(完整版)DeviceNet现场总线协议讲解

DeviceNet 现场总线协议讲解

Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国Rockwell 公司在CAN 基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。它将基本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。DeviceNet 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量，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。现场总线系统的结构和技术特点

1. 现场总线的历史和发展

现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整个企业的信息集成，要实施综合自动化，就

必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工

厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运产生的。它作为过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。

由于标准实质上并未统一，所以对现场总线的定义也是各有各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。

（l） ISA SP50 中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备（即场地级设备）之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。

这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，

包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。

（2）根据国际电工委员会IEC 标准和现场总线基金会FF 的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。现场总线的本质含义表现在以下6 个方面：

a）现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或

现

场仪表互连的通讯网路。

b）现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。

c）互操作性：现场设备或现场仪表种类繁多，没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备，所以，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力，而希望选用各制造商性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现“即接即用；用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成他所需要的控制回路。这些就是现场总线设备互操作性的含义。现场设备互连是基本的要求，只有实现互操作性，用户才能自由地集成FCS。

d）分散功能块：FCS废弃了DCS 的输入／输出单元和控制站,把DCS 控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。例如，流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入模块，而且有PID 控制和运算功能块。调节阀的基本功能是信号驱动和执行，还内含输出特性补偿模块，也可以有PlD 控制和运算模块，甚至有阀门特性自检验和自诊断功能。由于功能块分散在多台现场仪表中，并可统一组态，供用户灵活选用各种功能块，构成所需的控制系统，实现彻底的分

散控制。

e）通讯线供电：通讯线供电方式允许现场仪表直接从通讯线

上摄取能量，对于要求本征安全的低功耗现场仪表，可采用这种供电方式。众所周知，化工、炼油等企业的生产现场有可燃性物质，所有现场设备都必须严格遵循安全防爆标准。现场总线设备也不例外。

f）开放式互连网络：现场总线为开放式互连网络，它既可与同层网络互连，也可与不同层网络互连，还可以实现网络数据库的共享。不同制造商的网络互连十分简便，用户不必在硬件或软件上花太多气力。通过网络对现场设备和功能块统一组态，把不同厂商的网络及设备融为一体，构成统一的FCS。2. 现场总线的结构特点现场总线的网络结构现场总线网络结构是按照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI：Open System Interconnection）参考模型建立的。OSI 参考模型共分七层，即物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层，该标准规定了每一层的功能以及对上一层所提供的服务。从OSI 模式的角度来看，现场总线将上述七层简化成三层，分别由OSI参考模式的第一层物理层，第二层数据链路层，第七层应用层组成。如图1-2 所示。

图 1-2 现场总线的结构

现场总线主要特点是使底层的控制部件、设备更加智能化，

把在传统 DCS 中的控制功能，下移到现场仪表。在此，现场总

线的网络通讯起了重要作用。现场总线结构模型现统一为４层，

即物理层、数据链路层、应用层和用户层。 省略了一般网络结构

的 3~6（表达层、会话层、传递层和网络层） .

现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式。 传统模拟控

制系统采用一对一的设备联机， 按控制回路分别进行连接。 位

于 现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间， 控制器与位

于现

场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接。

现场总线系统由于采用了智能现场设备，能够把原先DCS 系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置入现场设备，加上现场设备具有通讯能力，现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。Devicenet 正是目前几十种现场总线中得到广泛应用的一种。

由于采用数字信号替代模拟信号，因而可实现一对电线上传输多个信号（包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息），同时又为多个设备提供电源；现场设备以外不再需要模拟／数字、数字／模拟转换部件。这样就为简化系统结构、节约硬设备、节约连接电缆与各种安装、维护费用创造了条件。

图1-3 Devicenet 控制系统示意图

３.Devicenet 技术背景和特点多年来，过程工业一直致力于开发一种单一的、开放的标准对现场的各类设备进行编址。标准的最初目标是用单一的数字标准取代4-20mA 标准。当范围扩展到寻址复杂的、高难度的服务时（如：控制器间的高速通讯、大量快速扫描设备间的时间同步）单一标准的开发变得延迟了。同时，通讯技术的成本近几年已经明显的降低，将简单设备直接连接到网络上（而不必考虑SP50 现场总线）的成本由此变得经济。简单设备的这种标准要求同现

