设备网(DeviceNet)是 CAN(Control Area Network)开放式的设备网络,它是高度实现了分布控制的解决方案,是优于框架 I/O 模块,特别适用于工业控制底层现场设备的网络,主要用来连接 I/O 适配器、智能传感器、驱动通信等设备,且易于与第三方产品实现数据交换的无缝连接。DeviceNet 基于生产者/消费者模式,其短帧数据格式可实现工业控制实时 I/O 数据的高效、快速、可靠传输。
DeviceNet 是一种低端网络系统的解决方案,是一种低成本的现场总线,是一个开放式网络标准,任何人都可以从 DeviceNet 的组织和管理者,即开放式设备网供应商协会(Open DeviceNet Vendors Association,ODVA)获得规范。在北美和日本,DeviceNet 在同类产品中占有很高的市场份额。
1.DeviceNet 的技术特点和应用范围
(1)DeviceNet 的技术特点
● 系统安装、调试、接线简单;
● 可同时支持标准设备和智能设备;
● 可为系统提供重要的设备级诊断功能;
● 可以在计算机或设备上进行组态;
● 支持网络供电(传感器)和自身供电(执行器)的设备;
● 支持设备带电插拔或更换,可即插即用,而不会中断网络连接;
● 支持控制数据实时交换;
● 可兼容多厂商设备。
(2)DeviceNet 的应用范围
● 需要大量硬接线的应用项目;
● 有大量设备连接到多点 I/O 模块(分布式或机架式)的应用项目;
● 要求快速启动的应用项目;
● 数据信息中使用多个短小简单数据包的应用项目;
● 需要大量设备级预测诊断功能的应用项目;
● 具有多个小型设备并且设备之间的距离都很远的应用项目。
2.DeviceNet 的拓扑结构和传输介质
DeviceNet 网络是一种方便地连接现场设备的网络,它的拓扑结构是比较自由的,通常由主干线及分支线组成。
● 主干线是整个网络的骨干,支撑所有的支线和电源。一段网络只能有一条主干线,不同结构的支线都挂在它的上面,其最大长度由电缆的类型和网络的速度决定。
● 主干线两端必须连接终端电阻,终端电阻是 121Ω 的金属膜电阻,功率 ≥(1/4)W;根据不同的连接器选用不同的终端电阻,封闭式的连接头用封闭式的终端电阻,开放式的连接头用普通的金属膜电阻。不要使用碳膜电阻。
● 节点可直接连接在主干线上,称为无分支。
● 分支可以是只接一个节点,也可以是树形的,还可以是菊花链的。
● 24V 的直流电源挂接在主干线上,为网络所有的取用网络电流的设备供电,根据需要可以连接不止一个,电源位于主干线的什么位置是有讲究的,这需要经过核算。
为了满足设备的供电需求,而无须另外铺设电源线,DeviceNet 网络还为设备提供 24V 直流电源,所以 DeviceNet 网络是信号网和电源网复合在一起的网络。它的电缆共有 5 根引线,标识为蓝色和白色的是 CAN 双绞信号线;标识为灰色的是信号的屏蔽线;标识为红色和黑色的是电源线。在开放式的连接头或连接座上,都有与电缆线相一致的颜色标识。
● 电力电缆有 +24V DC、0V DC;
● 通信电缆有 CAN-H、CAN-L;
● 屏蔽电缆。
电缆共有 4 种类型:粗缆、扁平电缆、细缆和分支电缆。它们通过的电流限量和使用范围各不相同,应根据不同的使用场合来选用。
● 粗缆、扁平电缆、分支电缆可通过 8A 电流;
● 细缆可通过 3A 电流;
● 粗缆、扁平电缆和细缆均可用于主干线。
不同的电缆,在不同的网络速率下,干线、支线累积长度的最长距离是不同的,
粗缆信号传输性能参数
细缆信号传输性能参数
扁平电缆信号传输性能参数
注意:当几种电缆混合使用时,以最小传输距离的电缆作为计算标准。例如,粗缆与扁平电缆混合使用时,为 500Kbps 时,网络的最长距离是 75m 而不是 100m。扁平电缆与其他电缆混合使用时,其他电缆信号的屏蔽线应该与扁平电缆的负极(V-)连接。设备网(DeviceNet)