„DeviceNet“: architektūra, pranešimų formatas, klaidų kodai, veikimas ir programos

„DeviceNet“ protokolą iš pradžių sukūrė Allen-Bradley, dabar priklausantis prekės ženklui „Rockwell Automation“. Buvo nuspręsta jį paversti atviru tinklu reklamuojant šį protokolą visame pasaulyje su trečiųjų šalių pardavėjais. Dabar šį protokolą valdo ODVA įmonė (Open DeviceNet Vendors Association), leidžia trečiųjų šalių pardavėjams ir kuria standartus naudoti tinklo protokolas . „DeviceNet“ yra tiesiog sluoksniuotas ant Valdiklio srities tinklas (CAN) technologija, kurią sukūrė Bosch. Įmonė. Šios technologijos pritaikyta technologija yra iš „ControlNet“, kurią taip pat sukūrė Allenas Bradley. Taigi tai yra „Devicenet“ istorija. Taigi šiame straipsnyje aptariama a apžvalga Devicenet protokolas – darbas su programomis.

Kas yra „DeviceNet“ protokolas?

„DeviceNet“ protokolas yra vienos rūšies tinklo protokolas, naudojamas automatikos pramonės srityje sujungiant valdymo įrenginius, skirtus keistis duomenimis, pvz., PLC , pramoniniai valdikliai, jutiklis s, pavaros ir automatikos sistemos iš skirtingų pardavėjų. Šis protokolas tiesiog naudoja įprastą pramoninį protokolą per CAN (Controller Area Network) medijos sluoksnį ir aprašo taikomųjų programų sluoksnį, skirtą įvairiems įrenginių profiliams. Pagrindinės Devicenet protokolo programos apima saugos įrenginius, keitimąsi duomenimis ir didelius įvesties / išvesties valdymo tinklus.

funkcijos

The „Devicenet“ funkcijos įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• DeviceNet protokolas tiesiog palaiko iki 64 mazgų, įskaitant 2048 didžiausią įrenginių skaičių.
• Šiame protokole naudojama tinklo topologija yra magistralės linija arba magistraliniai kabeliai, skirti prijungti įrenginius.
• 121 omo vertės baigiamoji varža naudojama bet kurioje magistralinės linijos pusėje.
• Jis naudoja tiltus, kartotuvus, skelbimų šliuzus ir maršrutizatorius.
• Jis palaiko įvairius režimus, pvz., pagrindinį-slave, peer-to-peer ir multi-master, kad būtų galima perduoti duomenis tinkle.
• Jis perduoda signalą ir maitinimą panašiu kabeliu.
• Šiuos protokolus taip pat galima prijungti arba pašalinti iš maitinimo tinklo.
• „DeviceNet“ protokolas tiesiog palaiko 8A magistralėje, nes sistema nėra saugi iš esmės. ir didelės galios valdymas.

„Devicenet“ architektūra

„DeviceNet“ yra ryšių jungtis, naudojama pramoniniams įrenginiams, tokiems kaip indukciniai jutikliai, ribiniai jungikliai, fotoelektriniai, mygtukai, indikatoriaus lemputės, brūkšninio kodo skaitytuvai, variklio valdikliai ir operatoriaus sąsajos, prijungti prie tinklo, vengiant sudėtingų ir brangių laidų. Taigi, tiesioginis ryšys užtikrina geresnį ryšį tarp įrenginių. Laidinių I/O sąsajų atveju įrenginio lygio analizė neįmanoma.

„DeviceNet“ protokolas tiesiog palaiko topologiją, pvz., magistralinę liniją arba nuleidimo liniją, kad mazgus būtų galima lengvai prijungti prie pagrindinės linijos arba tiesiogiai prie trumpų atšakų. Kiekvienas „DeviceNet“ tinklas leidžia jiems prijungti iki 64 mazgų visur, kur mazgą naudoja pagrindinis „skaitiklis“, o 63 mazgas yra nustatytas kaip numatytasis 62 mazgais, pasiekiamais prietaisams. Tačiau dauguma pramoninių valdiklių leidžia prisijungti prie kelių „DeviceNet“ tinklų, kurių pagalba Nr. tarpusavyje sujungtų mazgų gali būti išplėsti.

