现场总线控制系统（FCS）系列：Rockwell Automation DeviceNetall.docx

PAGE1

PAGE1

DeviceNet概述

DeviceNet是一种现场总线技术，由RockwellAutomation开发并维护，用于连接和通信现场设备（如传感器、执行器和控制器）与更高层次的控制系统（如PLC）。DeviceNet采用CAN（ControllerAreaNetwork）技术作为其物理层和数据链路层的基础，能够实现低成本、高可靠性的设备网络通信。DeviceNet支持多种网络拓扑结构，包括线型、星型和混合型，适用于各种工业环境。

DeviceNet网络结构

1.网络拓扑

DeviceNet支持以下几种网络拓扑结构：

线型拓扑：设备通过一条主干电缆连接，每个设备通过分支电缆连接到主干上。这种结构简单且成本低，适用于设备分布较为集中的场合。

星型拓扑：所有设备通过独立的电缆连接到一个中央节点。这种结构的可靠性较高，但成本相对较高。

混合型拓扑：结合了线型和星型的特点，适用于设备分布较为复杂且需要高可靠性的场合。

2.节点地址

DeviceNet网络中的每个设备都有一个唯一的节点地址，范围从0到63。节点地址用于在网络中唯一标识每个设备，确保数据的正确传输。节点地址的分配可以通过设备的DIP开关或通过网络配置工具进行。

3.数据传输

DeviceNet采用主从通信模式，主设备（通常是PLC）负责网络的管理和数据的请求，从设备（如传感器和执行器）响应主设备的请求并发送数据。DeviceNet支持多种数据传输类型，包括：

显式消息：用于设备配置和诊断。

I/O消息：用于实时数据的传输，如传感器数据和执行器命令。

DeviceNet设备类型

1.传感器

传感器用于检测物理参数（如温度、压力、位置等）并将数据传输到主设备。常见的DeviceNet传感器包括：

温度传感器：检测温度并发送数据。

压力传感器：检测压力并发送数据。

光电传感器：检测物体的存在或位置。

2.执行器

执行器用于接收主设备的命令并执行相应的动作。常见的DeviceNet执行器包括：

电动机：接收启动/停止命令。

气动阀：接收开/关命令。

变频器：调节电机速度。

3.控制器

控制器（如PLC）用于管理和协调网络中的设备。控制器通过DeviceNet网络与传感器和执行器通信，实现对生产过程的控制。常见的PLC型号包括：

ControlLogix：用于复杂控制任务。

CompactLogix：用于中小型控制任务。

MicroLogix：用于简单控制任务。

DeviceNet配置工具

1.RSLogix5000

RSLogix5000是RockwellAutomation提供的用于配置和编程ControlLogix系列PLC的软件工具。通过RSLogix5000，用户可以方便地配置DeviceNet网络，包括设备的节点地址、通信参数和I/O映射。

2.DeviceConfigurationUtility(DCU)

DeviceConfigurationUtility(DCU)是RockwellAutomation提供的用于配置DeviceNet设备的工具。通过DCU，用户可以设置设备的参数、节点地址和I/O映射，确保设备在网络中正常工作。

DeviceNet通信协议

1.CAN协议

DeviceNet采用CAN协议作为其物理层和数据链路层的基础。CAN协议具有以下特点：

多主设备通信：网络中可以有多个主设备，但同一时间只有一个主设备可以发送数据。

消息优先级：每个消息都有一个优先级，高优先级的消息优先传输。

错误检测：具有强大的错误检测和纠正能力，确保数据的可靠性。

2.应用层协议

DeviceNet的应用层协议定义了设备之间的通信规范，包括：

连接管理：设备连接和断开的管理。

消息传输：显式消息和I/O消息的传输规范。

设备配置：设备参数的配置和读取。

DeviceNet设备配置

1.设备参数设置

设备参数设置是配置DeviceNet设备的关键步骤。通过RSLogix5000或DCU，用户可以设置以下参数：

节点地址：确保设备在网络中唯一标识。

通信速率：确定设备之间的通信速度。

I/O映射：定义设备与控制器之间的数据交换关系。

2.I/O映射

I/O映射用于定义设备与控制器之间的数据交换关系。通过RSLogix5000，用户可以设置输入和输出映射，确保数据的正确传输。例如，将温度传感器的输出映射到控制器的输入寄存器，将控制器的输出寄存器映射到电动机的输入。

DeviceNet编程示例

1.配置温度传感器

假设我们有一个温度传感器，节点地址为