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1、DeviceNet现场总线协议讲解Devicenet简介：DeviceNet是由美国Rockwell公司在CAN根底 上推出的一种低本钱的通信链接，是一种低端网络系统。它将根 本工业设备连接到网络，从而避开了昂贵和繁琐的硬接线。DeviceNet是一种简洁的网络解决方案，在供给多供货商同类部 件间的可互换性的同量，削减了配线和安装工业自动化设备的本 钱和时间。DeviceNet的直接互连性不仅改善了设备间的通信， 而且同时供给了相当重要的设备级诊断功能。现场总线系统的构造和技术特点1.现场总线的历史和进展现场总线是20世纪80年月中期在国际上进展起来的。随着 微处理器与计算机功能的不断增加和价
2、格的急剧下降，计算机与 计算机网络系统得到快速进展，而处于生产过程底层的测控自动 化系统，承受一对一联机，用电压、电流的模拟信号进展测量把 握，或承受自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与 外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛”。要实现整 个企业的信息集成，要实施综合自动化，就必需设计出一种能在 工业现场环境运行的、性能牢靠、造价低廉的通讯系统，形成工 效劳的指令。每个节点设备)必需解释每个显性报文，操作所 恳求的任务，并生成响应。为按通讯协议解释这种显性报文，在 真刚要用到的数据上必需有较大一块的附加量(overhead)o这种 类型的报文在数据量的大小和使用频率上都是格外
3、不确定的。I/O报文 在本质上是隐性的(Implicit),因而有时也称为 隐性报文，它的数据域中常不包括协议信息，仅仅是实时的I/O 把握数据，这些数据的含义是预定义的。因而在节点中对处理这 些数据所需的时间大大减小，I/O报文的一个例子是把握器将输 出数据发送给一个I/O块设备(I/O Block),然后I/O块依据它 的输入数据响应给把握器。为解释这种类型的报文而必需引入的 附加量(overhead)小，数据短，使用频率全都，并且需要高的性 能：对I/O报文传送的牢靠性，送达时间确实定性及可重复性有 很高的要求。过去，用于I/O把握的网络不能处理发送显性报文时在发 送数据的时间及报文尺寸
4、上的不定性因素。把握设备供给商不得 不使用不同的网络来治理这两种不同报文类型的不同要求。 Rockwell Automation/AB 公司的 Data Highway/Remote I/O 网络 和西门子的Profibus FMS/ProfibusDP网络就是这种状况的表现。吞吐量(throughput)是来自设备的输入数据传送到需要它 的全部节点和节点产生的输出数据依据用户的规律程序产生) 传送到需要它的全部节点的速率。节点可以是传感器、人机界面 (Human-Machine Interfaces-HMI) 把握器、数据记录仪、警报监 视器、起动器、变频驱动器等。吞吐量由波特率、协议效率和
5、网 络模型打算。下面我们简要争辩一下这些因素。波特率(Band Rate是把数字信号放到网上去的原始速 率，通常用每秒比特位或字节表示，人们最常用波特率来衡量网 络的性能。实际上这是个误会，对于现在的网络，它是影响吞吐 量的三个因素中最不重要的一个。协议效率protocol efficiency)定义为数据包中有效数据 位与整个包长度的比值。一般是用百分比表示，它是通讯协议中 附加量的量度。虽然重要，但不如数据传送和交换的方法网络 模型)重要，假设某个特定的信息交换需要2个或多个数据包来 完成，跟只需1个数据包相比，假设一个网络比另一个网络的协 议效率高25%就没有任何意义了。网络模型Netw
6、ork Model)现今的工业自动化网络中有 两种主要的网络模型，即源/目的地模型(Source/Destination)和生 产者/消费者(Producer/Customer)模型。典型的源/目的地模型的 一个数据包如下所示：源地址目的地址据循环冗余检验码在主/从系统中经常用这种模型，主/从是一个层次体系，系统中包含一个发起全部通讯的主机，从机只能跟主机通讯并且 以只答”的方式(speak only when spoken to), 当用于I/O信 息时，这种网络就只能限于这种功能。点对点构造优于主/从构造，供给更多的机敏性，在点对点 的系统中，设备既可以发起通讯，也可以响应系统中其它设备的