Devicenet tinklo protokolo architektūra parodyta žemiau. Šis tinklas tiesiog vadovaujasi OSI modeliu, kuris naudoja 7 sluoksnius nuo fizinio iki taikomųjų sluoksnių. Šis tinklas yra pagrįstas CIP (Common Industrial Protocol), kuris nuo pat pradžių naudoja tris aukštesnius CIP sluoksnius, o paskutiniai keturi sluoksniai buvo modifikuoti, kad būtų galima pritaikyti „DeviceNet“.

„DeviceNet“ „fizinis sluoksnis“ daugiausia apima mazgų, kabelių, čiaupų ir galinių rezistorių derinį magistralinės linijos ir nuleidimo linijos topologijoje.

Duomenų ryšio sluoksniui šis tinklo protokolas naudoja CAN (Controller Area Network) standartą, kuris tiesiog tvarko visus pranešimus tarp įrenginių ir valdiklių.

Šio protokolo tinklo ir transportavimo sluoksniai užmegs įrenginio ryšį per ryšio ID, daugiausia mazgams, kuriuose yra įrenginio MAC ID ir pranešimo ID.

Mazgas adresuoja tinkamą „DeviceNet“ diapazoną, kuris svyruoja nuo 0 iki 63, o tai suteikia iš viso 64 galimus ryšius. Pagrindinis ryšio ID pranašumas yra tas, kad jis leidžia „DeviceNet“ atpažinti pasikartojančius adresus, patikrindamas MAC ID ir pranešdamas operatoriui, kad jį reikia taisyti.

DeviceNet tinklas ne tik sumažina laidų ir priežiūros išlaidas, nes jam reikia mažiau laidų, bet ir leidžia naudoti su DeviceNet tinklu suderinamus įvairių gamintojų įrenginius. Šis tinklo protokolas yra pagrįstas Controller Area Network arba CAN, kuris yra žinomas kaip ryšio protokolas. Jis daugiausia buvo sukurtas siekiant maksimalaus lankstumo tarp lauko įrenginių ir įvairių gamintojų sąveikos.

Šis tinklas yra organizuotas kaip įrenginių magistralės tinklas, kurio charakteristikos yra baitų lygio ryšys ir didelė sparta, apimanti analoginį įrangos ryšį ir didelę diagnostinę galią per tinklo įrenginius. „DeviceNet“ tinkle yra iki 64 įrenginių, įskaitant vieną įrenginį kiekviename mazgo adresu, kuris prasideda nuo 0 iki 63.

Šiame tinkle naudojami du standartinio tipo kabeliai stori ir ploni. Storas kabelis naudojamas magistralinei linijai, o plonas laidas. Didžiausias kabelio ilgis daugiausia priklauso nuo perdavimo greičio. Šiuos kabelius paprastai sudaro keturių spalvų kabeliai, tokie kaip juoda, raudona, mėlyna ir balta. Juodas kabelis skirtas 0 V maitinimo šaltiniui, raudonas +24 V maitinimo šaltiniui, mėlynos spalvos kabelis skirtas žemo CAN signalo, o baltos spalvos CAN aukšto signalo.

Kaip veikia „Devicenet“?

„DeviceNet“ veikia naudojant CAN (valdymo srities tinklas) jo duomenų perdavimo sluoksnis ir panaši tinklo technologija naudojama automobilių transporto priemonėse komunikacijos tarp išmaniųjų įrenginių tikslais. „DeviceNet“ tiesiog palaiko iki 64 mazgų tik „DeviceNet“ tinkle. Šiame tinkle gali būti vienas pagrindinis ir iki 63 vergų. Taigi, „DeviceNet“ palaiko pagrindinį / pavaldų ir lygiavertį ryšį, naudodamas I / O, taip pat aiškų pranešimų siuntimą stebėjimui, valdymui ir konfigūravimui. Šis tinklo protokolas naudojamas automatikos pramonėje duomenų mainams bendraujant su valdymo įrenginiais. Jis naudoja bendrąjį pramoninį protokolą arba CIP per CAN medijos sluoksnį, kad nustatytų taikymo sluoksnį, skirtą įvairiems įrenginių profiliams.