存的120/220VAC 和24VDC 离散、硬接线I/O 标准具有相同级别的互换性。Devicenet 在允许多个复杂设备互连接的同时，允许简单设备的互换性。除了读取离散设备的状态外，DeviceNet 还可以报告马达启动器内温度、读取负载电流、

改变驱动器加减速速率、或统计前一小时通过传输带传送的包裹计数。

Devicenet的主要技术特点如下表所示

表1-1 Devicenet 技术特点

４. Devicenet 的应用最终用户希望获得器件级网络提供的利益，例如减少接线和增加诊断功能。到1997年底，Devicenet已有16 万个以上经过验证的节点，到2000 年，DeviceNet节点有可能超过300万，全部ODVA 组织的218 会员均是工业领域，而且只有制造业才

能参加。在工业市场中，已有1498 个注册的符合DeviceNet 协议标准的产品。DeviceNet 的应用包括：汽车，半导体芯片制造，电子产品制造，食品和饮料，批量生产化学处理，装配，包装和物料转移。

Devicenet 进入中国时间不长，但是在中国已有许多应用。据Rockwell Automation 市场部提供的数据，上海通用汽车有一条DevicetNet 的生产线，另外，生产可口可乐的上海申美饮料公司也部分采用了DeviceNet 技术。相信随着DeviceNet 技术的进一步完善和推广，DeviceNet 有相当可观的应用前景，这也正是基于DeviceNet 的智能设备和远程检测系统获得国家高技术产业化工程示范项目的原因。

Producer/Consumer网络通讯模型

1.显性报文和I/O 报文( Explicit and I/O messaging) 工厂自动化网络要传送一般的计算机通讯网络中需传送的报文，同时需要传送实时的输入/输出(I/O) 控制信息及整个控制系统中各控制器互锁信息等。我们用显性报文和

I/O 报文来分别表示。

显性报文用来上载和下载程序，修改设备组态，记载数据日志，作趋势分析和诊断等功能，例如我们可以用显性报文对控制器中的五个定时器重写默认值或执行自测试操作。它们的结构十分灵活，数据域中带有通讯网络所采用的协议信息和要求操作

服务的指令。每个节点(设备)必须解释每个显性报文，操作所请求的任务，并生成响应。为按通讯协议解释这种显性报文，在真正要用到的数据上必须有较大一块的附加量(overhead)。这种类型的报文在数据量的大小和使用频率上都是非常不确定的。

I/O 报文在本质上是隐性的( Implicit )，因而有时也称为隐性报文，它的数据域中常不包括协议信息，仅仅是实时的

I/O 控制数据，这些数据的含义是预定义的。因而在节点中对处理这些数据所需的时间大大减小，I/O 报文的一个例子是控制器将输出数据发送给一个I/O 块设备(I/O Block )，然后I/O 块按照它的输入数据响应给控制器。为解释这种类型的报文而必须引入的附加量(overhead)小，数据短，使用频率一致，并且需要高的性能：对I/O 报文传送的可靠性，送达时间的确定性及可重复性有很高的要求。

过去，用于I/O 控制的网络不能处理发送显性报文时在发送数据的时间及报文尺寸上的不定性因素。控制设备提供商不得不使用不同的网络来管理这两种不同报文类型的不同要求。Rockwell Automation/AB 公司的Data Highway/Remote I/O 网络和西门子的Profibus FMS/ProfibusDP 网络就是这种情况的表现。

吞吐量( throughput)是来自设备的输入数据传送到需要它

的所有节点和节点产生的输出数据(根据用户的逻辑程序产生)

传送到需要它的所有节点的速率。节点可以是传感器、人机界面(Human-Machine Interfaces-HMI)、控制器、数据记录仪、警报监视器、起动器、变频驱动器等。吞吐量由波特率、协议效率和网络模型决定。下面我们简要讨论一下这些因素。

波特率( Band Rate) 是把数字信号放到网上去的原始速率，通常用每秒比特位或字节表示，人们最常用波特率来衡量网络的性能。实际上这是个误解，对于现在新的网络，它是影响吞吐量的三个因素中最不重要的一个。

