DeviceNet: arhitektūra, ziņojumu formāts, kļūdu kodi, darbība un lietojumprogrammas

DeviceNet protokolu sākotnēji izstrādāja Allen-Bradley, kas tagad pieder zīmolam Rockwell Automation. Tika nolemts padarīt to par atvērtu tīklu, popularizējot šo protokolu visā pasaulē ar trešo pušu piegādātājiem. Tagad šo protokolu pārvalda uzņēmums ODVA Company (Open DeviceNet Vendors Association), kas ļauj trešo pušu piegādātājiem un izstrādā standartus, lai izmantotu tīkla protokols . DeviceNet ir vienkārši uzklāts virsū Kontrollera apgabala tīkls (CAN) tehnoloģiju, ko izstrādājis Bosch. Uzņēmums. Šīs tehnoloģijas izmantotā tehnoloģija ir no ControlNet, ko arī izstrādājis Alens Bredlijs. Tātad šī ir Devicenet vēsture. Tātad šajā rakstā ir aplūkots pārskats par a Devicenet protokols – darbs ar aplikācijām.

Kas ir DeviceNet protokols?

DeviceNet protokols ir viena veida tīkla protokols, ko izmanto automatizācijas nozarē, savstarpēji savienojot vadības ierīces datu apmaiņai, piemēram, PLC , rūpnieciskie kontrolieri, sensors s, izpildmehānismi un automatizācijas sistēmas no dažādiem pārdevējiem. Šis protokols vienkārši izmanto parasto rūpniecisko protokolu, izmantojot CAN (Controller Area Network) multivides slāni, un apraksta lietojumprogrammas slāni, lai aptvertu dažādus ierīču profilus. Galvenās Devicenet protokola lietojumprogrammas galvenokārt ietver drošības ierīces, datu apmaiņu un lielus I/O vadības tīklus.

Iespējas

The Devicenet funkcijas iekļaujiet tālāk norādīto.

• DeviceNet protokols vienkārši atbalsta līdz 64 mezgliem, ieskaitot 2048 lielāko ierīču skaitu.
• Šajā protokolā izmantotā tīkla topoloģija ir kopnes līnija vai maģistrāle, izmantojot nolaižamos kabeļus ierīču savienošanai.
• Jebkurā maģistrālās līnijas pusē tiek izmantota 121 omi beigu pretestība.
• Tas izmanto tiltus, atkārtotājus, reklāmu vārtejas un maršrutētājus.
• Tas atbalsta dažādus režīmus, piemēram, galveno-slave, peer-to-peer un multi-master, lai pārsūtītu datus tīklā.
• Tas nodrošina gan signālu, gan barošanu ar līdzīgu kabeli.
• Šos protokolus var arī pievienot vai noņemt no tīkla jaudas.
• DeviceNet protokols vienkārši atbalsta 8A kopnē, jo sistēma nav droša pēc būtības. un liela jauda.

Devicenet arhitektūra

DeviceNet ir sakaru saite, ko izmanto, lai savienotu tīklā industriālās ierīces, piemēram, induktīvos sensorus, gala slēdžus, fotoelektriskās ierīces, spiedpogas, indikatora gaismas, svītrkoda lasītājus, motora kontrollerus un operatora saskarnes, izvairoties no sarežģītas un dārgas elektroinstalācijas. Tātad tiešais savienojums nodrošina labāku saziņu starp ierīcēm. Vadu I/O saskarņu gadījumā ierīces līmeņa analīze nav iespējama.

DeviceNet protokols vienkārši atbalsta topoloģiju, piemēram, maģistrālo līniju vai nolaižamo līniju, lai mezglus varētu viegli savienot ar galveno līniju vai īsiem atzariem tieši. Katrs DeviceNet tīkls ļauj tiem savienot līdz pat 64 mezgliem visur, kur mezglu izmanto galvenais “skeneris”, un 63. mezgls ir rezervēts kā noklusējuma mezgls 62 mezgliem, kas ir pieejami ierīcēm. Taču lielākā daļa rūpniecisko kontrolieru ļauj izveidot savienojumu ar vairākiem DeviceNet tīkliem, ar kuru palīdzību Nr. savstarpēji savienotus mezglus var paplašināt.

