现场总线控制系统（FCS）系列：Rockwell Automation DeviceNet (用于石油和天然气行业)_（2）.石油和天然气行业中的DeviceNet应用.docx

PAGE1

PAGE1

石油和天然气行业中的DeviceNet应用

引言

在石油和天然气行业中，现场总线控制系统（FCS）的应用非常广泛。DeviceNet是RockwellAutomation开发的一种现场总线协议，广泛用于工业自动化领域，特别是在石油和天然气行业的设备连接和数据通信中。DeviceNet协议通过简化设备之间的通信，提高了系统的可靠性和维护性。本节将详细介绍DeviceNet在石油和天然气行业中的应用，包括其原理、配置、编程和维护等内容。

DeviceNet概述

什么是DeviceNet

DeviceNet是一种基于CAN（ControllerAreaNetwork）技术的现场总线协议，主要用于连接现场设备和控制系统。它支持多种设备类型，如传感器、执行器和控制器，能够在同一网络中实现高效的通信和数据交换。DeviceNet的通信速率范围从125kbps到500kbps，支持的设备数量最多可达64个。

DeviceNet的主要特点

成本效益：DeviceNet使用标准的电缆和连接器，减少了布线成本。

可靠性：采用CAN技术，具有高度的抗干扰能力和错误检测机制。

灵活性：支持多种网络拓扑结构，如线型、星型和树型。

简单性：配置和维护简单，支持即插即用功能。

实时性：能够实现快速的实时数据传输，适用于工业控制应用。

DeviceNet在石油和天然气行业中的应用

现场设备连接

在石油和天然气行业中，现场设备的种类繁多，包括传感器、阀门、泵、电机等。DeviceNet可以通过标准的电缆和连接器将这些设备连接到控制系统，实现数据的高效传输和设备的远程监控。

数据采集与监控

DeviceNet网络中的设备可以实时采集和传输各种数据，如温度、压力、流量等。控制系统可以通过这些数据进行实时监控和分析，及时发现和处理问题，确保生产过程的安全和高效。

故障诊断与维护

DeviceNet支持设备的故障诊断功能，通过网络可以实时获取设备的状态信息，及时发现和排除故障。这不仅提高了系统的可靠性，还减少了维护成本和停机时间。

DeviceNet网络配置

网络拓扑

DeviceNet支持多种网络拓扑结构，包括线型、星型和树型。选择合适的网络拓扑结构可以优化系统的性能和可靠性。

线型拓扑

线型拓扑是最常见的DeviceNet网络结构，设备通过一条主干电缆依次连接。这种结构简单、成本低，适用于设备数量较少且分布较近的场景。

Master-Device1-Device2-Device3-...

星型拓扑

星型拓扑中，所有设备都连接到一个中心节点。这种结构可以提高网络的可靠性和扩展性，适用于设备数量较多且分布较广的场景。

Device1

/\

Master

\/

Device2

树型拓扑

树型拓扑结合了线型和星型的优点，通过多个分支节点连接设备。这种结构适用于大型系统，可以灵活地扩展网络。

Master-Branch1-Device1-Device2

\-Branch2-Device3-Device4

网络参数配置

在DeviceNet网络中，需要配置一些关键参数，以确保设备之间的正常通信。

波特率

DeviceNet支持125kbps、250kbps和500kbps三种波特率。选择合适的波特率可以优化通信速度和可靠性。

设备地址

每个DeviceNet设备都有一个唯一的地址，用于标识和通信。地址范围从0到63，可以通过配置工具进行设置。

Device1:01

Device2:02

Device3:03

数据类型

DeviceNet支持多种数据类型，包括数字量、模拟量和组态数据。根据设备的具体需求选择合适的数据类型。

配置工具

RockwellAutomation提供了多种配置工具，如RSLogix5000、DeviceNetDesigner等，用于配置和管理DeviceNet网络。

RSLogix5000配置示例

以下是一个使用RSLogix5000配置DeviceNet网络的示例。

添加DeviceNet模块

在RSLogix5000中，首先需要添加DeviceNet模块。

1.打开RSLogix5000。

2.选择“控制器”选项卡。

3.点击“添加模块”。

4.选择DeviceNet模块并添加。

配置设备地址

为每个设备配置一个唯一的地址。

1.选择“网络配置”选项卡。

2.在DeviceNet网络中添加设备。

3.为每个设备设置地址。

配置数据类型

根据设备的需求选择合适的数据类型。

1.选择设备。

2.在“属性”窗口中选择数据类型。

3