协议效率( protocol efficiency ) 定义为数据包中有效数据位与整个包长度的比值。一般是用百分比表示，它是通讯协议中附加量的量度。虽然重要，但不如数据传送和交换的方法 (网络模型)重要，如果某个特定的信息交换需要2 个或多个数据包来完成，跟只需1个数据包相比，如果一个网络比另一个网络的协议效率高25%就没有任何意义了。

网络模型( Network Model ) 现今的工业自动化网络中有两种主要的网络模型，即源/目的地模型

(Source/Destination)和生产者/消费者

(Producer/Customer)模型。典型的源/目的地模型的一个数据包如下所示：

在主/从系统中经常用这种模型，主/从是一个层次体系，

系统中包含一个发起所有通讯的主机，从机只能跟主机通讯并且

以“只答”的方式( speak only when spoken to)，当用于I/O 信息时，这种网络就只能限于这种功能。

点对点结构优于主/从结构，提供更多的灵活性，在点对点的系统中，设备既可以发起通讯，也可以响应系统中其它设备的请求。由于所要求的灵活性，支持点对点的网络使用显性报文进行通讯。

为保证各节点设备都可有机会送信号到网络，大多数点对点的网络使用某种类型的令牌传递算法，并且经过多年的改善，算法使得节点对总线的访问更加公平，但正是点对点网络的灵活性使得控制器之间的互锁问题更加复杂化，响应的时间随着网络的负载、需传送信息的节点与当前令牌持有者之间的“距离”有很大的不定性。

不论是主/从结构，还是点对点通讯结构。基于源/目的地的网络在把同样数据发往不同节点时都消耗了过多带宽，另外要实现协同控制，象以同步的方式将一个设定值同时送达不同的驱动器将更加困难，因为数据到达每个驱动器(目的地)的时间是不同的。ControlNet 中采用了一个全新的生产者/消费者网络模型。一个典型的生产者/消费者模型的数据包结构如下：标识符数据循环冗余检验码

在生产者/消费者模型中，信息按内容来标识，如果一个节点要接收一个数据，仅仅需识别与此信息相连的特定的标识符，

每个数据包不再需要源地址位和目标地址位。

因为数据是按内容进行标识的，数据源只需将数据发送一 次。许多需用此数据的节点通过在网上同时识别这个标识符， 可 同时地从同一生产者取用此消费同一数据。 消费者节点之间可实 现精确的同步， 而且提高了带宽的有效使用率， 其它的设备加入 网络后并不增加网络负载， 因为它们同样可以消费这些相同的信 息，当节点时， 对发送多个数据组时， 对每个数据组使用不同的 标识符。

图 1. 生产者 /消费者模型

报文 #1 来自传感器 I/O 的参考位置信息可多点传送给控 制器 1，控制器 2 和人机界面设备。

报文 #2 速度指令可多点传送给所有三个驱动器和人机界 面设备。 源 / 目的地模型实现多点的同时传送是很困难的， 在使用该 模型时实现同样操作（假设单向报文传送）需要 7

个报文。

2. I/O 触发机制

除了传统的轮询方法（polling ）外，生产者/消费者模型还允许用两种新的功能强大的I/O 触发方法:状态改变发送（Change-Of-State）和周期I/O 发送（Cyclic ）。轮询是从源/目的地模型产生的，它本质上是一种两个报文的双向处理（发送方输出数据命令，接收节点收到后作出响应并把反应送回），往往用在主机到它的从机之间，许多轮询周期充满了相同的输入和输出数据，这些冗余的数据浪费了大量网络带宽。

在采用状态改变（基于事件）触发机制的系统中，仅当数据改变时节点发送数据，并同时地发送给所有需要该数据的节点没有轮询周期带来的延迟。同时一个作为背景的心跳（heart bea）t 信息可以周期地发送，消费者可用它来辨别设备是状态没有改变还是设备不在线（离线），采用状态改变触发机制可以显著的降低网络阻塞和负载，特别当设备需要重复的接收、处理和生成同一种数据时。另外，一般情况下发送4 个心跳信息后再发送1 个真正数据。

周期性发送（基于时间）时，数据可根据用户选择的速度来产生，数据的更新速度与节点和应用相匹配。例如在优化的PID 控制中，传感器的信息可以以精确的间隔进行采样，或者控制器可以收集大块数据后以每秒若干次且大于操作员接口的反应速度进行发送。这样，可为快速变化的

