Сеть DeviceNet — это недорогая промышленная сеть для соединения промышленных устройств, таких как концевые выключатели, фотоэлементы, разнообразные задвижки, стартеры электродвигателей, приводы, а также операторские дисплеи процессоров программируемых логических контроллеров (PLC) и персональные компьютеры. Сеть позволяет исключить дорогую фиксированную кабельную разводку и в то же время предоставляет возможность диагностики уровня физических устройств.
DeviceNet — это ведущие в мире сети уровня физических устройств для автоматизации промышленного производства. Фактически, более 40 процентов конечных пользователей опрошенных независимыми промышленными аналитиками среди всех сетей выбрали сеть DeviceNet.
Сеть DeviceNet предлагает надежное и эффективное управление данными, так как она использует технологию Поставщик/Потребитель. Эта модель современной связи предлагает основные возможности, которые позволяют пользователю определять ту информацию, которая ему необходима в определенный момент.
Сеть DeviceNet — это стандарт базовой сети для сетевых соединений уровня физических устройств. С более широкими функциональными возможностями, нежели сети измерительных устройств, DeviceNet вбирает широкий диапазон устройств от приводов до кнопочных станций, контроллеров PLC и пневматических устройств. Достижение такого уровня универсальности обычно требует наличия двух различных базовых сетей, с различными протоколами.
Так как DeviceNet основана на модели Поставщик/Потребитель, она увеличивает общую производительность сетевой системы предоставляя возможности работы на основе как событий, так и времени. Например, рассмотрим отправку сообщений по изменению состояния. Использование обмен сообщениями по изменения состояния (COS) предохраняет вашу сеть от снижения скорости работы из-за излишнего трафика сообщений. Поддерживается максимальная производительность сети.
DeviceNet позволяет вам конфигурировать разнообразные продукты в реальном масштабе времени через вашу сеть. Вы можете сохранять эти параметры конфигурации на ПК и быстро загружать их при замене устройства. Вы даже можете заменить устройство в работающей сети.
Ассоциации Изготовителей Устройств для Открытых Систем (ODVA) — это организация, регулирующая технологию DeviceNet и способствует адаптации продуктов DeviceNet для автоматизации промышленного производства по всему миру.
Это возможно. Более 250 компаний являются членами организации ODVA, и все они поддерживают принцип проверки соответствия продуктов DeviceNet для помощи в обеспечении функциональной совместимости. Эти компании предлагают более 400 продуктов и групп продуктов для удовлетворения ваших потребностей в автоматизации производства.
Сеть DeviceNet является основой концепции архитектуры NetLinx. Она была одной из первых промышленных сетей управления на основе модели Поставщик/Потребитель и была разработана для предоставления преимуществ цифровых сетей для устройств низкого уровня. Сеть DeviceNet поддерживает протокол CIP, который используется в сетях ControlNet и EtherNet/IP. Схема архитектуры NetLinx показывает типы устройств, которые обычно подключаются к сети DeviceNet.
DeviceNet и основные магистральные сети располагаются на одном уровне иерархии сетей Rockwell Automation, но имеют существенные различия. Первоначальным соображением в создании сетевых шин была необходимость работы в опасных условиях. Они также были спроектированы для работы с многожильными кабелями телефонного типа, которые были установлены на нефтехимических заводах для обеспечения работы устройств 4-20mA. Во время того как создавался стандарт физического уровня для сетевых шин, эти два требования диктовали низкую скорость сети, относительно низкую тактовую частоту и очень ограниченный ток для обеспечения работы присоединенных устройств.
Сеть DeviceNet была разработана для поддержки работы малых устройств вплоть до коммутаторов и кнопочных переключателей, в условиях высокой температуры и с интенсивными электромагнитными помехами на высокопроизводительных предприятиях штучного производства, и может обеспечивать присоединенные устройства током в 8A. Сетевая шина в опасных условиях обеспечивает ток только в 100mA, который может питать максимум 5 устройств. Скорость передачи данных в 500 кГц сети DeviceNet поддерживает максимальную длину кабеля 100 метров, в то время как сетевая шина 31.25 кГц может быть длиной до 1900 метров без использования репитеров.