Devicenet tīkla protokola arhitektūra ir parādīta zemāk. Šis tīkls vienkārši seko OSI modelim, kas izmanto 7 slāņus no fiziskā līdz lietojumprogrammas slāņiem. Šis tīkls ir balstīts uz CIP (Common Industrial Protocol), kas jau no paša sākuma izmanto trīs augstākos CIP slāņus, savukārt pēdējie četri slāņi ir pārveidoti, lai piemērotu DeviceNet.

DeviceNet “fiziskais slānis” galvenokārt ietver mezglu, kabeļu, pieskārienu un gala rezistoru kombināciju maģistrāles-dropline topoloģijā.

Datu saites slānim šis tīkla protokols izmanto CAN (Controller Area Network) standartu, kas vienkārši apstrādā visus ziņojumus starp ierīcēm un kontrolleriem.

Šī protokola tīkla un transporta slāņi izveidos ierīces savienojumu, izmantojot savienojuma ID, galvenokārt mezgliem, kas ietver ierīces MAC ID un ziņojuma ID.

Mezgls adresē derīgu DeviceNet diapazonu, kas svārstās no 0 līdz 63, kas nodrošina kopā 64 iespējamos savienojumus. Šeit galvenā savienojuma ID priekšrocība ir tā, ka tas ļauj DeviceNet atpazīt dublētās adreses, pārbaudot MAC ID un signalizējot operatoram, ka tas ir jālabo.

DeviceNet tīkls ne tikai samazina elektroinstalācijas un uzturēšanas izmaksas, jo tam nepieciešams mazāk vadu, bet arī ļauj izmantot ar DeviceNet tīklu saderīgas dažādu ražotāju ierīces. Šis tīkla protokols ir balstīts uz Controller Area Network jeb CAN, kas ir pazīstams kā sakaru protokols. Tas galvenokārt tika izstrādāts, lai nodrošinātu maksimālu elastību starp lauka ierīcēm un dažādu ražotāju savietojamību.

Šis tīkls ir organizēts kā ierīču kopnes tīkls, kura īpašības ir baitu līmeņa komunikācija un liels ātrums, kas satur analoģisku iekārtu saziņu un augstu diagnostikas jaudu caur tīkla ierīcēm. DeviceNet tīklā ir līdz 64 ierīcēm, tostarp viena ierīce katrā mezgla adresē, kas sākas no 0 līdz 63.

Šajā tīklā tiek izmantoti divi standarta tipa kabeļi, biezi un plāni. Maģistrālei tiek izmantots biezs kabelis, savukārt maģistrālei tiek izmantots plāns kabelis. Lielākais kabeļa garums galvenokārt ir atkarīgs no pārraides ātruma. Šie kabeļi parasti ietver četru krāsu kabeļus, piemēram, melnu, sarkanu, zilu un baltu. Melns kabelis ir paredzēts 0 V barošanas avotam, sarkanais kabelis ir paredzēts +24 V barošanas avotam, zilās krāsas kabelis ir CAN zema signālam un baltais kabelis ir CAN High signālam.

Kā darbojas Devicenet?

