DeviceNet现场总线
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2. 预定义主从连接的使用过程 在预定义主从连接中，从站建立的连接实 例是预先定义好的。 显示信息连接 轮询连接 位选通连接 状态变化/循环连接 多点轮询连接
6.4 DeviceNet连接
建立主从连接请求报文格式
6.4 DeviceNet连接
分配主从连接响应报文格式
6.4 DeviceNet连接
6.4 DeviceNet连接
三、DeviceNet预定义主从连接组 在实际应用中，大多数应用对象比较简单， 可以主从连接方式。 DeviceNet定义了预定义主从连接报文组和 仅使用报文组2的从站，以简化设备配置过程并 降低成本。
6.4 DeviceNet连接
DeviceNet预定义主从连接报文组标识符分配
（1）通过检测
未接收到重复MAC ID检测响应报文。
（2）未通过检测
接收到重复MAC ID检测响应报文。 （3）在线后应答 发送重复MAC ID检测响应报文。
6.4 DeviceNet连接
2. 重复MAC ID检测报文 DeviceNet协议预留了组2报文ID7作为重复 MAC ID检测的连接ID。
基本步骤：建立显示信息连接、创建I/O连 接对象、配置I/O连接实例。
6.4 DeviceNet连接
3. 离线连接 客户机可以采用离线连接来恢复处于通信故 障状态的节点。 基本步骤： 客户机请求离线节点控制权； 取得离线节点控制权后发送离线故障请求报文； 离线故障节点发送离线故障响应报文。 注意：拥有离线节点控制权的客户机收到离线节点 控制权请求报文要及时响应。
DeviceNet节点支持CAN故障诊断，此外，若节 点不符合DeviceNet规范则转为脱离总线状态 。
6.2 DeviceNet通信模型
三、DeviceNet的应用层
1. DeviceNet的连接和报文组
DeviceNet 是基于“连接”的网络，网络上 的任意两个节点在开始通信之前必须事先建立连 接，这种连接是逻辑上的关系，并不是物理上实 际存在的。 连 接 标 识 符 （ CID ） 由 报 文 标 识 符 （ Message ID ）和介质访问控制标识符（简称 Media Access Identifier，简称MAC ID）组成。
6.2 DeviceNet通信模型
（3）连接器 DeviceNet连接器分为封闭式连接器和开放 式连接器。
6.2 DeviceNet通信模型
（4）电源分接头 通过电源分接头将电源连接到DeviceNet干
线。
电源分接头中包含熔丝或断路器，以防止 总线过电流而损坏电缆和连接器。电源分接头可 加在干线的任何一点，可以实现多电源的冗余供 电。 （5）接地 为防止接地回路，DeviceNet网络必须一点 接地。
6.1 DeviceNet概述
（8）支持基于连接的点对点通信模式有利于节 点之间的可靠通信； （9）支持生产者/消费者通信模式有利于提高通 信效率、实现同步；
（10）提供多种标准工业对象；
（11）支持位选通、轮询、状态改变（状态改变） /周期等多种I/O数据触发方式； （12）具有重复MAC ID检测机制，满足节点主 动上网要求。
工业控制网络
主讲教师： 王振力
第6章 DeviceNet现场总线
6.1 DeviceNet概述 6.2 DeviceNet通信模型
wenku.baidu.com
6.3 DeviceNet设备描述
6.4 DeviceNet连接
6.5 预定义主从连接实例
6.6 台达DeviceNet设备简介 6.7 台达DeviceNet系统组态
在建立的显示信息连上传送数据
6.4 DeviceNet连接
（2）关闭显示信息连接请求报文和响应报文
6.4 DeviceNet连接
出错响应报文
6.4 DeviceNet连接
关闭显示信息连接的过程
6.4 DeviceNet连接
2. I/O连接 I/O连接可以是点对点的连接，也可以是多 点的连接。 I/O连接的动态建立，功能灵活，实现复 杂。 采用预定义主从连接中I/O连接的建立， 典 型功能，实现简单。