- Сеть DeviceNet предоставляет сеть уровня физических устройств с широкими возможностями по взаимодействию с другими сетями для соединения всех устройств технологического цикла, которые связаны с задачами измерения, мониторинга и управления.
- DeviceNet добавляет минимум затрат и технических усложнений к существующим или новым устройствам
- Сеть DeviceNet – это изощренная сеть со встроенными возможностями контроля качества всех данных, которые помогают в обеспечении надежной передачи и приема информационных данных по управлению.
- Сеть DeviceNet поддерживает новейшие типы протоколов связи, которые предоставляют наиболее эффективную связь, а также поддерживают распределенное управление. Сеть DeviceNet поддерживает передачу информации типа Поставщик/Потребитель и пересылку данных по изменению состояния, для быстрой и эффективной связи. Технология компонентов с развитой логикой DeviceLogix – это первая реализация распределенного ввода/вывода, которому способствует функционирование сети DevceNet с использованием модели Поставщик/Потребитель.
Несколько сетей уровня физических устройств не являются столь изощренными как DeviceNet. Однако, сеть DeviceNet является достаточно изощренной. Во-первых, сеть DeviceNet включает контроль циклически избыточным кодом (CRC) для проверки правильности принятых данных. Во-вторых, все устройства, которые получают неправильные данные, оповещают об этом другие устройства в сети. Если принимающие устройства делают слишком много запросов, они выключаются, таким образом они не блокируют другие процессы передачи информации в сети. Также сеть DeviceNet поддерживает загрузку конфигурируемых данных по сети и передачу сегментированных сообщений, когда данных для передачи слишком много для одного сообщения DeviceNet.
Так как многие из возможностей и преимуществ сети DeviceNet включены в сеть EtherNet/IP, сеть DeviceNet существует, и будет существовать в обозримом будущем. Сегодняшние цены компонентов EtherNet/IP не могут конкурировать с низкой стоимостью компонентов и затратами на разработку устройств DeviceNet. Однако по мере увеличения производственных возможностей и, как следствие, снижение стоимости компонентов, производство продуктов EtherNet/IP уровня физических устройств станет вполне осуществимым.
Все приложения в одном заводском цеху, в товарном складе, в пункте погрузки и отправки, на площадке по упаковке, или на механизмах, которые автоматизируют эти производственные объекты, когда необходим контроль и управление – все эти случаи являются подходящими приложениями для применения сети DeviceNet. Автоматизация прессовальных машин или машин для розлива в бутылки или конвейерных сортировочных машин тоже является подходящим приложением. Фотоэлектрические переключатели, которые имеют логические функции, могут сообщать результаты считывания и информацию о своем состоянии через сеть DeviceNet, и питаться от сети. Фотоэлектрический датчик, устройство чтения штриховых кодов, дивертер, который поддерживает компоненты DeviceLogix могут использовать многие встроенные возможности сети DeviceNet.
На данный момент более 300 компаний предоставляют более 350 линий продуктов DeviceNet. Существует много производителей специализированного оборудования DeviceNet, а также интеграторов во многих производственных областях по всему миру. Таким образом, каким бы ни был ваш проект, вы можете решить что делать и каким образом, и затем выбрать компоненты DeviceNet от лучших мировых производителей.
- Открытый стандарт связи, который помогает в обеспечении совместимости устройств различных производителей. Технология DeviceNet предоставляет взаимозаменяемость “идентичных” компонентов от различных производителей
- Быструю, простую установку – дающую экономию времени и дискового пространства. Сеть DeviceNet позволяет минимизировать проводные соединения и сократить связанные с этим затраты на рабочую силу и уменьшить занимаемое пространство
- Ориентирование на будущее для простого осуществления модификаций и добавлений по мере расширения и изменения ваших нужд. Сеть DeviceNet предоставляет питание для дополнительных элементов сети
- Увеличенное время безотказной работы благодаря лучшему пониманию работы устройств. Сеть DeviceNet предупреждает вас о событиях, происходящих в сети, с тем, чтобы вы могли быстро на них реагировать
- Эффективное использование пропускной способности благодаря связи на основе модели Поставщик/Потребитель. Сеть DeviceNet эффективно использует доступную пропускную способность, таким образом, важные сообщения всегда доходят до адресата.