DeviceNet darbojas, izmantojot CAN (Controller Area Network) tā datu pārraides slānim un līdzīga tīkla tehnoloģija tiek izmantota automašīnu transportlīdzekļos saziņai starp viedierīcēm. DeviceNet vienkārši atbalsta līdz 64 mezgliem tikai DeviceNet tīklā. Šajā tīklā var būt viens galvenais un līdz 63 vergiem. Tātad DeviceNet atbalsta galveno/pakalpojumu un vienādranga komunikāciju, izmantojot I/O, kā arī skaidru ziņojumapmaiņu pārraudzībai, kontrolei un konfigurēšanai. Šis tīkla protokols tiek izmantots automatizācijas nozarē datu apmaiņai, sazinoties ar vadības ierīcēm. Tas izmanto Common Industrial Protocol vai CIP, izmantojot CAN multivides slāni, lai noteiktu lietojumprogrammas slāni dažādu ierīču profilu segšanai.

Šajā diagrammā parādīts, kā notiek ziņojumu apmaiņa starp ierīcēm ierīces tīklā.

Programmā Devicenet pirms ievades/izvades datu komunikācijas starp ierīcēm galvenajai ierīcei vispirms ir jāpievienojas pakārtotajām ierīcēm, izmantojot skaidru ziņojumu, lai aprakstītu savienojuma objektu.

Iepriekš minētajā savienojumā mēs vienkārši nodrošinām vienu savienojumu skaidriem ziņojumiem un četrus I/O savienojumus.

Tātad šis protokols galvenokārt ir atkarīgs no savienojuma metodes koncepcijas, kur galvenajai ierīcei ir jāsavieno ar pakārtoto ierīci atkarībā no I/O datu un informācijas apmaiņas komandas. Lai iestatītu galveno vadības ierīci, ir jāveic vienkārši 4 galvenie soļi, un katra soļa funkcija ir izskaidrota tālāk.

Pievienojiet ierīci tīklam

Šeit mums ir jānorāda vergu ierīces MAC ID, kas jāiekļauj tīklā.

Konfigurēt savienojumu

Vergu ierīcei varat pārbaudīt I/O savienojuma veidu un I/O datu garumu.

Izveidojiet savienojumu

Kad savienojums ir izveidots, lietotāji var sākt sazināties, izmantojot palīgierīces.

Piekļūstiet I/O datiem

Kad saziņu ir veikušas pakārtotās ierīces, I/O datiem var piekļūt, izmantojot līdzvērtīgu lasīšanas vai rakstīšanas funkciju.

Kad ir izveidots skaidrs savienojums, savienojuma josla tiek izmantota plašas informācijas apmaiņai, izmantojot vienu mezglu ar citiem mezgliem. Pēc tam lietotāji var izveidot I/O savienojumus nākamajā darbībā. Kad ir izveidoti I/O savienojumi, I/O datus var vienkārši apmainīt starp ierīcēm DeviceNet tīklā, pamatojoties uz galvenās ierīces pieprasījumu. Tātad galvenā ierīce piekļūst pakārtotās ierīces I/O datiem, izmantojot vienu no četrām I/O savienojuma metodēm. Lai atgūtu un pārsūtītu vergu I/O datus, bibliotēka ir ne tikai vienkārši lietojama, bet arī nodrošina daudzas DeviceNet galvenās funkcijas.

Devicenet ziņojuma formāts

DeviceNet protokols vienkārši izmanto tipisku, oriģinālu CAN, īpaši tā datu saites slānim. Tātad tas ir diezgan mazākais pieskaitījums, kas nepieciešams CAN datu saites slānī, lai DeviceNet kļūtu ļoti efektīvs, apstrādājot ziņojumus. Izmantojot Devicenet protokolu, CIP ziņojumu iesaiņošanai un pārsūtīšanai tiek izmantots vismazākais tīkla joslas platums, kā arī vismazāk procesora pieskaitāmās izmaksas, izmantojot ierīci, lai pārraidītu šādus ziņojumus.

Lai gan CAN specifikācija definē dažādu veidu ziņojumu formātus, piemēram, datu, tālvadības, pārslodzes un kļūdu. DeviceNet protokols galvenokārt izmanto tikai datu rāmi. Tātad CAN datu rāmja ziņojuma formāts ir norādīts zemāk.

