一種基于CAN總線技術(shù)的符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開放型通信網(wǎng)絡(luò)。它最早由Allen-Bradley公司支持Devicent2022年615IEC62026國際標(biāo)準(zhǔn)(有關(guān)低壓開關(guān)設(shè)備與掌握設(shè)備、控制器與電氣設(shè)備接口)之一。在2022年121日發(fā)行的國家標(biāo)準(zhǔn)化治理委員會(huì)通報(bào)中，公布了DeviceNet202210820224月1日正式開頭實(shí)施。DeviceNetDeviceNet現(xiàn)場總線技術(shù)的研制單位、生產(chǎn)企業(yè)、貿(mào)易和用戶供給了技術(shù)橋梁。Devicenet現(xiàn)場總線由于產(chǎn)生和進(jìn)展的時(shí)間較晚，因此它承受了更為先進(jìn)的通信概念和技術(shù)，相對于其他現(xiàn)場總線，具有較大的領(lǐng)先性，突出的高牢靠性、實(shí)時(shí)性和敏捷性DeviceNet是一個(gè)開放式的協(xié)議，Rockwell300多家自動(dòng)化設(shè)備廠商的產(chǎn)品支持這種協(xié)議，DeviceNet在歐美和日本的現(xiàn)場總線市場占有很大的份額，在掌握領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。DeviceNet進(jìn)入中國時(shí)間不長，但是在中國已有DevicetNet的生產(chǎn)線，另外，DeviceNet技術(shù)。２Devicenet總線的特點(diǎn)DeviceＮet是一種低本錢的通信連接。它將工業(yè)設(shè)備(如:限位開關(guān)、光電傳感器、閥組、電動(dòng)機(jī)、起動(dòng)器、過程傳感器、條形碼讀取器、變頻驅(qū)動(dòng)器、面板顯示器和操作員接口)連接到網(wǎng)絡(luò)，從而免去了昂貴的硬接線。ＤeviceＮet是一種簡潔的網(wǎng)絡(luò)解決方案，在供給多供貨商同類部件間的可互換性的同時(shí)，削減了配線和安裝工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的本錢和時(shí)間。DeviceＮet的直接互連性不僅改善了設(shè)備間的通信，而且同DeviceＮet是一個(gè)開放式網(wǎng)絡(luò)簡潔地說，DeviceＮet可以歸納出以下一些技術(shù)特點(diǎn):64個(gè)節(jié)點(diǎn);125kbps～500kbps通訊速率;點(diǎn)對點(diǎn)，多主或主/從通信;可帶電更換網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在線修改網(wǎng)絡(luò)配置;承受ＣＡＮ物理層和數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)約，使用ＣＡＮ規(guī)約芯片，得到國際上主要芯片制造商的支持;支持選通、輪詢、循環(huán)、狀態(tài)變化和應(yīng)用觸發(fā)的數(shù)據(jù)傳送;低本錢、高牢靠性的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò);既適合于連接底端工業(yè)設(shè)備，又能連接像變頻器、操作終端這樣的簡單設(shè)備;承受無損位仲裁機(jī)制實(shí)現(xiàn)按優(yōu)先級發(fā)送信息;具有通訊錯(cuò)誤分級檢測機(jī)制、通訊故障的自動(dòng)判別和恢復(fù)功能。3Devicenet總線技術(shù)介紹Devicenet的物理層和物理媒體DevicenetDeviceNet的總線拓?fù)錁?gòu)造及網(wǎng)絡(luò)元件，具體包括系統(tǒng)接地、粗纜和細(xì)纜DeviceNet所承受的典型拓?fù)錁?gòu)造是干線－分支方式，如圖1所示。1Devicenet現(xiàn)場總線拓?fù)錁?gòu)造線纜包括:粗纜(多用作干線)和細(xì)纜(多用于分支線)24V直流電源線和信號(hào)線兩組雙式，支持冗余構(gòu)造。總線支持有源和無源設(shè)備，對于有源設(shè)備供給特地設(shè)計(jì)的帶有光隔離的收發(fā)器。DevicenetCANDevicenetCAN總線的根底上建立起來的。DeviceNetCAN標(biāo)準(zhǔn)CAN掌握器芯片實(shí)現(xiàn)。CAN定義了四種幀格式，分別為數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超DeviceNetDeviceNet中沒有被使用，超載幀和2所示:2Devicenet的數(shù)據(jù)幀格式CAN標(biāo)準(zhǔn)定義總線數(shù)值為兩個(gè)互補(bǔ)規(guī)律數(shù)值之一:“顯性”(0)和“隱性”(l)驅(qū)動(dòng)總線為“顯性’:當(dāng)“顯性”和“隱性”位同時(shí)發(fā)送時(shí)，最終總線數(shù)值將為“顯性”。僅當(dāng)總線空閑或“隱性”位期間，發(fā)送“隱性”狀態(tài)。在總線空閑時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可嘗試發(fā)送，但假設(shè)多于兩個(gè)的節(jié)點(diǎn)同時(shí)開頭發(fā)送，發(fā)送權(quán)的競爭需要通過11位標(biāo)識(shí)符的逐位仲裁來解決。Devicenet承受載波偵聽非破壞性逐位仲裁機(jī)制(CSMA/NBA)的方法解決總線訪問沖突問題。