Toliau pateiktoje diagramoje parodyta, kaip pranešimai keičiami tarp įrenginių tinkle.

Sistemoje „Devicenet“ prieš užmezgant įvesties / išvesties duomenų ryšį tarp įrenginių, pagrindinis įrenginys pirmiausia turi prisijungti prie pagalbinių įrenginių su aiškaus pranešimo, apibūdinančio ryšio objektą, ryšį.

Aukščiau pateiktame ryšyje mes tiesiog suteikiame vieną ryšį aiškiems pranešimams ir keturias įvesties / išvesties jungtis.

Taigi šis protokolas daugiausia priklauso nuo prisijungimo metodo koncepcijos, kai pagrindinis įrenginys turėtų prisijungti prie pavaldaus įrenginio, priklausomai nuo įvesties / išvesties duomenų ir apsikeitimo informacija komandos. Norint nustatyti pagrindinį valdymo įrenginį, reikia tiesiog atlikti 4 pagrindinius veiksmus, o kiekviena žingsnio funkcija paaiškinta toliau.

Pridėti įrenginį prie tinklo

Čia turime pateikti pagalbinio įrenginio MAC ID, kurį norite įtraukti į tinklą.

Konfigūruoti ryšį

Jei naudojate pavaldų įrenginį, galite patikrinti įvesties / išvesties ryšio tipą ir įvesties / išvesties duomenų ilgį.

Užmegzti ryšį

Užmezgus ryšį, vartotojai gali pradėti bendrauti per pagalbinius įrenginius.

Pasiekite I/O duomenis

Kai ryšį atlieka pagalbiniai įrenginiai, įvesties / išvesties duomenis galima pasiekti naudojant lygiavertę skaitymo arba rašymo funkciją.

Užmezgus aiškų ryšį, ryšio juosta naudojama plačios informacijos mainams naudojant vieną mazgą su kitais mazgais. Po to vartotojai gali užmegzti įvesties / išvesties ryšius atlikdami kitą veiksmą. Kai užmezgami įvesties/išvesties ryšiai, įvesties/išvesties duomenimis galima tiesiog keistis tarp įrenginių DeviceNet tinkle, atsižvelgiant į pagrindinio įrenginio poreikį. Taigi pagrindinis įrenginys pasiekia pavaldaus įrenginio įvesties / išvesties duomenis naudodamas vieną iš keturių įvesties / išvesties ryšio būdų. Norint atkurti ir perduoti vergo įvesties / išvesties duomenis, biblioteka yra ne tik paprasta naudoti, bet ir suteikia daug pagrindinių „DeviceNet“ funkcijų.

„Devicenet“ pranešimų formatas

„DeviceNet“ protokolas tiesiog naudoja tipišką originalų CAN, ypač jo duomenų perdavimo sluoksniui. Taigi tai yra gana mažiausios papildomos išlaidos, kurių reikia CAN duomenų ryšio sluoksnyje, kad „DeviceNet“ būtų labai efektyvus tvarkydamas pranešimus. Naudojant „Devicenet“ protokolą, mažiausias tinklo pralaidumas naudojamas pakuoti ir perduoti CIP pranešimus, taip pat mažiausiai reikia procesoriaus papildomų sąnaudų per įrenginį, norint perduoti tokius pranešimus.

Nepaisant to, CAN specifikacija apibrėžia skirtingus pranešimų formatų tipus, tokius kaip duomenų, nuotolinio, perkrovos ir klaidų. „DeviceNet“ protokolas daugiausia naudoja tik duomenų rėmelį. Taigi CAN duomenų rėmelio pranešimo formatas pateiktas žemiau.