- Конфигурирование и ввод дополнений в процессе работы без выключения питания. DeviceNet не прекращает работу, даже если вы добавляете дополнительные элементы к сети.
Существует много различных магистральных сетей и критерии их проектирования также очень широки. Некоторые спроектированы с целью дешевизны и простоты; некоторые спроектированы, чтобы быть неизменными; некоторые направлены непосредственно на конкретную производственную задачу, как например, сетевые шины.
Сеть DevivceNet регулируется Ассоциацией Изготовителей Устройств для Открытых Система (Open DeviceNet Vendor's Organization). В дополнение к техническим описаниям сети DeviceNet, вы найдете много рекомендаций пользователей, которые описывают свой опыт в использовании сети DeviceNet.
С весны 2001 года, Rockwell Automation предлагает более 450 продуктов со встроенными интерфейсами DeviceNet. Это все включает как модули связи, такие как 1203-GK5 и 1203-GU6, которые обеспечивают связь со многими приводами, так и сканирующие устройства и адаптеры, такие как 1747-SDN, 1771-SDN, 1756-DNB, 1794-ADN, 1734-ADN, и 1734-PDN, которые предоставляют устройства связи с сетью DeviceNet посредством отдельных плат.
CIP означает Стандартный Промышленный Протокол (Common Industrial Protocol). CIP – это открытый протокол управления в настоящее время используемый в сетях EtherNet/IP, DeviceNet и ControlNet. CIP является протокольно-независимым, что означает, что он может быть использован в различных сетях. CIP – это общий протокол уровня приложений, который позволяет напрямую переправлять сообщения из EtherNet/IP в ControlNet и DeviceNet.
Пожалуйста, заметьте, что платформы ControlLogix, PLC, и SLC Allen-Bradley некоторое время использовали информационную часть CIP в своих продуктах Ethernet. Весной 2001 года, модуль ControlLogix EtherNet/IP [1756-ENET (series B)] стал первым продуктом A-B EtherNet/IP со встроенными возможностями управления протокола CIP. CIP является протоколом для всех сетей Allen-Bradley.
Rockwell Automation предлагает несколько средств для помощи в проектировании и разработке вашей системы DeviceNet:
- “Руководство пользователя для выбора DeviceNet” (DeviceNet Selection Guide) описывает многие продукты Rockwell Automation, включая интерфейсные устройства DeviceNet.
- “Компоновщик Интегрированной Архитектуры” (Integrated Architecture Builder) – это программный продукт, который помогает вам составить список деталей и элементов для вашей сети DeviceNet, ControlNet, или EtherNet/IP. Это программное обеспечение добавляет средства и возможности по мере их разработки.
Вам необходимо программное обеспечение RSLogix 5000 для программирования/конфигурирования системы ControlLogix. Вам необходимо программное обеспечение RSNetWorx для DeviceNet для конфигурирования устройств DeviceNet. Вам необходима интерфейсная плата, установленная в ваш персональный компьютер и устройство 1756-ENBT, установленное в аппаратный блок ControlLogix. Используйте программное обеспечение RSLinx для подключения к сети EtherNet/IP.
Сеть DeviceNet следует рассматривать как магистраль с короткими ответвлениями. Возможности сети DeviceNet, которые позволяют осуществлять обмен сообщениями по изменению состояния (Change Of State – COS), а также высокая производительность приводят к потере скорости отклика при использовании репитеров для создания главной ветки в линии связи.
Если приложение действительно требует наличия многих веток, идущих в различных направлениях, мы рекомендуем вам установить несколько линий связи DeviceNet в вашей системе ControlLogix. Вы также можете использовать сеть ControlNet в качестве магистральной сети вашей системы с использованием устройств связи ControlNet – DeviceNet (1788-CN2DN) для того, чтобы обеспечить работу различных сетей DeviceNet там где вам это необходимо. Или установите мост Ethernet/IP – DeviceNe в удаленном аппаратном блоке ControlLogix.