Iepriekš minētajā datu rāmī, tiklīdz tiek pārraidīts kadra bita sākums, visi uztvērēji CAN tīklā koordinēsies ar pāreju uz dominējošo stāvokli no recesīvā.

Gan identifikators, gan RTR (Remote Transmission Request) bits kadrā veido arbitrāžas lauku, ko vienkārši izmanto, lai palīdzētu multivides piekļuvei prioritātei. Kad ierīce pārraida, tā arī pārbauda katru pārraidīto bitu uzreiz un saņem katru pārraidīto bitu, lai autentificētu pārsūtītos datus un ļautu tieši noteikt sinhronizētu pārraidi.

CAN vadības lauks galvenokārt ietver 6 bitus, kur divu bitu saturs ir fiksēts, bet atlikušie 4 biti galvenokārt tiek izmantoti garuma laukam, lai norādītu gaidāmā datu lauka garumu no 0 līdz 8 baitiem.
CAN datu kadram seko lauks CRC (Cyclic Redundancy Check), lai identificētu kadru kļūdas un dažādus kadru formatēšanas atdalītājus.

Izmantojot dažādus kļūdu noteikšanas veidus, kā arī kļūdu ierobežošanas paņēmienus, piemēram, CRC un automātiskos atkārtojumus, var novērst, ka bojāts mezgls traucē n/w. VAR nodrošināt ārkārtīgi spēcīgu kļūdu pārbaudi, kā arī kļūdu ierobežošanas spēju.

Rīki

DeviceNet protokola analīzei izmantotie dažādie rīki ietver tādus izplatītus tīkla konfigurācijas rīkus kā Synergetic's SyCon, Cutler-Hammer's NetSolver, Allen-Bradley's RSNetworX, DeviceNet Detective un CAN trafika monitorus vai analizatorus, piemēram, Peak's CAN Explorer un Vector's Canalyzer.

Kļūdu apstrāde Devicenet protokolā

Kļūdu apstrāde ir procedūra, kā reaģēt uz programmas kļūdas apstākļiem un atkopties no tiem. Tā kā datu saites slāni apstrādā CAN, kļūdu apstrāde saistībā ar bojāta mezgla noteikšanu un bojātā mezgla izslēgšanu notiek saskaņā ar CAN tīkla protokolu. Taču ierīces tīkla kļūdas galvenokārt rodas dažu iemeslu dēļ, piemēram, ja DeviceNet ierīce nav pareizi pievienota vai var rasties problēmas ar displeja bloku. Lai pārvarētu šīs problēmas, ir jāievēro šāda procedūra.

• Pareizi pievienojiet DeviceNet ierīci.
• Atdaliet DeviceNet kabeli.
• Katrai displeja blokam ir jāmēra strāvas padeve.
• Spriegums ir jāpielāgo nominālā sprieguma diapazonā.
• IESLĒDZIET strāvu un pārbaudiet, vai DeviceNet ierīces gaismas diode iedegas.
• Ja DeviceNet ierīces gaismas diode ir IESLĒGTA, pārbaudiet, vai ir norādīta LED kļūdas informācija, un attiecīgi izlabojiet problēmu.
• Ja Devicenet nav ieslēgta neviena gaismas diode, iespējams, gaisma ir bojāta. Tāpēc ir jāpārbauda, ​​vai savienotāja tapas nav salauztas vai saliektas.
• Savienojiet DeviceNet ar savienojumu, izmantojot uzmanību.

Devicenet vs ControlNet

Tālāk ir norādītas atšķirības starp Devicenet un ControlNet.

Devicenet vs Modbus

Tālāk ir norādītas atšķirības starp Devicenet un Modbus.

