工业网络技术第6课

2007年10月18日现场总线技术与应用东北大学秦皇岛分校DeviceNet网络2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络•DeviceNet网络概述•DeviceNet网络模型•DeviceNet网络传输介质•DeviceNet网络物理层2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络概述2007年10月18日现场总线技术与应用认识DeviceNet元件ProcessororControllerChassiswithDeviceNetScannerModuleArmorBlock™MaXum™I/OModuleRediSTATION™OperatorInterfacePhotoelectricSensors1794-ADNFlexI/O™AdapterModuleandI/OModulesBulletin160Drive1770-KFDModuleRS-232CableHostComputerwithRSNetWorx™forDeviceNetSoftware2007年10月18日现场总线技术与应用800EPushbuttonStationAn800Epushbuttonstationisasophisticatedstart/stopinterfacewithanexceptionallydurabledesignthatmakesitwell-suitedforharshindustrialenvironments.Thefollowinggraphicshowsahorizontallymountable800EpushbuttonstationwithextrapushbuttonsforexternalI/Opoints:ConnectiontoDeviceNetNetworkPushbuttons2007年10月18日现场总线技术与应用E3Solid-StateOverloadRelayAnE3solid-stateoverloadrelayisamotorprotectorthatmonitorsmotorperformanceandprovidescrucialdiagnosticinformationfordamagingconditionssuchasthermaloverload,phaseloss,stall,jam,underload,andcurrentimbalance:MotorContactorE3Solid-StateOverloadRelayConnectiontoDeviceNetNetwork2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络的价值•DeviceNet网络上的MCCs所有信息可以通过集成架构无缝访问。•TheE3电子继电器不仅可以保护用户电机,也可以进行设备的预诊断。DeviceNetEthernet/IPMaintenanceOfficePlantFloor2007年10月18日现场总线技术与应用Bulletin100DSAEasilymountableinsideasmallspace,aBulletin100DSAallowsuptofourdiscreteinputsandtwodiscreteoutputstobeconnectedtotheDeviceNetnetwork.ABulletin100DSAcanbeusedasamotorstarterorforgeneralpurposeI/O:ConnectiontoDeviceNetNetworkFrontofModule2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络概述ext-功能+EtherNet/IP-成本++复杂性--信息量+DeviceNetOtherCANSDSFieldbusH1Profibus-PAModbusHARTProfibus-DPInterbus-SRemoteI/OProfibus-FMSDataHighway+ModbusPlusRS485etc.ControlNetFoundationFieldbusH22007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络概述ext-历史•1994年3月，由罗克韦尔自动化开发；•1995年4月，将该技术移交给开放性组织ODVA（OpenDeviceNetVendorAssociation），成为开放协议；•2000年6月，成为IEC62026国际标准（低压开关装置与控制设备之间的接口标准），2002年10月成为我国国家标准。2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络发展199419951996199719981999200020012002DeviceNetManagerSoftwareReleaseSpecificationFirstReleaseUnveiledatIPCTradeShowFirstScanner(1771-SDN)ReleaseRSNetWorxSoftwareReleaseODVACreatedControlLogixScannerReleaseSLC-500DMLBasedScannerReleaseKwikLinkFlatMediaRelease2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络概述ext•DeviceNet网络基于CAN技术，关键硬件如CAN控制器和收发器芯片应用广泛。