Сеть DeviceNet – это детерминированная сеть! Данные возвращаются с устройства в заданном интервале времени. Вы можете определить работу сети таким образом, чтобы данные с нескольких устройств записывались одновременно, при этом данные сети генерируются по мере доступной пропускной способности сети и принимаются в определенном интервале времени. Когда устройства в сети DeviceNet работают в строб-режиме, они все начинают считывать показания на своих входах, как только получают одиночное строб-сообщение. Затем они посылают свои данные в порядке приоритета.
Обычно опросные или отдельные узлы или узлы конфигурирования также производят данные на детерминированной основе для того, чтобы генерировать данные на циклической основе.
Процедура настройки системы ControlLogix EtherNet/IP схожа с процедурой настройки ControlLogix в ControlNet. В обоих конфигурациях, модуль ControlLogix EtherNet/IP настраивается с использованием программного обеспечения RSLogix 5000 в качестве локального моста для соединения с процессором ControlLogix. С этим локальным соединением вы можете добавлять любое количество удаленных адаптеров EtherNet/IP.
Основное различие между конфигурированием ControlNet и EtherNet/IP заключается в том, что вы не можете планировать график доставки данных в сети EtherNet/IP. Это исключает необходимость использования RSNetWorx для продуктов EtherNet/IP. При использовании сети EtherNet/IP все сетевое конфигурирование и конфигурирование по управлению могут быть выполнены используя программное обеспечение RSLogix 5000 и RSLinx.
DeviceNet – это изощренная сеть, которая поддерживает детерминированную передачу данных ввода/вывода, конфигурирование устройств и явный обмен сообщениями. Сообщения DeviceNet включают 8 байт данных и 15-бит для циклического избыточного контроля (Cyclic Redundancy Check – CRC), который является механизмом контроля качества обеспечивающий гарантию того, что все полученные сообщения правильны. Сеть DeviceNet также включает разностороннюю поддержку для: автоматической замены устройств (Automatic Replacement of Devices), приоритета данных, обмена сообщениями ввода/вывода по изменению состояния (Change Of State I/O), циклической генерации данных (Cyclic Production of Data), регулярного опроса данных ввода/вывода. Из этого списка, асинхронный последовательный интерфейс (ASi) поддерживает только опрос данных ввода/вывода.
Консорциум 12 германских производителей оборудования для управления и ввода/вывода разработал ASi в начале 1990-ых, который использовался в основном в Европе. ASi является ведущей/ведомой сетью ввода/вывода. Она посылает четыре бита данных в одном сообщении, и не имеет контроля четности, контроля по циклической избыточности (CRC), возможности загрузки/загрузки по сети, а также не имеет возможности генерации данных на циклической основе или на основе изменения состояния.
Она использует недорогой двухпроводной кабель и недорогие коннекторы.
Сеть DeviceNet использует модель данных Поставщик/Потребитель (Producer/Consumer), которая предоставляет следующие преимущества перед традиционными моделями Клиент/Сервер (Client/Server) и Источник/Место назначения (Source/Destination):
- Разнообразные узлы могут “потреблять” одни и те же данные от одного “производителя”
- Узлы могут быть синхронизированы
- Оптимизация пропускной способности для лучшей производительности
- Протокол легко управляет данными по сбору, конфигурированию и управлению через единую сеть
- Поддерживает следующие типы обмена данными ввода/вывода: опросный (Polled), циклический (Cyclic), групповой (Multicast) и обмен данными по изменению состояния (Change of State).
Модель Поставщик/Потребитель (Producer/Consumer) является службой не зависимой от линии связи, и поддерживает явный и неявный обмен информационными сообщениями ввода/вывода одновременно по единой шине.
Продукты Rockwell Automation разработаны и протестированы на соответствие спецификациям DeviceNet, которые регулируются и принадлежат Ассоциации Изготовителей Устройств для Открытых Систем (ODVA). Мы содействуем всем производителям в тестировании и сертификации их собственных устройств.
Rockwell Automation также работает с рядом партнеров – разработчиками дополнительных устройств (VADPs), которые помогают сторонним производителям проектировать и разрабатывать продукты DeviceNet на основе Библиотеки DeviceNet (DeviceNet Master Library). Наши партнеры предоставляют поддержку для сторонних разработчиков и помогают извлекать пользу из разработок, сделанных Rockwell Automation. Это помогает в быстрой разработке разносторонних продуктов.