Devicenet kļūdu kodi

Tālāk ir norādīti DeviceNet kļūdu kodi no mazākiem 63 numuriem un virs 63 numuriem. Šeit < 63 skaitļi ir zināmi kā mezglu numuri, savukārt > 63 skaitļi ir zināmi kā kļūdu kodi vai statusa kodi. Lielākā daļa kļūdu kodu attiecas uz vienu vai vairākām ierīcēm. Tātad tas tiek parādīts, pārmaiņus mirgojot kods, kā arī mezgla numurs. Ja ir jāparāda vairāki kodi un mezglu numuri, displejs visā tajos tiek rādīts mezglu numuru secībā.

Nākamajā sarakstā kodi ar krāsām vienkārši apraksta nozīmes

• Zaļās krāsas kods parādīs normālus vai neparastus apstākļus, ko izraisījusi lietotāja darbība.
• Zilās krāsas kods parāda kļūdas vai neparastus apstākļus.
• Sarkanais krāsas kods parāda nopietnas kļūdas, un, iespējams, ir jānomaina skeneris.

Tālāk ir norādīts Devicenet kļūdas kods ar nepieciešamo darbību.

Kods no 00 līdz 63 (zaļa krāsa): displejs parāda skenera adresi.
Kods 70 (zila krāsa): mainiet skenera kanāla adresi, pretējā gadījumā ierīces adrese ir konfliktējoša.
Kods 71 ​​(zila krāsa): skenēšanas sarakstam ir jāpārkonfigurē un jānovērš visi nelikumīgie dati.
Kods 72 (zila krāsa): ierīcei ir jāpārbauda un jāpārbauda savienojumi.
Kods 73 (zila krāsa): apstipriniet, ka precīzā ierīce atrodas šajā mezgla numurā, un pārliecinieties, ka ierīce ir vienāda ar elektronisko atslēgu, kā norādīts skenēšanas sarakstā.
Kods 74 (zila krāsa): pārbaudiet, vai konfigurācijā nav nepieņemamu datu un tīkla trafika.
Kods 75 (zaļa krāsa): izveidojiet un lejupielādējiet skenēšanas sarakstu.
Kods 76 (zaļa krāsa): izveidojiet un lejupielādējiet skenēšanas sarakstu.
Kods 77 (zila krāsa): skenējiet sarakstu vai pārkonfigurējiet ierīci, lai nodrošinātu pareizu pārraides un saņemšanas datu izmēru.
Kods 78 (zila krāsa): iekļaujiet vai izdzēsiet ierīci tīklā.
Kods 79 (zila krāsa): pārbaudiet, vai skeneris ir savienots ar piemērotu tīklu, izmantojot vismaz vienu citu mezglu.
Kods 80 (zaļa krāsa): skenera komandu reģistrā atrodiet RUN bitu un iestatiet PLC RUN režīmā.
Kods 81 (zaļa krāsa): pārbaudiet PLC programmu, kā arī skenera komandu reģistrus.
Kods 82 (zila krāsa): pārbaudiet ierīces konfigurāciju.
Kods 83 (zila krāsa): pārbaudiet skenēšanas saraksta ierakstu un pārbaudiet ierīces konfigurāciju
Kods 84 (zaļa krāsa): saziņas inicializācija skenēšanas sarakstā pa ierīcēm
Kods 85 (zila krāsa): sakārtojiet ierīci mazākam datu izmēram.
Kods 86 (zila krāsa): nodrošiniet ierīces statusu un konfigurāciju.
Kods 87 (zila krāsa): pārbaudiet primārā skenera un konfigurācijas savienojumu.
Kods 88 (zila krāsa): pārbaudiet skenera savienojumus.
Kods 89 (zila krāsa): pārbaudiet šīs ierīces izkārtojumu/atspējojiet ADR.
Kods 90 (zaļa krāsa): pārliecinieties, vai skenera PLC programma un komandu reģistrs
Kods 91 (zila krāsa): pārbaudiet, vai sistēmā nav bojātas ierīces
Kods 92 (zilā krāsā): pārbaudiet, vai nolaižamais kabelis nodrošina tīkla strāvu skenera DeviceNet portam.
Kods 95 (zaļa krāsa): nenoņemiet skeneri, kad notiek FLASH atjaunināšana.
Kods 97 (zaļa krāsa): pārbaudiet skenera kāpņu programmu un komandu reģistru.
Kods 98 un 99 (sarkana krāsa): nomainiet vai apkopiet savu moduli.
Kods E2, E4 un E5 (sarkanā krāsā): nomainiet vai atgrieziet moduli.
Kods E9 (zaļa krāsa): pārbaudiet komandu reģistru un SDN cikla jaudu, lai atgūtu.
Skeneris ir modulis, kuram ir displejs, savukārt ierīce ir kāds cits tīkla mezgls, kas parasti ir pakārtota ierīce skenera skenēšanas sarakstā. Tā var būt vēl viena skenera vergu režīma personība.