I/O 信息的节点保留了带宽。

市场上两个模型的现场总线例子如下：

源／目的地模型

-Ethernet -Interbus S

-Modbus Plus -AS-I

-Remote I/O -Date Highway Plus

-Profibus(FMS, DP, PA 等)

生产者/消费者模型

-ControlNet -Devicenet

-Foundation Fieldbus

3.现场总线系统的技术特点现场总线系统在技术上具有以下特点：系统的开放性开放是指对相关标准的一致性、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其它设备或系统连接。通讯协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换。现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。用户可按自己的需要和考虑，把来自不同供货商的产品组成大小随意的系统。通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。

互可操作性与互用性互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，而互用则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。现场设备的智能化与功能自治性

DeviceNet现场总线协议讲解

场总线的两种有代表性的定义。 (l)ISA SP50中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动 化控制设备(即车间级设备)之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。 (2)根据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。现场总线的本质含义表现在以下6个方面： a)现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。 b)现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。 c)互操作性：现场设备或现场仪表种类繁多，没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备，所以，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力，而希望选用各制造商性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现“即接即用；用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成他所需要的控制回路。这些就是现场总线设备互操作性的含义。现场设备互连是基本的要求，只有实现互操作性，用户才能自由地集成FCS。 d)分散功能块：FCS废弃了DCS的输入／输出单元和控制站,把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。例如，流量变送器不仅具有流量信号变换、

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DeviceNet 现场总线协议讲解
Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国 Rockwell 公司在 CAN 基础 上推出的一种低成本的通信链接， 是一种低端网络系统。 它将基 本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。 DeviceNet 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量， 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。 现场总线系统的结构和技术特点 1. 现场总线的历史和发展 现场总线是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的。 随着 微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降， 计算机与 计算机网络系统得到迅速发展， 而处于生产过程底层的测控自动 化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控 制， 或采用自封闭式的集散系统， 难以实现设备之间以及系统与 外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整 个企业的信息集成， 要实施综合自动化， 就必须设计出一种能在 工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工 厂底层网络， 完成现场自动化设备之间的多点数字通讯， 实现底

层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。 现场总线就是 在这种实际需求的驱动下应运产生的。 它作为过程自动化、 制造 自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络， 沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络 之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。 由于标准实质上并未统一， 所以对现场总线的定义也是各有 各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。 (l) ISA SP50 中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的 数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即 场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设 备(即车间级设备)之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、 执行和计算设备， 包 括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪 表产品。 (2)根据国际电工委员会 IEC 标准和现场总线基金会 FF 的 定义： 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、 双 向传输、 多分支结构的通讯网路。 现场总线的本质含义表现在以 下 6 个方面： a)现场通讯网路： 用于过程以及制造自动化的现场设备或现 场仪表互连的通讯网路。 b)现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器

Devicenet 现场总线的一些普及知识

Devicenet现场总线的普及知识终端电阻在通信中的作用 终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。 阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。 引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。 要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法 DeviceNet 网络的使用体会。 （１）DeviceNet现场总线可以节省大量费用。 从安装阶段来看，只通过一根通讯缆，就实现了对整个网上各站点供电及通讯，相对于点对点的控制方式，节省大量的电缆,桥架等。不但缩短了安装时间，而且降低了安装费用。 从控制上来看：利用网络通讯及“软”Ｉ／Ｏ方式，也节约了I/O模块和大笔资金。 如对变频器工作站，启动/停止，加速/减速等命令；电压、电流、温度等参数，都可从DeviceNet网络通讯实现，节约了I/O模块，尤其是模拟I/O模块，费用相当昂贵。 （２）设备故障率大大降低，且诊断方便，排除迅速。 DeviceNet由于仅用一条通讯电缆控制整个设备网络，使设备故障率大大降低；各站点通讯端子支持带电热插拔，若某一站点出现问题及故障排除，不影响网上其他站点正常工作。 采用数据通讯方式来控制各站，不但极大减少了传统点对点方式的电缆数量，也使故障环节大大减少，系统稳定性进一步提高。 通过设备网使MCC的集中控制的形式十分有效，极大方便了设备故障的诊断。例如对变频器的控制，由于采用MCC及网络控制方式，一百余台变频器仅有五种典型控制电路，便于记忆及故障查找。当某台变频器发生故障时，不但可以从总控室看到报警信息，还可以从网络扫描器或变频器的人