7、 恳求。由于所要求的机敏性，支持点对点的网络使用显性报文进 展通讯。为保证各节点设备都可有时机送信号到网络，大多数点对点 的网络使用某种类型的令牌传递算法，并且经过多年的改善，算 法使得节点对总线的访问更加公正，但正是点对点网络的机敏性 使得把握器之间的互锁问题更加简单化，响应的时间随着网络的 负载、需传送信息的节点与当前令牌持有者之间的“距离”有很大 的不定性。不管是主/从构造，还是点对点通讯构造。基于源/目的地的 网络在把同样数据发往不同节点时都消耗了过多带宽，另夕做实 现协同把握，象以同步的方式将一个设定值同时送达不同的驱动器 将更加困难，由于数据到达每个驱动器(目的地)的时间是不同的。
8、 ControlNet中承受了一个全的生产者/消费者网络模型。一个典型 的生产者/消费者模型的数据包构造如下：标识符数据循环冗余检验码在生产者/消费者模型中，信息按内容来标识，假设一个节 点要接收一个数据，仅仅需识别与此信息相连的特定的标识符,每个数据包不再需要源地址位和目标地址位。由于数据是按内容进展标识的，数据源只需将数据发送一 次。很多需用此数据的节点通过在网上同时识别这个标识符，可 同时地从同一生产者取用此消费同一数据。消费者节点之间可实 现准确的同步，而且提高了带宽的有效使用率，其它的设备参加 网络后并不增加网络负载，由于它们同样可以消费这些一样的信 息，当节点时，对发送多个数据组时
9、，对每个数据组使用不同的 标识符。DrivelDrive2Drive3图1.生产者/消费者模型报文#1来自传感器I/O的参考位置信息可多点传送给把 握器1,把握器2和人机界面设备。报文#2速度指令可多点传送给全部三个驱动器和人机界面设备。源/目的地模型实现多点的同时传送是很困难的，在使用该模型时实现同样操作假设单向报文传送）需要7个报文。2 . I/O触发机制除了传统的轮询方法1 polling）外，生产者/消费者模型还允许用两种的功能强大的I/O触发方法:状态转变发送Change-Of-State）和周期I/O发送（Cyclic） o轮询是从源/目 的地模型产生的，它本质上是一种两个报文的双
10、向处理发送方 输出数据命令，接收节点收到后作出响应并把反响送回，往往 用在主机到它的从机之间，很多轮询周期布满了一样的输入和输 出数据，这些冗余的数据铺张了大量网络带宽。在承受状态转变基于大事）触发机制的系统中，仅当数据 转变季节点发送数据，并同时地发送给全部需要该数据的节点没有 轮询周期带来的延迟。同时一个作为背景的心跳（heartbeat）信 息可以周期地发送，消费者可用它来区分设备是状态没有转变还是 设备不在线（离线），承受状态转变触发机制可以显著的降低网 络堵塞和负载，特别当设备需要重复的接收、处理和生成同一种数 据时。另外，一般状况下发送4个心跳信息后再发送1 个真正数据。周期性发送
11、（基于时间）时，数据可依据用户选择的速度来 产生，数据的更速度与节点和应用相匹配。例如在优化的PID把 握中，传感器的信息可以以准确的间隔进展采样，或者把握器可以 收集大块数据后以每秒假设干次且大于操作员接口的反响速度 进展发送。这样，可为快速变化的I/O信息的节点保存了带宽。市场上两个模型的现场总线例子如下：源/目的地模型-Ethernet -Interbus S-Modbus Plus -AS-I-Remote I/O -Date Highway Plus-Profibus(FMS, DP, PA 等)生产者/消费者模型-ControlNet -Devicenet-Foundation F
12、ieldbus3 .现场总线系统的技术特点现场总线系统在技术上具有以下特点：系统的开放性开放是指对相关标准的全都性、公开性，强 调对标准的共识与遵从。一个开放系统，是指它可以与世界上任何 地方遵守一样标准的其它设备或系统连接。通讯协议全都公开, 各不同厂家的设备之间可实现信息交换。现场总线开发者就是要致 力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。用户可按自己的需要 和考虑，把来自不同供货商的产品组成大小任凭的系统。通过现 场总线构筑自动化领域的开放互连系统。互可操作性与互用性互可操作性，是指实现互连设备间、 系统间的信息传送与沟通，而互用那么意味着不同生产厂家的性能 类似的设备可实现相互替换。现场