Aukščiau pateiktame duomenų rėmelyje, kai bus perduota kadro bito pradžia, visi CAN tinklo imtuvai derinsis su perėjimu į dominuojančią būseną iš recesyvinio.

Tiek identifikatorius, tiek RTR (Remote Transmission Request) bitai kadre sudaro arbitražo lauką, kuris paprasčiausiai naudojamas siekiant padėti žiniasklaidos prieigai prie prioriteto. Kai įrenginys perduoda, jis taip pat patikrina kiekvieną bitą, kurį perduoda, iš karto ir priima kiekvieną perduotą bitą, kad patvirtintų perduotus duomenis ir leistų tiesiogiai aptikti sinchronizuotą perdavimą.

CAN valdymo lauką daugiausia sudaro 6 bitai, kurių dviejų bitų turinys yra fiksuotas, o likę 4 bitai daugiausia naudojami ilgio laukui, kad būtų nurodytas būsimas duomenų lauko ilgis nuo 0 iki 8 baitų.
Po CAN duomenų rėmelio yra CRC (Cyclic Redundancy Check) laukas, skirtas nustatyti kadro klaidas ir įvairius kadrų formatavimo skirtukus.

Naudojant įvairius klaidų aptikimo būdus ir gedimų izoliavimo metodus, pvz., CRC ir automatinius pakartotinius bandymus, galima išvengti, kad sugedęs mazgas netrukdytų n/w. GALI užtikrinti itin patikimą klaidų tikrinimą ir gedimų izoliavimo pajėgumą.

Įrankiai

Įvairūs įrankiai, naudojami DeviceNet protokolui analizuoti, apima įprastus tinklo konfigūravimo įrankius, tokius kaip Synergetic's SyCon, Cutler-Hammer's NetSolver, Allen-Bradley's RSNetworX, DeviceNet Detective ir CAN srauto monitoriai arba analizatoriai, tokie kaip Peak's CAN Explorer ir Vector's Canalyzer.

Klaidų tvarkymas Devicenet protokole

Klaidų apdorojimas – tai reagavimo į programos klaidos sąlygas ir atsigavimo po jos procedūra. Kadangi duomenų ryšio sluoksnį tvarko CAN, klaidų tvarkymas, susijęs su sugedusio mazgo aptikimu ir sugedusio mazgo išjungimu, atliekamas pagal CAN tinklo protokolą. Tačiau klaidos įrenginių tinkle dažniausiai atsiranda dėl tam tikrų priežasčių, pvz., kai netinkamai prijungtas DeviceNet įrenginys arba gali kilti problemų dėl ekrano įrenginio. Norint išspręsti šias problemas, reikia laikytis šios procedūros.

• Tinkamai prijunkite „DeviceNet“ įrenginį.
• Atskirkite „DeviceNet“ kabelį.
• Kiekvienam ekrano blokui reikia išmatuoti maitinimo šaltinį.
• Įtampa turi būti reguliuojama vardinės įtampos diapazone.
• ĮJUNKITE maitinimą ir patikrinkite, ar „DeviceNet“ įrenginio šviesos diodas dega.
• Jei „DeviceNet“ įrenginio šviesos diodas įjungtas, įsitikinkite, kad LED klaida yra išsami ir atitinkamai ištaisykite gedimą.
• Jei „Devicenet“ neįjungtas joks šviesos diodas, lemputė gali būti sugedusi. Taigi reikia patikrinti, ar jungties kaiščiai nėra sulaužyti ar sulenkti.
• Prijunkite „DeviceNet“ prie ryšio per dėmesį.

Devicenet vs ControlNet

„Devicenet“ ir „ControlNet“ skirtumai išvardyti toliau.

Devicenet vs Modbus

„Devicenet“ ir „Modbus“ skirtumai pateikiami žemiau.