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DeviceNet 现场总线协议讲解 Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国Rockwell 公司在CAN 基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。它将基本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。DeviceNet 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量，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。现场总线系统的结构和技术特点 1. 现场总线的历史和发展 现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整个企业的信息集成，要实施综合自动化，就

必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工

厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运产生的。它作为过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。 由于标准实质上并未统一，所以对现场总线的定义也是各有各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。 （l） ISA SP50 中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备（即场地级设备）之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备， 包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。 （2）根据国际电工委员会IEC 标准和现场总线基金会FF 的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。现场总线的本质含义表现在以下6 个方面： a）现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或

DeviceNet现场总线讲座第一讲现场总线发展概况与DeviceNet进入中国

专题讲座 Device N et现场总线　讲座 [编者按]　现场总线的出现将对传统的工业自动化带来革命,从而开创工业自动控制的新纪元。目前,现场总线受到了国内外自动化设备制造商和用户的广泛关注,并成为自动化技术发展的一个热点。现场总线技术发展很快,在世界范围内,目前已获得应用的现场总线已达数十种之多。其中,DeviceNet现场总线具有开放、高效和低价等特点,特别适合于制造业、工业控制和电力系统等应用,对于低压开关设备和控制设备,具有非常广润的发展前景。为普及和推广现场总线的知识和应用,本编辑部与ODVA China合作,共同开辟《DeviceNet现场总线讲座》专栏,邀请国内外资深专家撰稿,系统介绍现场总线的发展概况、DeviceNet现场总线的技术特点、产品、标准及应用。本专栏也是一个技术论坛,我们热忱欢迎大家踊跃投稿,参加论讨与交流,以进一步促进我国现场总线技术的发展 第一讲　现场总线发展概况 　与Device N et进入中国 蔡忠勇　高　涵 上海电器科学研究所(200063) 摘　要　现场总线是一个发展热点,但众多的现场总线往往使生产者和用户无所适从。是否已纳入IEC 标准、系统的开放性、技术能否得到有力的支持、价格是否有竞争力等已成为人们选用何种总线的主要依据。DeviceNet已成为欧洲标准,即将成为IEC标准。DeviceNet采用全球销售量最大的CAN芯片,大规模的生产必将降低成本。ODVA China亦将提供优质的技术服务。 叙　词:现场总线　开放式　网络　自动化 G eneral Situation of Fieldbus and Introducing of Device N et into China CA I Zhongyong　GA O Han Shanghai Electrical Apparatus Research Institute(200063) Abstract:Fieldbus is the hotspot we are talking about and developing recently.But several kinds of the fieldbus often have baffled the device manufacturers and the users for fieldbus selection.Whether it is IEC standard,open, under available technical support and competitive or not is the major base on which to select the kinds of fieldbus. DeviceNet using CAN chip with the large scale over the world have been the European Standard and will be the IEC standard.The large scale manufacture consequentially result in the cost decreasing and ODVA China is avaiable to supply the high2quality technical service as well. K ey w ords:f ieldbus　open　netw ork　autom ation 1　现场总线发展概况 现场总线是目前自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。现场总线是当今3C技术,即计算机(Computer)、通信(Communication)与控制(Control)技术的发展汇聚成的结合点。根据国际电工委员会IEC61158标准定义,现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间数字式、串行、多点通信的数据总线。 IEC61158标准从1984年开始制订,但现场总线技术的真正发展始于80年代末90年代初。至今正在应用的现场总线已达数十种之多,其中有10多种已被纳入了IEC标准,主要归类在两个标准簇。一个为IEC SC65C的IEC61158标准,另一个为IEC17B的62026标准。 IEC61158是迄今为止制订时间最长、投票次数最多、意见分歧最大的国际标准之一。它的制 — 9 5 — 现场总线发展概况与Device N et进入中国低压电器(2000№2)