13、设备的智能化与功能自治性 它将传感测量、补偿计算、工程量处理与把握等功能分散到现场 设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动把握的根本功能，并可 随时诊断设备的运行状态。系统构造的高度分散性现场总线已构成一种的全分散性把 握系统的体系构造。从根本上转变了现有DCS集中与分散相结 合的集散把握系统体系，简化了系统构造，提高了牢靠性。对现场环境的适应性工作在生产现场前端，作为工厂网络 底层的现场总线，是专为现场环境而设计的，可支持双绞线、同轴 电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰力量, 能承受两线制实现供电与通讯，并可满足本质安全防爆要求等。一对N构造一对传输线，N台仪表，双向传输多个
14、信号。这种一对N构造使得接线简洁、工程周期短、安装费用低、维护 便利。假设增加现场仪表或现场设备，只需并行挂到电缆上，无 需架设的电缆。可控状态 操作员在把握室即可以了解现场设备或现场仪表 的工作状况，也能对其进展参数调整，还可以推测和查找事故， 始终处于操作员的远程监视与可控状态，提高系统的牢靠性、可 控性和可维护性。互换性用户可以自由选择不同制造商所供给的性能价格比最优的现场设备或现场仪表，并将不同品牌的仪表进展互换。即 使某台仪表发生故障，换上其它品牌的同类仪表，系统仍能照常 工作，实现即接即用。综合功能现场仪表既有检测、变换和补偿功能，也有把握 和运算功能。实现了一表多用，不仅便利了用
15、户，也节约了本钱。统一组态由于现场设备或现场仪表都引入了功能块的概念， 全部制造商都使用一样的功能块，并统一组态方法。这样就使组 态格外简洁，用户不需要由于现场设备或现场仪表的不同而承受不 同的组态方法。4 .现场总线的国际标准由于现场总线是工厂自动化领域的开放互联系统，它一经消 灭，就得到了工业界的广泛使用，各个自动化厂商也推出了自己的 现场总线。目前在全球范围内有着几十种不同的现场总线标 准, 其中得到广泛应用的几种典型的现场总线有：德国西门子公司的 Profibus,美 国 Rockwell 自动化公司的Devicenet, ControlNet,现 场总线基金会的FF德国Bosch公司
16、的CAN以及美国Echelon公 司的LONWorks等。由于不同行业，不同的应用场所需求各异， 加上要考虑已有各种现场总线产品的投资效益和各公司的商业利益, 在今后的一段时间内，在现场总线应用领域仍旧会保持现在这种 多种现场总线标准共存、同一生产现场有几种异构网络互联通讯 的局面。但进展共同遵从的统一的标准规范，真正形成开放互 联系统，是现在总线技术进展的大势所趋。自1988年开头，国际电工委员会IEC/SC65C/WG6与美国仪表 学会SP50委员会本着协商全都的原那么联合制定工业把握系统用 现场总线国际标准。标准制定初期，由于世界各国工业自动化仪 表公司的系列芯片、软件技术和开发工具等各
17、不一样，在关键技 术内容上存在很大分歧，所以标准制定的进程格外缓慢。目前市场上正在应用的各种现场总线有数十种，主要归类在 两个标准族。一个为IEC/SC65c的IEC6U58标准，另一个为 IEC17B的有关低压开关设备与把握设备、把握器与电气设备接 口的IEC62026标准。而IEC61158是制订时间最长、投票次数 最多、意见分歧最大的国际标准之一。它的制订时间超过12年， 先后经过9次投票表决，两次提交IEC执委会审议，直到2022 年1月4日IEC中心办公室公布2022年底最一轮投票结果才说 明该标准已获通过。但从标准的内容看，该标准已与人们最初的期 望大相径庭。人们制订IEC6115
18、8标准的初衷是将杂乱纷呈的各 种总线归纳成一种统一的标准，既便利了制造商的产品生产， 又便于用户选用。但最终通过的IEC61158标准，经多方争吵和 妥协，最终容纳了八种互不兼容的协议。这八种协议在 IEC61158中分别为八种类型：类型1IEC技术报告（即FF H1）类型2 ControlNet （美国 Rockwell公司支持）类型3 Profibus （德国西门子公司支持）类型4P-Net丹麦Process Data公司支持）类型5 FF HSE （即原FF H2,美国Fisher Rosemount公司支 持）类型6 Swiff Net 1美国波音公司支持）类型7WorldFIP法 国