網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有一個(gè)唯一的11位標(biāo)識(shí)符，這個(gè)標(biāo)識(shí)符的值打算了總線沖突仲裁季節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級的凹凸。11位標(biāo)識(shí)符數(shù)值最小的節(jié)點(diǎn)擁有最高的優(yōu)先級，作為獲勝的一方，可不受影響地連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，所以這種碰撞和仲裁并未造成數(shù)據(jù)幀的損壞，即不會(huì)鋪張通信資源。同時(shí)可以看到，由于標(biāo)識(shí)符數(shù)值低的節(jié)點(diǎn)具有較高的優(yōu)先權(quán)，所以通過標(biāo)識(shí)符的安排可以使重要的數(shù)據(jù)得到優(yōu)先發(fā)送。DevicenetCAN總線的根底上又增加了面對對象、基于連接的現(xiàn)代通信技術(shù)理念，并開發(fā)了應(yīng)用層。CAN數(shù)據(jù)幀的使用方式、節(jié)點(diǎn)重復(fù)地址檢測機(jī)制、對象模型及設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。Devicenet網(wǎng)絡(luò)通信模型在現(xiàn)場總線中有兩種常用的通信模式，一種是傳統(tǒng)的源/目標(biāo)(Source/Destination)即點(diǎn)對點(diǎn)模式，另外一種是型的生產(chǎn)/消費(fèi)者(Producer/Customer)模式。以前的通信模式使用點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)展通信，在報(bào)文中含有特定的源/目標(biāo)地址信息，如圖3(a)所示。源節(jié)點(diǎn)必需屢次發(fā)送數(shù)據(jù)給不同的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，從而造成了帶寬的損失。Devicenet中承受了全的生產(chǎn)者/3(b)所示。3現(xiàn)場總線通信模式在生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型中，報(bào)文按其內(nèi)容來標(biāo)識(shí)，假設(shè)某個(gè)節(jié)點(diǎn)要接收一個(gè)報(bào)文，僅僅需識(shí)別與此報(bào)文相關(guān)的特定的標(biāo)識(shí)符(即11位標(biāo)識(shí)符，連接ID)，每個(gè)報(bào)文不再需要源地址和目的地址。由于報(bào)文是按內(nèi)容進(jìn)展標(biāo)識(shí)的，數(shù)據(jù)源只需將報(bào)文發(fā)送一次，很多需用此報(bào)文的節(jié)點(diǎn)通過在網(wǎng)上同時(shí)識(shí)別這個(gè)標(biāo)識(shí)符，可同時(shí)從同一生產(chǎn)者取用(消費(fèi))此報(bào)文，有效地提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，并且消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)之間可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的同步，適節(jié)點(diǎn)發(fā)送多個(gè)報(bào)文時(shí)，對每個(gè)報(bào)文使用不同的標(biāo)識(shí)符。Devicenet的報(bào)文Devicenet中定義了兩類不同的報(bào)文:I/O報(bào)文。顯式報(bào)文(ExplicitMessage)顯式報(bào)文用于兩個(gè)設(shè)備之間多用途的信息交換，是典型的懇求-響應(yīng)通信方式，一般用于節(jié)點(diǎn)的配置、故障狀況報(bào)告和故障診斷。Devicenet中定義了一組公共效勞顯式報(bào)文，如讀取屬性、設(shè)置屬性、翻開連接、關(guān)閉連接、出錯(cuò)響應(yīng)、起動(dòng)、停頓、復(fù)位等。這類信息由于是多用途的，所以在報(bào)文中要標(biāo)明報(bào)文的類型，對應(yīng)不同類型，報(bào)文格式也不同。它是依據(jù)報(bào)文和預(yù)先規(guī)定的格式說明其含義的。顯式報(bào)文通常使用優(yōu)先級低的連接標(biāo)識(shí)符，并且該報(bào)文的相關(guān)信息直接包含在報(bào)文數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)場中，包括要執(zhí)行的效勞和相關(guān)對象的屬性及地址。I/O報(bào)文(I/OMessage)I/O報(bào)文適用于實(shí)時(shí)性要求較高和面對掌握的數(shù)據(jù)，I/O報(bào)文對傳送的牢靠性，送達(dá)時(shí)間確實(shí)定性及可重復(fù)性有很高的要求。I/O報(bào)文通常使用優(yōu)先級高的連接標(biāo)識(shí)符，通過點(diǎn)或多點(diǎn)連接進(jìn)展信息交換。I/O報(bào)I/OI/O報(bào)文過長，需要分I/O1個(gè)字節(jié)供報(bào)文段協(xié)議使用。Devicenet中連接的概念Devicenet網(wǎng)絡(luò)中，連接是一個(gè)重要概念。