Fanuc机器人devicenet连接配置

Devicenet连接 简介：机器人做主站 万可现场总线适配器做远程终端 1，硬件：A full-slot motherboard SST-DN3-104 daughterboard 万可device net现场适配器750－346， 数字输入模组750－402，数字输出模组750－531 终端模块750－600 。24伏开关电源。 2，软件：机器人安装device net interface, device net slave(做主站可以不要)软件。 3，现场总线接法：

1，0V 黑色 2，24V 红色 3，CAN_H 白色 4，CAN_L 蓝色 5，DRAIN 灰色 现场总线适配器接法与机器人接法 一致 1,前六位二进制码，设置MC ID; 2,后两位二进制码，设置波特率，125k， 250k，500k 机器人MC ID和波特率在软件中设 置。 4，机器人TP设置： 1）配置和连接device net接口子板 Press MENUS. Select I/O. Press F1, [TYPE]. Select Device Net. （在子板上有PID拨码开关，设置第几块板）

2) press F4, DETAIL配置子板： Board Detail Board: 1 Status: OFFLINE Scanner type: SST 5136-DN-104 Motherboard: Full-slot 1 MAC-ID: 0 2 Baud-rate: 125 KB 3 Board auto-restart: OFF 4 Input resume state (rack 81): LAST Slave Operation: Slave Status: OFFLINE 5 SLAVE Error Severity: WARN 6 Size of output from master: 0 bytes 7 Size of input to master: 0 bytes press PRVE,EXIT；移动光标，press F4, ONLINE 3)在线搜寻网络设备，press NEXT Press F3, DIAG. Device Net Diagnostics Board Setup 4/4 Board: 1 Diag Status: ONLINE 1 Mac Id: 60 2 Baud-rate: 125 KB Remote Device: 3 I/O Mode: POLL 4 Mac Id: 1

基于DN1022的DeviceNet总线产品设计

基于DN1022的DeviceNet总线产品设计 江苏安科瑞电气股份有限公司袁燕 摘要：以基于CAN的DeviceNet技术为基础，采用DeviceNet从站协议芯片DN1022和意法半导体公司的32位单片机STM32F051R8T6为智能电机保护器设计了一款DeviceNet从站模块，并介绍了DeviceNet网络应用系统构建方法。 关键词：智能电机保护器；DeviceNet；组网 0引言 随着工业现场底层设备的种类越来越多，功能越来越强大，现场总线技术已经得到了广泛的应用。基于CAN总线的DeviceNet技术，由美国Rockwell公司提出，并由ODVA（Open DeviceNet Vendors Association）进一步开发并做一致性认证。其凭借低成本、高性能、设备级诊断等优异的性能在国际上得到了普遍的采用。DeviceNet协议主要应用于汽车、半导体、电气机器、运送传输系统、食品、水处理、冲压与注塑等领域。[1] 目前开发该协议的方式有： （1）向ODVA购买协议规范，自己完成协议开发，此种方式对研发要求高，优点是成本较低，缺点是 开发时间较长。 （2）购买第三方协议包开发。现在市场上一些大的自动化厂商（如德国赫优讯）提供DeviceNet协议包，供应商可向其购买开发。协议开发包的功能全面，但成本较高、有一定的技术难度。 （3）购买协议模块。一些自动化厂商（如ANYBUS、赫优讯）提供集成了DeviceNet协议的IC模块，

供应商只需要将此IC设计到产品的内部并利用串口等进行一些简单的设置即可。这种方式简便、开发周期短，缺点是结构固定、成本较高。 （4）协议芯片。DN1022内部集成了DeviceNet协议从站功能，集成度高、封装简单，满足一般的DeviceNet从节点功能要求，而且成本低、易开发、不受结构限制。[2][3][4] 介绍了一种基于DN1022芯片的电机保护器DeviceNet从站功能模块的开发，不仅实现了现场控制系统对电机重要参数及运行状态等的实时监控，还可完成总线对电机的远程启/停控制，为工业生产带来了很大便利。 1智能电机保护器的DeviceNet通讯模块开发 安科瑞电气股份有限公司为改公司的电机保护器开发了一款DeviceNet从站通讯模块，并将其集成在产品内部，实现了仪表与通讯模块的一体化结构，非常便于工业现场控制系统的组网安装。改模块的开发基于DeviceNet从站协议芯片DN1022和意法半导体的CPU芯片STM32F051。 1.1主要芯片介绍 1.1.1控制器 MCU芯片采用意法半导体公司的Cortex?-M0架构内核的32位处理器STM32F051R8T6，时钟频率高达48MHz，内置64Kb的Flash、8K的RAM、1个12位D/A转换器、11个定时器、5通道DMA控制器、55个高速I/O口、2个I2C接口、2个USART、时钟管理等多种资源，具有很高的性价比。 1.1.2DN1022协议芯片 DN1022芯片内置DeviceNet Group2Only Slave从站协议栈,具有内置的CAN口和DeviceNet处理引擎，高速串行口、并行口和配置口。用户处理器可通过高速串口或者并口和该协议芯片通信，只需实现一个简单的通信协议即可。[5] DN1022技术指标： ◆支持最大64个输入字节，64个输出字节