19、Alsthom公司支持）类型 8 Interbus 1 德国 Phoenix Contact 公司支持）与SC65c的针锋相对、讨价还价相比，IEC17B的标准制订 者们要“文明”多了。从1996年成立工作组开头，IEC17B制订的 总线标准主要涉及设备层的现场总线，相关的标准有：IEC62026 低压开关设备与把握设备：把握器与电器设备接口。IEC62026-1第一局部总那么其次局部操作器-传感器接口fAS-i）第三局部Devicenet第五局部 轻松的分布式系统SDS）第六局部Seriplex串行多任务把握总线其中，除第六局部尚处于CD文件阶段外，其余局部已成为 FDIS文件，已于2022
20、年6月进展投票表决，各成员国只能表示 同意或不同意，不能对文件的某一局部提出修改要求。IEC62026标准草案曾有过第四局部Lontalk）和第七局部 （WorldFIP）,因这两个协议不适宜作为设备层的通用协议目前 暂被挪走。IEC17B还有一个有关现场总线的标准草案，那就是 厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通讯，实现底层 现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。现场总线就是在 这种实际需求的驱动下应运产生的。它作为过程自动化、制造自 动化、楼宇、交通等领域现场智能设备之间的互连通信网络，沟 通了生产过程现场把握设备之间及其与更高把握治理层网络之 间的联系，为彻底打破自动化系统
21、的信息孤岛制造了条件。由于标准实质上并未统一，所以对现场总线的定义也是各有 各的定义。下面给出的是现场总线的两种有代表性的定义。（1） ISA SP50中对现场总线的定义。现场总线是一种串行的 数字数据通讯链路，它沟通了过程把握领域的根本把握设备（即 场地级设备）之间以及与更高层次自动把握领域的自动化把握设 备（即车间级设备）之间的联系。这里的现场设备指最底层的把握监测、执行和计算设备，包 括传感器、把握器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪 表产品O（2）依据国际电工委员会IEC标准和现场总线基金会FF的 定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双 向传输、多分支构造的通讯
22、网路。现场总线的本质含义表现在以 下6个方面：a）现场通讯网路：用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通讯网路。IEC61915”低压开关设备与把握设备秦网络化工业设备的描述 f Profiles for networked industrial devices）此文件还处于 CD 文件阶段。5.工业自动化网络与办公自动化网络的区分现代分布式系统是大量的设备依据某种操作要求连接起来 的，其涉及的领域格外广泛，例如工业自动化网络，楼宇自动化网 络，办公和家庭自动化网络，智能车用系统，高级系统等。依 据网络上交换信息的类型，这些网络可分为两种：把握网络和数据 网络。一般来说，数据网络的特
23、点是数据包大，发送频率相比照较 低，经常是瞬间传送大量数据，要求以高数据传送速度来传输比拟 大的文件，数据网络对实时性没有苛刻的限制。相对地，把握网络 往往在很多节点之间高频率的发送大量比拟小的数据 包来满足 实时性的要求。因而，区分数据网络和把握网络的关键因素是看 网络是否具有支持实时应用的力量。另外，把握网络要求确定性和可重复性。确定性是指有限制 的延迟和有保证的传送，也就是说一个报文能在可推测的时间成 功的发送出去。从传感器到启动器的报文的不成功的传送或者不 行承受的延迟都会影响网络的性能。可重复性是指网络的传输力 量不受网络上节点的动态转变增加节点或者删除节点）和网络 负载的转变而影响
24、。例如把握网是一种高速确定性网络，承受令 牌总线协议，用于对时间有苛刻要的应用场合的信息传输。它提 供以下功能：对在同一链路上的I /0、实时互锁、对等通讯报 文传送和编程操作均有一样的带宽；对于离散和连续过程把握应 用场合均有确定性和可重复性的功能。有很多网络协议都被提出来去满足把握网络的要求。这些协 议有：以太网 f Ethernet, IEEE 802.3 CSMA/CD),令牌总线(Token Bus, IEEE 802.4),令牌环Token Ring, IEEE 802.5),把握器局 部网CAN,CSMA/AMP。把握网络一般基于CAN协议例 如智能分布式系统,Smart Dis
