instrukcja_devicenet_v1.pdf
(
402 KB
)
Pobierz
Sieć DeviceNet
INSTRUKCJA LABORATORYJNA
(PSK, KSR, SP, IP)
Sieć przemysłowa DeviceNet
™
Rew. 1.1
I
NSTYTUT
I
NFORMATYKI
Z
ESPÓŁ
P
RZEMYSŁOWYCH
Z
ASTOSOWAŃ
I
NFORMATYKI
G
LIWICE
2007
Sieć DeviceNet ™ Laboratorium PSK, KSR, SP, IP
Spis treści
1. Wstęp.................................................................................................................................................... 3
2. Charakterystyka sieci DeviceNet.......................................................................................................... 4
2.1 DeviceNet w modelu OSI ........................................................................................................... 4
2.2 Warstwa fizyczna.........................................................................................................................5
2.3 Warstwa łącza danych..................................................................................................................6
3. Komunikaty w sieci DeviceNet.............................................................................................................7
3.1 Komunikaty typu polled...............................................................................................................7
3.2 Komunikaty typu strobed.............................................................................................................7
3.3 Komunikaty typu cyclic............................................................................................................... 8
3.4 Komunikaty typu COS.................................................................................................................9
4. DeviceNet na platformie sprzętowej VersaMax................................................................................. 10
5. Literatura.............................................................................................................................................12
Instrukcja nie stanowi materiału komercyjnego i służy wyłącznie do prowadzenia
zajęć dydaktycznych. Wykorzystywanie instrukcji do celów komercyjnych stanowi
naruszenie prawa.
Informacje zawarte w instrukcji mogą ulec zmianie wraz z rozwojem opisywanych
zagadnień. Materiał opracowany na podstawie literatury tematycznej, prac
studenckich oraz materiałów ogólnie dostępnych.
2
Sieć DeviceNet ™ Laboratorium PSK, KSR, SP, IP
1. Wstęp
Protokół komunikacyjny DeviceNet został opracowany przez firmę Allen-Bradley (obecnie
Rockwell Automation). Bazuje on na specyfikacji sieci CAN 2.0A, z której została zaczerpnięta
warstwa fizyczna oraz warstwa łącza danych.
DeviceNet jest dedykowany do łączenia w strukturę sieciową kontrolerów przemysłowych
(sterowników swobodnie programowalnych PLC) z urządzeniami wejścia/wyjścia (zdalnymi stacjami
wejść/wyjść cyfrowych, analogowych), które stanowią interfejs pomiędzy systemem a obiektem
sterowania. Możliwość zasilania urządzeń sieciowych bezpośrednio magistrali komunikacyjnej
upraszcza w znaczący sposób budowę systemu rozproszonego. Dzięki temu proste urządzenia, jak
sensory o nie dużym poborze prądu (maksymalnie 8 lub 16A dla wszystkich abonentów sieci
w zależności od zastosowanego okablowania), nie wymagają dodatkowego źródła zasilania.
Sieć DeviceNet jest bardzo popularnym standardem regulowanym przez organizację ODVA –
„Open DeviceNet Vendors Association”). Urządzenia z obsługą sieci DeviceNet produkuje ponad 700
firm na całym świecie. Na popularność standardu istotny wpływ ma jego „otwartość”.
3
Sieć DeviceNet ™ Laboratorium PSK, KSR, SP, IP
2. Charakterystyka sieci DeviceNet
Sieć DeviceNet jest siecią dedykowaną do łączenia kontrolerów przemysłowych takich, jak
sterowniki swobodnie programowalne PLC z odległymi urządzeniami stanowiącymi interfejs
pomiędzy systemem a obiektem sterowania. Urządzeniami takimi mogą być zdalne stacje wejść/wyjść
wyposażone w moduły wejść/wyjść cyfrowych i analogowych. Mogą to być także pojedyncze czujniki
podłączone bezpośrednio do magistrali komunikacyjnej sieci DeviceNet i dostarczające binarnej
informacji o obiekcie, jak również urządzenia wykonawcze pozwalające na realizację sterowania
obiektem.
Przy użyciu sieci DeviceNet może być realizowana komunikacja „peer to peer”, multimaster
oraz master-slave. Sieć ta jest siecią typu Producent-Konsument. W tego typu sieciach występują
urządzenia będące „producentami” wartości zmiennych transmitowanych z użyciem magistrali
komunikacyjnej (na przykład położenie zaworu, przepływ itp.) oraz „konsumentami” tych wartości.
Każda zmienna musi mieć dokładnie jednego producenta oraz może mieć wielu konsumentów. Do
magistrali tej sieci może być podłączonych do 64 abonentów.
W sieci DeviceNet wyróżnia się ponadto co najmniej jednego abonenta często nazywanego
masterem sieci. Abonent ten jest odpowiedzialny za nadzorowanie procesem wymiany informacji
poprzez odpowiednie odpytywanie pozostałych abonentów sieci i odsługiwanie żądań komunikacji
przez nich wysyłanych.