Fanuc机器人devicenet连接配置教学文案

F a n u c机器人 d e v i c e n e t连接配置

Devicenet连接 简介：机器人做主站 万可现场总线适配器做远程终端 1，硬件：A full-slot motherboard SST-DN3-104 daughterboard 万可device net现场适配器750－346， 数字输入模组750－402，数字输出模组750－531 终端模块750－600 。24伏开关电源。 2，软件：机器人安装device net interface, device net slave(做主站可以不要)软件。 3，现场总线接法：

1，0V 黑色 2，24V 红色 3，CAN_H 白色 4，CAN_L 蓝色 5，DRAIN 灰色 现场总线适配器接法与机器人接法 一致 1,前六位二进制码，设置MC ID; 2,后两位二进制码，设置波特率， 125k，250k，500k 机器人MC ID和波特率在软件中设 置。 4，机器人TP设置： 1）配置和连接device net接口子板 Press MENUS. Select I/O. Press F1, [TYPE]. Select Device Net. （在子板上有PID拨码开关，设置第几块板）

2) press F4, DETAIL配置子板： Board Detail Board: 1 Status: OFFLINE Scanner type: SST 5136-DN-104 Motherboard: Full-slot 1 MAC-ID: 0 2 Baud-rate: 125 KB 3 Board auto-restart: OFF 4 Input resume state (rack 81): LAST Slave Operation: Slave Status: OFFLINE 5 SLAVE Error Severity: WARN 6 Size of output from master: 0 bytes 7 Size of input to master: 0 bytes press PRVE,EXIT；移动光标，press F4, ONLINE 3)在线搜寻网络设备，press NEXT Press F3, DIAG.

DeviceNet现场总线协议讲解

DeviceNet现场总线协议讲解 2008-2-28 10:27:00 来源：中国自动化网浏览：971 网友评论条点击查看 Devicenet简介: DeviceNet是由美国Rockwell公司在CAN基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。它将基本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。DeviceNet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量，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。 现场总线系统的结构和技术特点 1. 现场总线的历史和发展 现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整个企业的信息集成，要实施综合自动化，就必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运产生的。它作为过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，沟通了生产过程现场控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。 由于标准实质上并未统一，所以对现场总线的定义也是各有各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。 (l) ISA SP50中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动 化控制设备(即车间级设备)之间的联系。 这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。 (2)根据国际电工委员会 IEC标准和现场总线基金会 FF的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网路。现场总线的本质含义表现在以下6个方面：

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Device net 连接 简介：机器人做主站 万可现场总线适配器做远程终端 1，硬件：A full-slot motherboard SST-DN3-104 daughterboard 万可device net现场适配器750— 346, 数字输入模组750— 402，数字输出模组750 — 531 终端模块750— 600。24伏开关电源。 软件：机器人安装 device net in terface, d evice net slave（做3, 主站可以不要）软件。 现场总线接法： 尬 号 L 口 ■ □ 皿 I o 9 o3 DO QQ OO -*21V ULU3L I1 □ n ocmcnoo 1 II | || | || II | || | || OO OO OO 75ir 2,

DRAIN CAN_L 4-2 4 V CAN^H 1, 0V 黑色 2, 24V 红色 3, CAN_H 白色 4, CAN_L 蓝色 5, DRAIN 灰色 现场总线适配器接法与机器人接法 一致 O J P 5.J 巳 o h l 1, 前六位二进制码，设置MC ID; 2, 后两位二进制码，设置波特率，125k ， 250k ， 500k 机器人MC ID 和波特率在软件中设 4,机器人TP 设置： 1) 配置和连接device net 接口子板 Press MENUS. Select I/O. Press F1, [TYPE]. Select Device Net.（在子板上有PID 拨码开关，设置第几块板）