25、tributed System；设备网,Devicenet； CAN Kingdom和令牌协议例如过程现场总线，Profibus；制 造自动化协议，Manufacturing Automation Protocol；把握网， Controlnet；分布式光纤数据接 口， Fiber Distributed Data Interface。三种 主要MAC工作方式简述如下：CSMA/CD(IEEE802.3)为冲突检测载体监听多重访问，承受 总线网络，其把握策略是竞争发送、播送式传输、载体监听、 冲突检测、冲突后退和再试发送；Token Bus(IEEE02.4)为令牌总线把握技术，总线上全部站形
26、 成一个 规律环，令牌在总线网络上传送，收到令牌的站，打算 是否发送或接收，然后再将令牌传给下一站；Token Ring(IEEE802.5)为令牌环把握技术，令牌在环形网络上传送，收到令牌的站，打算是否发送或接收，然后再将令牌 传给下一站。自动化网络三层体系构造把握系统的通讯中往往要考虑以下几个问题。产品怎样互联在一起？系统中不同产品间要有牢靠的互操作性及不同供货商的同 类产品要有可互换性。产品将要交换什么样类型的数据？是把握数据(如I/O 等)还是信息数据。系统需要什么样的吞吐量？产品怎样被组态？系统能否在将来可以进一步扩大？我们应当依据具体的应用需求来选择不同的网络，不同的应 用需求对数
27、据的要求是不同的。(1)对数据量要求的不同。网络上要求传送的数据量可能 以兆字节或字节或位来计算。负载量的变化对网络的带宽有不同 要求。(2)对数据类型要求不同。要求可能是I/O信息，状态转 变的信息或显式报文(Explicit Messaging),程序的上载/下载, 诊断信息等。(3)对网络性能要求不同。可能要求网络主要处理高速离 散量或者模拟量，对工业把握网络特别要求确定性和可重复性。现在自动化领域上一般承受三层网络构造，即设备层、把握层和信息层的体系。在这个体系中，数据可以双向流通、层与层之间可以交换数据，对某一具体应用可以选择其中某层或某几 层，而且每层之间可能存在层叠。我们的目的就
28、是，承受一个开放 的、扁平的、满足高性能系统需求的、降低整体系统费用的（包括 提高网络/设备诊断力量、削减接线、安装、系统调试时间，提 高纠错力量）的网络体系，如图1-4所示。信息层Gateway or Lilting Device控制层网关或连接设备Micio PLC操作员界面变频锯马达启动器口S3工/0模块人机界设留层可变程控制器iTi图14自动化网络三层体系机构三层网络体系的特点是:从底层到高层全部是开放的不需许可证，不用注册，没有任何限制对任何人都是可用的技术产品的牢靠的互操作性扁平构造以最少层次的网络支持可从高层对以下各层的产品组态及监测全部层之间的完全桥接 层之间通过网桥/网关连接
29、对设备可有增加的诊断力量将把握分散到整个体系对每个特有的层只需关注一些关键的功能，例如：信息层使用以太网(Ethernet),它是一个开放的，全球公认的用 于信息层互联的事实标准。这一层网络关注的焦点：高速报文传送和高容量数据共享把握层例如，使用ControlNet)此层网络要求是：支持I/O信息，报文的传输和诊断功能开放性技术能够设置信息的优先级肯定能用到的带宽支 持高数据的节点数支持多主机、播送式和对等(Peer-to-Peer)的通讯方式此层网络关注焦点：高速I/O信息和报文的传送有效地数据共享确定性和可重复性(Determinism &Repeatability)设备层例如，用Devi
30、cenet网)有类似于把握层的要求，但更强调降低安装费用、系统调试 时间。Devicenet 概述 1. DeviceNet 概述Devicenet是一种低本钱的通讯总线。它将工业设备如： 限位开关，光电传感器，阀组，马达启动器，过程传感器，条形 码读取器，变频驱动器，面板显示器和操作员接口)连接到网络， 从而消退了昂贵的硬接线本钱。直接互连性改善了设备间的通 讯，并同时供给了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线 I/O接口很难实现的。DeviceNet是一种简洁的网络解决方案， 它在供给多供货商同类部件间的可互换性的同时，削减了配线和 安装工业自动化设备的本钱和时间。图1-3是一个典型的
