现场总线控制系统（FCS）系列：Rockwell Automation DeviceNet_（12）.DeviceNet与其他现场总线的比较.docx

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DeviceNet与其他现场总线的比较

在制药工业控制系统中，现场总线技术的应用越来越广泛。DeviceNet作为RockwellAutomation推出的一种现场总线协议，与其他现场总线协议如PROFIBUS、Modbus、CAN等相比，具有独特的优势和特点。本节将详细探讨DeviceNet与其他现场总线的比较，包括技术原理、应用领域、性能参数和实际应用案例。

1.技术原理

1.1DeviceNet技术原理

DeviceNet是一种基于CAN（ControllerAreaNetwork）协议的现场总线，专门用于工业自动化领域中的设备级通信。它支持多种数据传输模式，包括周期性数据、非周期性数据和显式消息。DeviceNet的通信模型基于主从设备结构，主设备（通常是PLC）负责总线的管理和数据的调度，从设备（如传感器、执行器等）则响应主设备的请求。

1.1.1通信模型

主从结构：主设备通过轮询的方式与从设备进行通信，确保数据的可靠传输。

报文格式：DeviceNet报文格式简单，支持多种数据类型，包括离散输入/输出、模拟量输入/输出等。

网络拓扑：支持线型、星型和树型拓扑结构，最大支持64个节点。

1.1.2优势

低成本：使用标准的120Ω双绞线，连接简单，成本低。

高可靠性：采用CAN技术，具备强大的错误检测和纠正能力。

易维护：支持热插拔，设备可以在不关闭系统的情况下进行更换和维护。

1.2PROFIBUS技术原理

PROFIBUS（ProcessFieldBus）是由PROFIBUS国际组织（PI）推出的一种广泛应用于工业自动化领域的现场总线标准。PROFIBUS支持多种通信模式，包括DP（DecentralizedPeripherals）、FMS（FieldbusMessageSpecification）和PA（ProcessAutomation）。

1.2.1通信模型

主从结构：主设备通过轮询的方式与从设备进行通信，也可以支持多主设备的网络结构。

报文格式：PROFIBUS报文格式复杂，支持多种数据类型，包括离散输入/输出、模拟量输入/输出等。

网络拓扑：支持线型、星型和树型拓扑结构，最大支持127个节点。

1.2.2优势

高性能：传输速率高达12Mbps，适用于高速数据传输。

广泛的兼容性：支持多种类型的设备和协议，便于系统集成。

多种应用：适用于过程控制、分布式I/O和运动控制等多种应用场景。

1.3Modbus技术原理

Modbus是由Modicon公司（现为SchneiderElectric的一部分）在1979年推出的一种简单、可靠的现场总线协议。Modbus支持多种传输模式，包括RTU（RemoteTerminalUnit）、ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）和TCP（TransmissionControlProtocol）。

1.3.1通信模型

主从结构：主设备通过请求-响应的方式与从设备进行通信。

报文格式：Modbus报文格式简单，支持多种功能码，如读输入寄存器、写单个寄存器等。

网络拓扑：支持线型拓扑结构，最大支持247个节点。

1.3.2优势

简单易用：配置和编程简单，易于理解和使用。

开放标准：Modbus是一种开放标准，不受任何厂商限制。

广泛的设备支持：支持多种类型的设备，包括PLC、传感器、变频器等。

1.4CAN技术原理

CAN（ControllerAreaNetwork）是一种串行通信协议，广泛应用于汽车和工业自动化领域。CAN协议支持多主设备结构，每个节点都可以主动发送数据，网络上的其他节点则通过优先级仲裁机制决定数据的传输顺序。

1.4.1通信模型

多主结构：支持多个主设备，每个节点都可以主动发送数据。

报文格式：CAN报文格式简单，支持多种数据类型，包括离散输入/输出、模拟量输入/输出等。

网络拓扑：支持线型、星型和树型拓扑结构，最大支持110个节点。

1.4.2优势

高可靠性：具备强大的错误检测和纠正能力，适用于恶劣的工业环境。

低成本：使用标准的120Ω双绞线，连接简单，成本低。

实时性：支持实时数据传输，适用于需要快速响应的应用场景。

2.应用领域

2.1DeviceNet的应用领域

DeviceNet在制药工业中的应用主要集中在设备级的通信，如传感器、执行器、变频器等。它特别适用于需要低成本、高可靠性和易维护的场合。

2.1.1传感器通信

在制药工业中，传感器被广泛用于监测和控制各种参数，如温度、压力、流量等。DeviceNet通过简单可靠的通信方式，可以将传感器的数据实时传输到PLC进行处理