„Devicenet“ klaidų kodai

Žemiau pateikti DeviceNet klaidų kodai iš mažesnių nei 63 numerių ir didesnių nei 63 numerių. Čia < 63 numeriai yra žinomi kaip mazgų numeriai, o > 63 skaičiai yra žinomi kaip klaidų kodai arba būsenos kodai. Dauguma klaidų kodų taikomi vienam ar daugiau įrenginių. Taigi tai rodoma pakaitomis mirksinčiu kodu ir mazgo numeriu. Jei turi būti rodomi keli kodai ir mazgų numeriai, rodymas juose keičiamas mazgų numerių tvarka.

Toliau pateiktame sąraše kodai su spalvomis tiesiog apibūdina reikšmes

• Žalios spalvos kodas parodys įprastas arba neįprastas sąlygas, kurias sukelia vartotojo veiksmai.
• Mėlynas spalvos kodas rodo klaidas arba neįprastas sąlygas.
• Raudonos spalvos kodas rodo rimtas klaidas ir tikriausiai reikia pakeisti skaitytuvą.

Toliau pateikiamas „Devicenet“ klaidos kodas su reikiamu veiksmu.

Kodas nuo 00 iki 63 (žalia spalva): ekrane rodomas skaitytuvo adresas.
Kodas 70 (mėlyna spalva): pakeiskite skaitytuvo kanalo adresą, kitaip nesuderinamas įrenginio adresas.
71 kodas (mėlyna spalva): nuskaitymo sąrašas turi iš naujo sukonfigūruoti ir pašalinti visus neteisėtus duomenis.
Kodas 72 (mėlyna spalva): įrenginys turi patikrinti ir patvirtinti ryšius.
Kodas 73 (mėlyna spalva): patvirtinkite, kad konkretus įrenginys yra šiame mazgo numeryje, ir įsitikinkite, kad įrenginys atitinka elektroninį raktą, kaip išdėstyta nuskaitymo sąraše.
74 kodas (mėlyna spalva): patikrinkite, ar konfigūracija nėra nepriimtina duomenų ir tinklo srauto.
75 kodas (žalia spalva): sukurkite ir atsisiųskite nuskaitymo sąrašą.
Kodas 76 (žalia spalva): sukurkite ir atsisiųskite nuskaitymo sąrašą.
Kodas 77 (mėlyna spalva): nuskaitymo sąrašas arba iš naujo sukonfigūruokite įrenginį, kad būtų tinkami perdavimo ir priėmimo duomenų dydžiai.
Kodas 78 (mėlyna spalva): įtraukite arba ištrinkite įrenginį iš tinklo.
Kodas 79 (mėlyna spalva): patikrinkite, ar skaitytuvas yra prijungtas prie tinkamo tinklo bent vienu kitu mazgu.
80 kodas (žalia spalva): skaitytuvo komandų registre raskite RUN bitą ir nustatykite PLC į RUN režimą.
81 kodas (žalia spalva): patikrinkite PLC programą ir skaitytuvo komandų registrus.
Kodas 82 (mėlyna spalva): patikrinkite įrenginio konfigūraciją.
Kodas 83 (mėlyna spalva): įsitikinkite, kad yra nuskaitymo sąrašo įrašas ir patikrinkite įrenginio konfigūraciją
Kodas 84 (žalia spalva): inicijuojamas ryšys tarp įrenginių nuskaitymo sąraše
Kodas 85 (mėlyna spalva): sutvarkykite įrenginį taip, kad duomenų dydis būtų mažesnis.
Kodas 86 (mėlyna spalva): Užtikrinkite įrenginio būseną ir konfigūraciją.
Kodas 87 (mėlyna spalva): patikrinkite pagrindinio skaitytuvo prijungimą ir konfigūraciją.
Kodas 88 (mėlyna spalva): patikrinkite skaitytuvo jungtis.
Kodas 89 (mėlyna spalva): patikrinkite šio įrenginio išdėstymą / išjunkite ADR.
90 kodas (žalia spalva): įsitikinkite, kad skaitytuvo PLC programa ir komandų registras
91 kodas (mėlyna spalva): patikrinkite, ar sistemoje nėra sugedusių įrenginių
92 kodas (mėlyna spalva): patikrinkite, ar nuleidžiamasis laidas tiekia tinklo maitinimą į skaitytuvo „DeviceNet“ prievadą.
Kodas 95 (žalia spalva): nenuimkite skaitytuvo, kai vyksta FLASH atnaujinimas.
97 kodas (žalia spalva): patikrinkite skaitytuvo kopėčių programą ir komandų registrą.
Kodai 98 ir 99 (raudona spalva): pakeiskite arba prižiūrėkite modulį.
Kodai E2, E4 ir E5 (raudona spalva): pakeiskite arba grąžinkite modulį.
Kodas E9 (žalia spalva): patikrinkite komandų registrą ir ciklo galią SDN, kad atkurtumėte.
Skaitytuvas yra modulis, turintis ekraną, o įrenginys yra kitas tinklo mazgas, paprastai pagalbinis įrenginys skaitytuvo nuskaitymo sąraše. Tai gali būti dar viena skaitytuvo vergo režimo asmenybė.