31、 DeviceNet把握系统小意图。Devicenet不仅仅使设备之间以一根电缆相互连接和通讯， 更重要的是它给系统所带来的设备级的诊断功能。该功能在传统 的I/O上是很难实现的。Devicenet是一个开放的网络标准。标准和协议都是开放的， 供货商将设备连接到系统时，无需为硬件，软件或授权付费。任 何对DeviceNet技术感兴趣的组织或个人都可以从开放式 DeciceNet供货商协会(ODVA)获得DeviceNet标准，并可以 参力DODVA,参与对DeviceNet标准进展增补的技术工作组。Devicenet标准的购置者将得到无限制的、真正免费的开发 DeviceNet产品的授权。寻求
32、开发帮助的公司可以通过任何渠道 购置使其工作简易化的样根源代码，开发工具包和各种开发服 务。关键的硬件可以从世界上最大的半导体供货商那里获得.b）现场设备互连：现场设备或现场仪表是指传感器、变送器 和执行器等，这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双 绞线、同轴电缆、光纤和电源线等，并可依据需要因地制宜地选 择不同类型的传输介质。C）互操作性：现场设备或现场仪表种类繁多，没有任何一家 制造商可以供给一个工厂所需的全部现场设备，所以，相互连接 不同制造商的产品是不行避开的。用户不期望为选用不同的产品 而在硬件或软件上花很大气力，而期望选用各制造商性能价格比 最优的产品，并将其集成在一起，实现
33、即接即用；用户期望对 不同品牌的现场设备统一组态，构成他所需要的把握回路。这些 就是现场总线设备互操作性的含义。现场设备互连是根本的要 求，只有实现互操作性，用户才能自由地集成FCSod）分散功能块：FCS废弃了DCS的输入/输出单元和把握 站，把DCS把握站的功能块分散地安排给现场仪表，从而构成虚 拟把握站。例如，流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累 加输入模块，而且有PID把握和运算功能块。调整阀的根本功 能是信号驱动和执行，还内含输出特性补偿模块，也可以有P1D 把握和运算模块，甚至有阀门特性自检验和自诊断功能。由于功 能块分散在多台现场仪表中，并可统一组态，供用户机敏选用各 种功能
34、块，构成所需的把握系统，实现彻底的分散把握。e）通讯线供电：通讯线供电方式允许现场仪表直接从通讯线 上摄取能量，对于要求本征安全的低功耗现场仪表，可承受这种 供电方式。众所周知，化工、炼油等企业的生产现场有可燃性物 质，全部现场设备都必需严格遵循安全防爆标准。现场总线设备 也不例外。f）开放式互连网络：现场总线为开放式互连网络，它既可与 同层网络互连，也可与不同层网络互连，还可以实现网络数据库 的共享。不同制造商的网络互连格外简便，用户不必在硬件或软 件上花太多气力。通过网络对现场设备和功能块统一组态，把不 同厂商的网络及设备融为一体，构成统一的FCS。2 .现场总线的构造特点现场总线的网络构
35、造现场总线网络构造是依据国际标准化 组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI： Open System Interconnection）参考模型建立的。OSI参考模型共分七层，即 物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用 层，该标准规定了每一层的功能以及对上一层所供给的效劳。从 OSI模式的角度来看，现场总线将上述七层简化成三层，分别由 OSI参考模式的第一层物理层，其次层数据链路层，第七层应用 层组成。如图1-2所示。期络管理Postmaster: Cocrdinalion掰络管理省略3。6层数据链路层t r传输介质8 721TAG TIC101Reader T empera
36、tLre PV= 2加 deyees C邮件内容：通用再含遗邦理解 FB：的能块信件内容，收，发信件人信件内咎F日:数据点敌信封内容I收，发侑人的地址标票信件内存包在里面 书写格式严格FR报又何时送出送信哪个没富信箱， 保存信豺 地址并标职运送信件：FB在通信媒体上图1-2现场总线的构造现场总线主要特点是使底层的把握部件、设备更加智能化， 把在传统DCS中的把握功能，下移到现场仪表。在此，现场总 线的网络通讯起了重要作用。现场总线构造模型现统一为4层， 即物理层、数据链路层、应用层和用户层。省略了一般网络构造的 36表达层、会话层、传递层和网络层）.现场总线系统打破了传统把握系统的构造形式。传