Devicenet priekšrocības

DeviceNet protokola priekšrocības ir šādas.

• Šie protokoli ir pieejami par zemākām izmaksām, tiem ir augsta uzticamība, un tie ir plaši pieņemti, tīkla joslas platums tiek izmantots ļoti efektīvi un tīklā ir pieejama jauda.
• Tie spēj savākt lielu datu apjomu, būtiski nepalielinot projekta izmaksas.
• Instalēšanai nepieciešams mazāk laika.
• Nav dārgi, salīdzinot ar parasto punktu-punktu vadu.
• Dažreiz DeviceNet ierīces nodrošina vairāk vadības funkciju, salīdzinot ar parastajām vai komutētām ierīcēm.
• Lielākā daļa Devicenet ierīču nodrošina ļoti noderīgus diagnostikas datus, kas var atvieglot sistēmu problēmu novēršanu un samazināt dīkstāves laiku.
• Šo protokolu var izmantot ar jebkuru datoru vai PLC vai balstītu vadības sistēmu.

DeviceNet protokola trūkumi ir šādi.

• Šiem protokoliem ir maksimālais kabeļa garums.
• Viņiem ir ierobežots ziņojumu lielums un ierobežots joslas platums.
• 90–95% no visām DeviceNet problēmām galvenokārt rodas kabeļu problēmas dēļ.
• Mazāks ierīču skaits katram mezglam
• Ierobežots ziņojuma lielums.
• Kabeļa attālums ir ievērojami mazāks.

DeviceNet protokola lietojumprogrammas

The DeviceNet protokola lietojumprogrammas iekļaujiet tālāk norādīto.

• DeviceNet protokols nodrošina savienojumus starp dažādām rūpnieciskām ierīcēm, piemēram, izpildmehānismiem, automatizācijas sistēmas , sensori un arī sarežģītas ierīces bez nepieciešamības iejaukties
• I/O bloki vai moduļi.
• DeviceNet protokols tiek izmantots rūpnieciskās automatizācijas lietojumprogrammās.
• DeviceNet tīkla protokols tiek izmantots automatizācijas nozarē, lai savstarpēji savienotu vadības ierīces datu apmaiņai.
• DeviceNet protokols tiek izmantots motora vadīšanai.
• Šis protokols ir piemērojams tuvumam, vienkāršiem gala slēdžiem un spiedpogām, lai vadītu kolektorus,
• To izmanto sarežģītās maiņstrāvas un līdzstrāvas piedziņas lietojumprogrammās.

Tādējādi tas ir DeviceNet pārskats kas ir daudzlīmeņu digitālais lauka kopnes tīkls, ko izmanto, lai savienotu vairākas ierīces no vairākiem pārdevējiem, piemēram, PLC, rūpnieciskos kontrolierus, sensorus, izpildmehānismus un automatizācijas sistēmas, nodrošinot lietotājiem rentablu tīklu vienkāršu ierīču pārvaldībai un izplatīšanai, izmantojot arhitektūra. Šeit jums ir jautājums, kas ir protokols?