Magistralę komunikacyjną sieci DeviceNet stanowią dwie skręcone pary w ekranie. Jedna z par
przewodów jest wykorzystywana do komunikacji pomiędzy urządzeniami. Druga para stanowi źródło
zasilania abonentów sieci. Maksymalna długość magistrali komunikacyjnej jest uzależniona od
częstotliwości jej pracy i wynosi do:
1. 500m przy prędkości transmisji 125kb/s.
2. 250m przy prędkości transmisji 250kb/s.
3. 125m przy prędkości transmisji 500kb/s.
Na magistrali komunikacyjnej mogą występować odgałęzienia. Maksymalna długość
pojedynczego odgałęzienia wynosi 6m. Suma długości wszystkich odgałęzień jest uzależniona od
częstotliwości pracy magistrali i wynosi 156, 8 oraz 39m dla odpowiednio 125, 250 oraz 500kb/s.
Przykład topologii sieci DeviceNet przedstawia Rys. 1.
Rys. 1 Przykład topologii sieci DeviceNet [3]
Niezwykle istotne w przypadku magistrali sieci DeviceNet jest umieszczenie na jej końcach
odpowiednich rezystorów terminujących (121 Ohm, 1% ¼ W). Bez ich zastosowania nie będzie
możliwa poprawne komunikacja pomiędzy urządzeniami sieci.
2.1 DeviceNet w modelu OSI
Standard ISO7498 definiuje model komunikacji znany pod nazwą OSI (ang. „Open Systems
Interconnection”). Model ten, zwany „otwartym standardem komunikacji”, opisuje w jaki sposób
powinna przebiegać komunikacja pomiędzy urządzeniami w dowolnej sieci.
4
Sieć DeviceNet ™ Laboratorium PSK, KSR, SP, IP
Rys. 2 Warstwy modelu OSI
Model OSI obejmuje siedem niezależnych warstw (Rys. 2) stosu protokołu sieciowego. Każda z
warstw jest odizolowana od pozostałych i może komunikować się pionowo tylko i wyłącznie poprzez
określony interfejs. Nie jest określona fizyczna budowa poszczególnych warstw, a jedynie sposób ich
współpracy. Takie podejście do problemu sprawia, że każda warstwa może być implementowana
przez producenta na swój sposób, a urządzenia sieciowe od różnych dostawców będą poprawnie
współpracować.
Bardzo rzadko zdarza się, aby sieć spełniała założenia modelu OSI, z podziałem na siedem
oddzielnych warstw. Specyfikacja DeviceNet jest oparta o dwie najniższe warstwy CAN (ISO11898)
oraz precyzuje dodatkowo warstwę aplikacji.
2.2 Warstwa fizyczna
Warstwa fizyczna definiuje fizyczne i elektryczne parametry magistrali i sprzętu, który zamienia
wartości bitów poszczególnych ramek na odpowiadające im sygnały elektryczne i odwrotnie. Warstwa
fizyczna jest implementowana zawsze w sprzęcie. Pozostałe warstwy modelu OSI (Rys. 2) mogą być
implementowane albo w sprzęcie albo programowo.
W standardzie CAN, na którym opiera się sieć DeviceNet, przyjętym sposobem kodowania
bitów jest NRZ (ang. „Non Return to Zero”) oznaczający, iż wartości konkretnego bitu odpowiada
stała wartość na magistrali trwająca przez całe okno czasowe (Rys. 3).
Rys. 3 Porównanie reprezentacji bitów w kodzie NRZ z kodowaniem Manchaster [1]
Przesyłanie sygnałów (reprezentacji bitów) po magistrali następuje w sposób synchroniczny, co
pozwala na lepszą wydajność, lecz wymaga użycia wyrafinowanej metody synchronizacji. Poza tym,
ze względu na użyty algorytm rozstrzygania dostępu do magistrali komunikacyjnej, jedno okno
czasowe musi być na tyle duże, aby pozwoliło na wystawienie bitu na linię, przesłanie go do
najbardziej oddalonego węzła i jego powrót do węzła początkowego. Między innymi z tego powodu
istnieje duża zależność pomiędzy długością magistrali a prędkością transmisji.
5
Plik z chomika:
darekisap
Inne pliki z tego folderu:
Optymalizacja systemu iFIX.pdf
(501 KB)
Doskonalenie znajomosci systemu iFIX.pdf
(956 KB)
Poznawanie systemu iFIX.pdf
(884 KB)
Rozpoczecie pracy z systemem iFix.pdf
(505 KB)
InTouch90.rar
(37535 KB)
Inne foldery tego chomika:
3 - Moeller - programy, poradniki
4 - Schneider Electric - DTR, programy do SEPAM, EVOLIS, LF
5 - SIEMENS - LOGO !
7 - ALSTOM AREVA - DTR, programy
8 - Legrand
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin