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CAN现场总线(5) ◆ CAN总线协议 ★ CAN通信协议规定有4种不同的帧格式，即数据帧、远程帧、错误帧和超载帧 ★ CAN总线基于下列5条基本规则进行通信协调： — 总线访问 — 仲裁 — 编码/解码 — 出错标注 — 超载标注 几种典型的现场总线 Modbus现场总线（1） 七、Modbus协议 ◆ Modbus是一种工业通信和分布式控制系统协议，由美国Modicon公司出品。Modbus是一种主从网络，允许一个主计算机和一个或多个从机通信，以完成编程、数据传送、程序上装/下装及其主机操作 ◆ Modbus通讯主要采用RS232，RS485等其它通讯媒介，它为用户提供了一种开放、灵活和标准的通讯技术，降低了开发和维护成本 Modbus现场总线（2） ◆ Modbus协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，不管采用何种网络进行通讯，该消息结构均可以被系统采用和识别。利用此通信协议，既可以询问网络上的其它设备，也能答复其它设备的询问，又可以检测并报告出错信息 ◆ Modbus通讯协议由主设备先建立消息格式，格式包括设备地址、功能代码、数据地址和出错校验。从设备必需用Modbus协议建立答复消息，其格式包含确认的功能代码，返回数据和出错校验。如果接收到的数据出错，或者从设备不能执行所要求的命令，从设备将返回出错信息 ◆ Modbus通讯协议有两种有效的传送模式，即ASCII（美国标准信息交换码）和RTU（远程终端装置） §4 典型控制网络体系结构 工业控制网络的基本层次 、 典型控制网络体系结构 (1) 一、信息层 ★ 控制系统的最上层 ★ 通信的主要特点：通信数据量大，通信的发生较为集中，要求有高速链路支持，对实时性要求不高 ★ 通信范围从车间级到全厂级甚至因特网范围，与数据库技术、互联网技术、数据分析和处理技术紧密关联 ★ 可连接的设备包括控制器、PC、操作员站、高速I/O、其它局域网设备，通过网关设备可以连接入因特网 典型控制网络体系结构 (2) 二、控制层 ★ 处于控制的中间层次 ★ 连接不同的可编程设备、控制器、人机终端等，通过网关设备与信息层相连，很多应用实时性要求较高，包括I/O的实时刷新、互锁信息和控制器等之间报文的报文传递等 ★ 通信特点是要求有较高的网络速率，实时性要求高的情况下要求通信是确定的、可重复的 典型控制网络体系结构 (3) 三、设备层 ★ 控制网络的最底层 ★ 面向大量的现场设备，包括离散型的I/O（光电传感器、接近开关等），温度变送器、流量计等较为复杂的设备，通过扫描器或网关设备将数据传送到控制层 ★ 通信特点是速度要求不一定很高，有一定的智能和容错能力，要求网络节点设备的经济性、智能化，设备添加/删除简单方便，故障诊断和纠错容易，适应现场的不同恶劣条件 小结 现场总线的概念和结构 现场总线的特点和优点 主流的现场总线协议 ControlNet (结束) （7）ControlNet的优点： ★ 同一链路上满足I/O数据、实时互锁、端到端报文传输和编程/组态信息等应用的多样的通信要求 ★ 是确定性的、可重复的控制网络，适合离散控制和过程控制 ★ 同一链路上允许多个控制器同时并存 ★ 输入数据和端到端信息的多路发送支持 ★ 可选的介质冗余和本征安全 ★ 安装和维护的简单性 ★ 网络上节点居于对等地位，可以从任意节点实现网络存取 ★ 灵活的拓扑结构（总线型、树型、星型等）和介质选择（同轴电缆、光纤和其它） 几种典型的现场总线 DeviceNet（1） 设备层现场总线DeviceNet 1、DeviceNet的性能 ◆ DeviceNet是20世纪90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络。它通过一根电缆将PLC、传感器、光电开关、操作员终端、电动机、轴承座、变频器和软启动器等现场智能设备连接起来，是分布式控制系统减少现场I/O接口和布线树立、将控制功能下载到现场设备的理想解决方案、 DeviceNet现场总线的结构图 网络结构三层：物理层、数据链路层、应用层。 DeviceNet (2) 2DeviceNet协议规范 — 沿用了CAN协议标准所规定的总线网络的物理层和数据链路层，定义了不同的报文格式、总线访问仲裁规则及故障检测和故障隔离的方法 DeviceNet (4) (2) 数据链路层 －遵循CAN协议规范，并由CAN控制器芯片实现 －CAN是基