37、统模拟把 握系统承受一对一的设备联机，按把握回路分别进展连接。位于 现场的测量变送器与位于把握室的把握器之间，把握器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接。现场总线系统由于承受了智能现场设备，能够把原先DCS 系统中处于把握室的把握模块、各输入输出模块置入现场设备， 加上现场设备具有通讯力量，现场的测量变送仪表可以与阀门等执 行机构直接传送信号，因而把握系统功能能够不依靠把握室的计算 机或把握仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散把握。 Devicenet正是目前几十种现场总线中得到广泛应用的一种。由于承受数字信号替代模拟信号，因而可实现一对电线上传 输多个信号（包括多个运行参
38、数值、多个设备状态、故障信息）， 同时又为多个设备供给电源；现场设备以外不再需要模拟/数 字、数字/模拟转换部件。这样就为简化系统构造、节约硬设备、 节约连接电缆与各种安装、维护费用制造了条件。I)MM 网垢Eh伽七H任weiLLmHjL .Rd控制尊q达衽件四图1-3 Devicenet把握系统示意图3 . Devicenet技术背景和特点多年来，过程工业始终致力于开发一种单一的、开放的标准对 现场的各类设备进展编址。标准的最初目标是用单一的数字标准 取代4-20mA标准。当范围扩展到寻址简单的、高难度的效劳时1如：把握器间的高速通讯、大量快速扫描设备间的时间同步）单 一标准的开发变得延迟了
39、。同时，通讯技术的本钱近几年已经明显 的降低，将简洁设备直接连接到网络上而不必考虑SP50现场 总线）的本钱由此变得经济。简洁设备的这种标准要求同现存的120/220VAC和24VDC离散、硬接线I/O标准具有一样级别的互换性。Devicset在允很多个简单设备互连接的同时，允 许简洁设备的互换性。除了读取离散设备的状态外，DeviceNet 还可以报告马达启动器内温度、读取负载电流、转变驱动器加减 速速率、或统计前一小时通过传输带传送的包裹计数。Devicenet的主要技术特点如下表所不愉踏臾C芦T最多64个节点网络长度网络长度可选的湍对瑞朋络距离随网络传输速度变化波特率距离波特率距离125
40、kbp250kbp5001ip50。网1，640ft)250m(820fL)100m(328fl)的络模型的络模型生产者费者模型数据包总续:拓扑结构篦线寻址口心字节线性干线皮线以电源和信号在同一网络电缆中带多点传送（一对多）的点对点,多主站和 主/从；轮询或状态改变（基于事件）表1一1 Devicenet技术特点4 . Devicene的应用最终用户期望获得器件级网络供给的利益，例如削减接线和 增加诊断功能。到1997年底，Devicenet已有16万个以上经过 验证的节点，到2022年，DeviceNet节点有可能超过300万， 全部ODVA组织的218会员均是工业领域，而且只有制造业才 能
41、参与。在工业市场中，已有1498个注册的符合DeviceNet协 议标准的产品。DeviceNet的应用包括：汽车，半导体芯片制造， 电子产品制造，食品和饮料，批量生产化学处理，装配，包装和物 料转移。Devicenet进入中国时间不长，但是在中国已有很多应用。据Rockwell Automation市场部供给的数据，上海通用汽车有一 条DevicetNet的生产线，另外，生产可口可乐的上海申美饮料 公司也局部承受了DeviceNet技术。信任随着DeviceNet技术的 进一步完善和推广，DeviceNet有相当可观的应用前景，这也正 是基于DeviceNet的智能设备和远程检测系统获得国家高技术 产业化工程示范工程的缘由。Producer/Consumer网络通讯模型1.显性报文和I/O 报文(Explicit and I/O messaging)工厂自动化网络要传送一般的计算机通讯网络中需传送的 报文，同时需要传送实时的输入/输出(I/O)把握信息及整个把握 系统中各把握器互锁信息等。我们用显性报文和I/O报文来分别 表示。显性报文用来上载和下载程序，修改设备组态，记载数据 日志，作趋势分析和诊断等功能，例如我们可以用显性报文对把 握器中的五个定时器重写默认值或执行自测试操作。它们的构造 格外机敏，数据域中带有通讯网络所承受的协议信息和要求操作