite uudelleen oikeaan lähetys- ja vastaanottotietokokoon.
Koodi 78 (sininen väri): Sisällytä tai poista laite verkosta.
Koodi 79 (sininen väri): Tarkista, onko skanneri yhdistetty sopivaan verkkoon ainakin yhdellä muulla solmulla.
Koodi 80 (vihreä väri): Etsi RUN-bitti skannerin komentorekisteristä ja aseta PLC RUN-tilaan.
Koodi 81 (vihreä väri): Tarkista PLC-ohjelma sekä skannerin komentorekisterit.
Koodi 82 (sininen väri): Tarkista laitteen kokoonpano.
Koodi 83 (sininen väri): Varmista skannausluettelon merkintä ja tarkista laitteen asetukset
Koodi 84 (vihreä väri): Skannausluettelon viestinnän alustaminen laitteittain
Koodi 85 (sininen väri): Järjestä laite pienempään tietokokoon.
Koodi 86 (sininen väri): Varmista laitteen tila ja määritykset.
Koodi 87 (sininen väri): Tarkista ensisijaisen skannerin liitäntä ja kokoonpano.
Koodi 88 (sininen väri): Tarkista skannerin liitännät.
Koodi 89 (sininen väri): Tarkista tämän laitteen järjestely/poista ADR käytöstä.
Koodi 90 (vihreä väri): Varmista, että skannerin PLC-ohjelma- ja komentorekisteri
Koodi 91 (sininen väri): Tarkista, ettei järjestelmä ole viallinen
Koodi 92 (sininen väri): Tarkista, antaako pudotuskaapeli verkkovirtaa skannerin DeviceNet-porttiin.
Koodi 95 (vihreä väri): Älä poista skanneria, kun FLASH-päivitys on käynnissä.
Koodi 97 (vihreä väri): Tarkista skannerin tikapuuohjelma ja komentorekisteri.
Koodit 98 & 99 (punainen väri): Vaihda tai huolla moduuli.
Koodi E2, E4 & E5 (punainen väri): Vaihda tai palauta moduuli.
Koodi E9 (vihreä väri): Tarkista komentorekisteri ja syklin teho SDN:ssä palautusta varten.
Skanneri on moduuli, jossa on näyttö, kun taas laite on jokin muu verkon solmu, tavallisesti orjalaite skannerin skannausluettelossa. Tämä voi olla yksi skannerin orjatilan persoonallisuus.

Devicenetin edut

DeviceNet-protokollan etuja ovat seuraavat.

• Nämä protokollat ​​ovat saatavilla halvemmalla, niillä on korkea luotettavuus ja laaja hyväksyntä, verkon kaistanleveyttä käytetään erittäin tehokkaasti ja verkossa on saatavilla tehoa.
• Nämä pystyvät keräämään suuria tietomääriä ilman, että projektin kustannuksia merkittävästi lisätään.
• Asennus vie vähemmän aikaa.
• Ei kallista verrattuna normaaliin point-to-point -johdotukseen.
• Joskus DeviceNet-laitteet tarjoavat enemmän ohjausominaisuuksia kuin tavalliset tai kytketyt laitteet.
• Useimmat Devicenet-laitteet tarjoavat erittäin hyödyllisiä diagnostiikkatietoja, jotka voivat helpottaa järjestelmien vianmääritystä ja vähentää seisokkeja.
• Tätä protokollaa voidaan käyttää minkä tahansa PC:n tai PLC:n tai siihen perustuvien ohjausjärjestelmien kanssa.

DeviceNet-protokollan haittoja ovat seuraavat.

• Näillä protokollilla on kaapelin enimmäispituus.
• Niillä on rajoitettu viestikoko ja rajoitettu kaistanleveys.
• 90–95 % kaikista DeviceNet-ongelmista johtuu pääasiassa kaapelointiongelmasta.
• Vähemmän laitteita jokaiselle solmulle
• Viestin rajallinen koko.
• Kaapelin etäisyys on huomattavasti lyhyempi.

DeviceNet-protokollasovellukset

The DeviceNet-protokollasovellukset Sisällytä seuraavat.

• DeviceNet-protokolla tarjoaa yhteyksiä eri teollisuuslaitteiden, kuten toimilaitteiden, automaatiojärjestelmät , anturit ja myös monimutkaiset laitteet ilman väliintuloa
• I/O-lohkot tai moduulit.
• DeviceNet-protokollaa käytetään teollisuusautomaatiosovelluksessa.
• DeviceNet-verkkoprotokollaa hyödynnetään automaatioteollisuudessa ohjauslaitteiden yhdistämiseen tiedonvaihtoa varten.
• DeviceNet-protokollaa käytetään moottorin ohjaamiseen.
• Tätä protokollaa voidaan käyttää läheisyydessä, yksinkertaisissa rajakytkimissä ja painikkeissa jakotukien ohjaamiseen,
• Tätä käytetään monimutkaisissa AC- ja DC-käyttösovelluksissa.

Näin ollen tämä on yleiskatsaus DeviceNetistä joka on multi-drop, digitaalinen Fieldbus-verkko, jota käytetään yhdistämään useita laitteita useilta toimittajilta, kuten PLC:t, teollisuusohjaimet, anturit, toimilaitteet ja automaatiojärjestelmät tarjoamalla käyttäjille kustannustehokkaan verkon yksinkertaisten laitteiden hallintaan ja jakeluun käyttämällä arkkitehtuuri. Tässä on sinulle kysymys, mikä on protokolla?