„Devicenet“ pranašumai

„DeviceNet“ protokolo pranašumai yra šie.

• Šie protokolai yra prieinami mažesnėmis sąnaudomis, yra labai patikimi ir plačiai pripažinti, tinklo pralaidumas naudojamas labai efektyviai ir turima tinklo galia.
• Jie gali rinkti didelius duomenų kiekius, žymiai nepadidindami projekto išlaidų.
• Įdiegti reikia mažiau laiko.
• Nebrangus, palyginti su įprastais taškas-taškais laidais.
• Kartais „DeviceNet“ įrenginiai suteikia daugiau valdymo funkcijų, palyginti su įprastais ar perjungiamais įrenginiais.
• Dauguma „Devicenet“ įrenginių teikia labai naudingus diagnostikos duomenis, kurie gali labai palengvinti sistemų trikčių šalinimą ir sumažinti prastovos laiką.
• Šis protokolas gali būti naudojamas su bet kokiu asmeniniu kompiuteriu ar PLC arba valdymo sistemomis.

„DeviceNet“ protokolo trūkumai yra šie.

• Šie protokolai turi didžiausią kabelio ilgį.
• Jie turi ribotą pranešimų dydį ir ribotą pralaidumą.
• 90–95 % visų „DeviceNet“ problemų dažniausiai kyla dėl laidų problemos.
• Mažiau įrenginių kiekvienam mazgui
• Ribotas pranešimo dydis.
• Laido atstumas yra žymiai trumpesnis.

„DeviceNet“ protokolo programos

The „DeviceNet“ protokolo programos įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• „DeviceNet“ protokolas suteikia ryšius tarp skirtingų pramoninių įrenginių, tokių kaip pavaros, automatizavimo sistemos , jutikliai, taip pat sudėtingi įrenginiai be įsikišimo
• I/O blokai arba moduliai.
• „DeviceNet“ protokolas naudojamas pramonės automatizavimo programose.
• DeviceNet tinklo protokolas naudojamas automatikos pramonėje valdymo įrenginiams sujungti, kad būtų galima keistis duomenimis.
• „DeviceNet“ protokolas naudojamas varikliui valdyti.
• Šis protokolas taikomas arti, paprastus ribinius jungiklius ir mygtukus kolektoriams valdyti,
• Tai naudojama sudėtingose ​​AC ir DC pavarų programose.

Taigi, tai yra „DeviceNet“ apžvalga Tai yra daugialypis skaitmeninis lauko magistralės tinklas, naudojamas sujungti kelis įrenginius iš kelių tiekėjų, pvz., PLC, pramoninius valdiklius, jutiklius, pavaras ir automatizavimo sistemas, suteikiant vartotojams ekonomišką tinklą, skirtą paprastiems įrenginiams valdyti ir platinti naudojant architektūra. Čia tau klausimas, kas yra protokolas?