節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間欲進(jìn)展通信，必需先建立連接。DeviceNet這個(gè)通信將自動(dòng)斷開以釋放資源。DevicenetCAN11位仲裁區(qū)來定義。連接標(biāo)識(shí)符包括設(shè)備媒體訪問掌握標(biāo)識(shí)符(MACID)和信息標(biāo)識(shí)符(MessageID)。其中，MACID可通過硬件設(shè)定，也可通過軟件來配置。標(biāo)識(shí)符分為四組，如附表所示。Devicenet連接標(biāo)識(shí)符1I/O4優(yōu)先級最低，用于設(shè)備離線時(shí)的通信。傳送信息時(shí)可據(jù)此選擇相應(yīng)的信息組。Devicenet數(shù)據(jù)通信方式Devicenet支持多種數(shù)據(jù)通信方式，如位選通(Bit-Strobe)、輪詢(Poll)COS(ChangeofState)和循環(huán)(Cyclic)等。8字節(jié)的播送報(bào)文，6464個(gè)可能的節(jié)點(diǎn)，通過位的標(biāo)識(shí)，指定要求響應(yīng)的從設(shè)備。輪詢方式下，I/O報(bào)文直接依次發(fā)送到各個(gè)從設(shè)備(點(diǎn)對點(diǎn))。循環(huán)方式適用于一些模擬設(shè)備，可以依據(jù)設(shè)備信號(hào)發(fā)生的快慢，敏捷設(shè)定循環(huán)進(jìn)展通信的時(shí)間間隔，這樣就可以大大降低對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。狀態(tài)轉(zhuǎn)變方式用于離散的設(shè)備，使用大事觸發(fā)方式，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)才發(fā)生通信，而不是由主設(shè)備不斷的查詢來完成。多種可選的數(shù)據(jù)交換形式，均可由用戶自由地指定。通過選擇合理的數(shù)據(jù)通信方式，可以明顯地提高網(wǎng)絡(luò)利用率。預(yù)定義的主/從連接組Devicenet供給了一個(gè)功能很強(qiáng)的應(yīng)用層協(xié)議，允許動(dòng)態(tài)配置設(shè)備間的連接。而在實(shí)際使用中，很多對象的應(yīng)用狀況往往很簡潔，常用的主/DeviceNet定義了一個(gè)預(yù)定義主/2的從站，以降低從站的本錢和簡化設(shè)備的配置。預(yù)定義主/從連接組用于主/從連接式通信，并預(yù)先定義好各報(bào)文組內(nèi)一些通信道的功能。在使用前，主站需要通過主/從連接組安排懇求效勞和從站的應(yīng)答來明確主從關(guān)系，并通過安排選擇的設(shè)置明確所承受的報(bào)文傳送機(jī)制()。而對于不具有未連接信息治理(UCMM)力量的從站，稱為僅限組2/從連接組內(nèi)預(yù)留的未連接顯式懇求報(bào)文(2ID=6)和從站的顯式/未連接響應(yīng)報(bào)文(2ID=3)來實(shí)現(xiàn)預(yù)定義主/從連接的安排或刪除。Devicenet的對象模型Devicenet4DeviceNet產(chǎn)品的組件屬性、效勞和行為的簡4MACID、對象類標(biāo)識(shí)符、實(shí)例編DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的一點(diǎn)傳送到另一點(diǎn)。4Devicenet對象模型Devicenet為了對各個(gè)對象及其中的類、實(shí)例、屬性等進(jìn)展尋址，供給了以下幾種尋址標(biāo)識(shí)符:質(zhì)訪問掌握標(biāo)識(shí)符(MACID):Devicenet網(wǎng)段上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)展標(biāo)識(shí)。類標(biāo)識(shí)符(ClassID):Devicenet網(wǎng)段上的各個(gè)類進(jìn)展標(biāo)識(shí)。實(shí)例標(biāo)識(shí)符(InstanceID):對同一個(gè)類中的各個(gè)實(shí)例進(jìn)展標(biāo)識(shí)。屬性標(biāo)識(shí)符(Attribute):對同一對象中的各個(gè)屬性進(jìn)展標(biāo)識(shí)。Devicenet設(shè)備描述為實(shí)現(xiàn)不同制造商生產(chǎn)的同類設(shè)備的互換性、互操作性和功能的全都性，Devicenet對直接連接到網(wǎng)絡(luò)上的每類設(shè)備都定義了設(shè)備描述。設(shè)備描述是從網(wǎng)絡(luò)角度對設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造的說明，但凡符合同一設(shè)備描I/O數(shù)據(jù)，包含一樣的可配置數(shù)據(jù)。設(shè)備描述說明設(shè)備使DeviceNet對象庫中的對象、哪些制造商特定的對象以及關(guān)于設(shè)備特性的信息。設(shè)備描述的另一個(gè)I/OI/O設(shè)備描述還包括設(shè)備可配置參數(shù)的定義和訪問這些參數(shù)的公共接口。DevicenetDevicenet協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)還允許廠商供給電子數(shù)據(jù)表EDS(ElectronicDataSheet)，以文件的形式記錄設(shè)DeviceNet產(chǎn)品就可以便利DeviceNet上。DevicenetODVA成員參與的特別興趣