现场总线DeviceNet-工业以太网及应用技术

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：任何制造DeviceNet产品的公司都可以加入ODVA，并参与对DeviceNet规范进行增补的技术工作。DeviceNet规范的购买者将得到一份不受限制的、真正免费的开发DeviceNet产品的许可。它是一个独立组织，管理DeviceNet技术规范，促进DeviceNet在全球的推广与应用。DeviceNet是一个比较年轻的，也是较晚进入中国的现场总线。但DeviceNet价格低、效率高，特别适用于制造业、工业控制、电力系统等行业的自动化，适合于制造系统的信息化。2002年10月8日，DeviceNet现场总线被批准为国家标准。

DeviceNet是一种低成本的通信连接，它将工业设备连接到网络，从而免去了昂贵的硬接线。DeviceNet又是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。DeviceNet的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线——I/O接口很难实现的。

DeviceNet是一个开放式网络标准，规范和协议都是开放的，厂商将设备连接到系统时，无需购买硬件、软件或许可权。任何人都能以少量的复制成本从开放式DeviceNet供货商协会（Open DeviceNet Vendor Association，ODVA）获得DeviceNet规范。任何制造DeviceNet产品的公司都可以加入ODVA，并参与对DeviceNet规范进行增补的技术工作。

DeviceNet规范的购买者将得到一份不受限制的、真正免费的开发DeviceNet产品的许可。寻求开发帮助的公司可以通过任何渠道购买使其工作简易化的样本源代码、开发工具包和各种开发服务。关键的硬件可以从世界上最大的半导体供货商那里获得。

在现代的控制系统中，不仅要求现场设备完成本地的控制、监视、诊断等任务，还要能通过网络与其他控制设备及PLC进行对等通信，因此现场设备多设计成内置智能式。基于这样的现状，美国Rockwell Automation公司于1994年推出了DeviceNet网络，实现了低成本、高性能的工业设备的网络互连。DeviceNet具有如下特点：

1）DeviceNet基于CAN总线技术，它可连接开关、光电传感器、阀组、电动机起动器、过程传感器、变频调速设备、固态过载保护装置、条形码阅读器、I/O和人机界面等。其传输速率为125～500kbit/s，每个网络的最大节点数是64个，干线长度为100～500m。

2）DeviceNet使用的通信模式是生产者/客户（Producer/Consumer）。该模式允许网络上的所有节点同时存取同一源数据，网络通信效率更高；采用多信道广播信息发送方式，各个客户可在同一时间接收到生产者所发送的数据，网络利用率更高。“生产者/客户”模式与传统的“源/目的”通信模式相比，前者采用多信道广播式，网络节点同步化，网络效率高；后者采用应答式，如果要向多个设备传送信息，则需要对这些设备分别进行“呼”、“应”通信，即使是同一信息，也需要制造多个信息包，这样不仅增加了网络的通信量，而且网络响应速度也受到了限制，难以满足高速的、对时间苛求的实时控制。

3）设备可互换性。各个销售商所生产的符合DeviceNet网络和行规标准的简单装置（如按钮、电动机起动器、光电传感器、限位开关等）都可以互换，为用户提供灵活性和可选择性。

4）DeviceNet网络上的设备可以随时连接或断开，但不会影响网上其他设备的运行，方便维护和减少维修费用，也便于系统的扩充和改造。

5）DeviceNet网络上的设备安装比传统的I/O布线更加节省费用，尤其是当设备分布在几百米范围内时，更有利于降低布线安装成本。(www.chuimin.cn)

6）利用RS Network for DeviceNet软件可方便地对网络上的设备进行配置、测试和管理。网络上的设备以图形方式显示工作状态，一目了然。

现场总线技术具有网络化、系统化、开放性的特点，需要多个企业相互支持、相互补充来构成整个网络系统。为便于技术发展和企业之间的协调，统一宣传推广技术和产品，通常每一种现场总线都有一个组织来统一协调。DeviceNet总线的组织机构ODVA。它是一个独立组织，管理DeviceNet技术规范，促进DeviceNet在全球的推广与应用。

ODVA实行会员制，会员分供货商会员（Vendor Member）和分销商会员（Distributor Member）。ODVA现有供货商会员中包括ABB、Rockwell、Phoenix Contact、Omron、Hitachi、Cutler-Hammer等几乎所有世界著名的电器和自动化元件生产商。

ODVA的作用是帮助供货商会员向DeviceNet产品开发者提供技术培训、产品一致性试验工具和试验，支持成员单位对DeviceNet协议规范进行改进；出版符合DeviceNet协议规范的产品目录，组织研讨会和其他推广活动，帮助用户了解掌握DeviceNet技术；帮助分销商开展DeviceNet用户培训和DeviceNet专家认证培训，提供设计工具，解决DeviceNet系统问题。

DeviceNet是一个比较年轻的，也是较晚进入中国的现场总线。但DeviceNet价格低、效率高，特别适用于制造业、工业控制、电力系统等行业的自动化，适合于制造系统的信息化。

2000年2月，上海电器科学研究所与ODVA签署合作协议，共同筹建ODVA China，目的是把DeviceNet这一先进技术引入中国，促进我国自动化和现场总线技术的发展。

2002年10月8日，DeviceNet现场总线被批准为国家标准。DeviceNet中国国家标准编号为GB/T 18858.3—2002，名称为《低压开关设备和控制设备控制器——设备接口（CDI）第3部分：DeviceNet》。该标准于2003年4月1日开始实施。

现场总线DeviceNet-工业以太网及应用技术

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