2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络•DeviceNet网络概述•DeviceNet网络模型•DeviceNet网络传输介质•DeviceNet网络物理层2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络模型与CAN的关系传输介质TransmissionMedia介质访问单元MediaAccessUnitISO/OSI堆栈关系应用层ApplicationLayer逻辑链路控制(LLC)媒体访问控制(MAC)物理层信号(PLS){{}}{ISODataLinkLayer2ISOPhysicalLayer1ISOMediaLayer0CANProtocolSpecificationCAN协议说明{ISOApplicationLayer7{DeviceNetApplicationLayerSpecification网络应用层说明DeviceNet物理层和传输介质说明2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络模型ext•包含物理层、数据链路层和应用层。•沿用了CAN协议中第二层（数据链路层）-ISO11898；•DeviceNet根据工业自动化的需要设计了第一层（物理层）和第七层(应用层)。2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络•DeviceNet网络概述•DeviceNet网络模型•DeviceNet网络传输介质•DeviceNet网络物理层2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络传输介质•拓扑结构•电缆类型•终端电阻•连接器•分接头•网络接地•网络供电2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet总线上物理连接方式2007年10月18日现场总线技术与应用拓扑结构机器机器机器机器机器机器机器机器机器机器机器机器DC24V电源终端电阻121Ω分支分支分支分支分支树形分支单分支节点多节点分支电源分支主干线支线菊花链2007年10月18日现场总线技术与应用一般物理特性•主干线/分支线的总线型拓扑结构•距离最远为500m，每个支线最长为6m•最大64个节点•可选择通讯速率125K、250K、500K•可以用分支线实现菊花链、树形分支结构2007年10月18日现场总线技术与应用一般物理特性ext•可以在不断开主干线的情况下装拆节点•使用低延时的双绞电缆，信号与电源在同一电缆中•使用开放或封闭连接器•支持隔离和非隔离设备•支持单电源和多电源，支持网络供电和设备供电•可调整电源配置，以满足个别应用需求2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络传输介质•拓扑结构•电缆类型•终端电阻•连接器•分接头•网络接地2007年10月18日现场总线技术与应用电缆－屏蔽双绞线BareBlueWhiteRedBlack+24VDC(V+)+0VDC(V-)CAN-HCAN-LShield•5线制•1对用于24VoltsDC供电•1对用于数据通讯•1根屏蔽线2007年10月18日现场总线技术与应用电缆类型2007年10月18日现场总线技术与应用主干和分支主干线分支线分支线2007年10月18日现场总线技术与应用电缆两根电源线(黑色&红色)两根数据线(白色&蓝色)屏蔽线(扁平电缆无)粗缆用于长距离传输细缆比较灵活扁平电缆安装方便低延时、低损耗的屏蔽双绞线2007年10月18日现场总线技术与应用Example:NetworkTopologyVerificationTerminatingResistorTrunkLineDropLineDeviceorNodeTR=Terminatingresistor2m(6.5ft)4m(13ft)1m(3ft)4m(13ft)1m(3ft)4m(13ft)3m(10ft)3m(10ft)3m(10ft)2m(6.5ft)5m(16ft)4m(13ft)?2007年10月18日现场总线技术与应用Example:MaximumTrunkLineDistanceCalculationTerminatingResistorTerminatingResistorTrunkLineDropLineTR=TerminatingResistorD=DeviceTR1D1D2D3TR21.5m(4ft)1.5m(4ft)50m(164ft)12m(39ft)1m(3ft)5m(16ft)6m(20ft)2007年10月18日现场总线技术与应用Example:CumulativeDropLineLengthCalculationThecumulativedroplinelengthofthenetworkinthefollowingexampleis35m(114ft).Therefore,adatarateof125,250,or500kbit/scanbeusedtocommunicateonthenetwork.TrunkLineDeviceorNodeDropLineTR=TerminatingResistor4m(13ft)1m(3ft)1m(3ft)4m(13ft)3m(10ft)3m(10ft)2m(6.5ft)3m(10ft)3m(10ft)5m(16ft)4m(13ft)TRTR2007年10月18日现场总线技术与应用DeviceNet网络传输介质•拓扑结构•电缆类型•终端电阻•连接器•分接头•网络接地2007年10月18日现场总线技术与应用终端电阻•在每条干线的末端必须安装终端电阻。•终端电阻为120或121Ohms,1/4Watt。•终端电阻接在白色和蓝色主干线两端。•有开放式和密封式两种类型。•不能使用碳类电阻。必须为1%金属膜电阻。2007年10月18日现场总线技术与应用终端电阻extIfanetworkisextremelylongandtheendsofthetrunklinearenoteasilyaccessible,presenceofterminatingresistorscanbecheckedbydisconnectingnetworkpowerandmeasuringtheresistancebetweentheCAN_H(white)andCAN_L(blue)signalwiresusinganohmmeter.Iftwoproperlyfunctioningresistorsareconnectedtothenetworktheresis