Board List 1/4 Board Comme nt Rack Status 1 [ ] 81 OFFLINE 2 [ ] 82 OFFLINE 3 [ ] 83 OFFLINE 4 [ ] 84 OFFLINE 2) press F4, DETAIL 配置子板: press PRVE,EXIT ;移动光标，press F4, ONLINE Board List 1/4 Board Comme nt Rack Status 1 [ ] 81 ONLINE 2 [ ] 82 OFFLINE 3 [ ] 83 OFFLINE 4 [ ] 84 OFFLINE 3）在线搜寻网络设备，press NEXT Press F3, DIAG. Device Net Diag no stics Board Setup 4/4 Board: 1 Diag Status: ONLINE 1 Mac Id: 60 2 Baud-rate: 125 KB Remote Device: 3 I/O Mode: POLL

DeviceNet现场总线技术(new)

DeviceNet现场总线技术 佟为明* 吴赟李风阁王宇虹 哈尔滨工业大学罗克韦尔自动化实验室（哈尔滨150001） 摘要DeviceNet现场总线具有一系列独特的优点，现已成为IEC标准和欧洲标准。本文介绍了其技术特点及通信连接、通信模式、设备描述等基本技术问题。 关键词DeviceNet 现场总线通信模式设备描述 Technology of DeviceNet Tong Weiming, et al Harbin Institute of Technology Rockwell Automation Laboratory, Harbin 150001 Abstract DeviceNet has many unique virtues. It has been adopted as a European Standard and an International Standard by the International Electrotechnical Commission (IEC). This Article presents the key technology of DeviceNet, such as connection, communication model and device profile. Keywords DeviceNet fieldbus, communication model device profile 1 引言 现场总线技术是当今3C技术，即计算机（Computer）、通信（Communication）、控制（Control）技术发展汇聚成的结合点。它是当今自动化领域技术发展的热点之一，受到了国内外工业自动化设备制造商及用户的广泛关注。它的出现将对传统的工业自动化带来革命，从而开创工业自动化的新纪元。现场总线技术发展很快，在世界范围内，目前正在应用的现场总线已达数十种之多。其中， DeviceNet具有开放、低成本、高效率与高可靠性等独特的优点，现已成为国际标准(IEC62026低压开关设备与控制设备：控制器与电器设备接口)和欧洲标准（EN50325和EN50295），特别适合于制造业、工业控制和电力系统等应用。几乎所有世界著名的电器和自动化元件生产商都在大力开发DeviceNet产品，如ABB、Rockwell、Phoen-ix、Contacts、Omron、Hitachi、Cutler-Hammer等。DeviceNet由开放式设备网供货商协会ODVA（Open DeviceNet Vendors Association）组织和管理。ODVA是一个负责Device-Net协议的制定和增补工作的国际组织。现在，DeviceNet产品增长势头迅猛，在美国和日本，它所占的市场份额已达50%以上。 DeviceNet进入我国虽然比较晚，但因其突出的优点而受到了我国有关部门和单位的高度重视。由上海电器科学研究所与国际ODVA组织合作筹建的ODVA China于2000年7月6日在京正式成立，国家机械局、国家技术监督局、中国电器工业协会、中国FF基金会给予了大力支持。ODVA China将致力于DeviceNet现场总线技术在中国的开发与应用，促进我国自动化和现场总线技术的发展。 2 DeviceNet现场总线的技术特点 DeviceNet现场总线是一种开放、低成本的网络解决方案。它将可编程控制器、操作员终端、传感器、光电开关、电动机起动器、驱动器等现场智能设备连接起来，减少了I/O接口和布线数量，实现了工业设备的网络化和远程管理。由于采用了许多新技术及独特的设计，与其它现场总线相比，它具有突出的高可靠性、实时性和灵活性。其主要技术特点可归纳为：（1）采用CAN物理层和数据链路层规约，使用CAN规约芯片，得到了国际上主要芯片制造商的支持；