6.2 DeviceNet通信模型
显示报文格式
6.2 DeviceNet通信模型
显示报文分段格式
6.3 DeviceNet设备描述
DeviceNet设备描述作用 标准化工业对象：交流驱动器、直流驱动器、接 触器、通用离散I/O、通用模拟I/O、HMI、接近 开关、限位开关、软启动器、位置控制器、流量 计等 ；
多个消费者节点从单个生产者节点那里同时获得 相同的数据 ； 无连接，通信效率高，用于实时数据传输； 报文格式
6.2 DeviceNet通信模型
物理层和数据链路层采用了CAN总线规范，增 加了有关传输介质的规范 ；
应用层定义了传输数据的语法和语义，是 DeviceNet协议的核心技术。
6.4 DeviceNet连接
二、建立连接 1. 显示信息连接
显示信息连接是点对点连接，组3报文ID6 和5作为未连接显示请求和响应报文的连接ID。
（1）建立显示信息连接请求报文
6.4 DeviceNet连接
建立显示信息连接响应报文
6.4 DeviceNet连接
建立显示信息连接的过程
6.4 DeviceNet连接
6.1 DeviceNet概述
二、DeviceNet的特性 （1）数据链路层及物理层使用CAN总线规范；
（2）可支持64个节点 ；
（3）不必切断网络即可移除节点 ；
（4）支持总线供电 ；
（5）可使用密封或开放式的连接器 ； （6）具有误接线保护功能； （7）可选的通信速率为125kbps、250kbps、 500kbps；
6.4 DeviceNet连接
四、预定义主从连接的工作过程 1. 主从关系的确定
（1）客户机发送建立显示信息连接请求报文 ；
（2）服务器（仅限组2设备 ）未响应；
（3）客户机通过组2未连接显示请求报文向仅限 组2设备分配预定义主从连接组；
（4）服务器（仅限组2设备 ）发送响应成功报 文。
6.4 DeviceNet连接
6.2 DeviceNet通信模型
2. 媒体访问单元规范
6.2 DeviceNet通信模型
（1）收发器
符合DeviceNet规范（ISO11898）的收发器， 如PCA82C250。 （2）误接线保护与稳压器
6.2 DeviceNet通信模型
（3）光电隔离器 DeviceNet网络要求单点接地，为了实现电 源之外节点的V-和地之间没有电流通过，任何节 点都要求在物理接口处实现对地隔离。
6.1 DeviceNet概述
三、DeviceNet的通信模式
1. 点对点模式
含有源/目的地址信息；
基于连接，采用请求/响应方式；
通信效率低，用于非实时数据传输； 报文格式
6.1 DeviceNet概述
2. 生产者/消费者模式
信息报文不再专属于特定的源节点或目的节点 ， 一个报文可以被多个节点接收 ；
6.1 DeviceNet概述
一、 DeviceNet简介 1994年由AB公司提出的现场总线技术。
1995年DeviceNet协议由ODVA协会管理。
2000年成为国际标准ICE62026-3。
DeviceNet也被列为欧洲标准EN50325
2002年DeviceNet被批准为中国国家标准 GB/T18858.2-2002。 DeviceNet是亚洲和美洲主流的设备网标准，广 泛应用于工业现场。
6.4 DeviceNet连接
客户机 服务器
重复MAC ID检测 通过 在线
不通过
离线
重复MAC ID检测 通过 在线
不通过
离线
未连接显示请求/响应报文
建立显示信息连接
建立显示信息连接
显示报文进行各种配置
建立I/O连接
通过I/O连接进行I/O数据交换
建立I/O连接
6.4 DeviceNet连接
一、重复MAC ID检测 1. 重复MAC ID检测过程
6.2 DeviceNet通信模型
DeviceNet用连接标识符将优先级不同的报 文分为4组。
6.2 DeviceNet通信模型
2. DeviceNet的报文
（1）I/O报文
I/O报文适用于实时数据传输；
采用高优先级连接ID；
生产者/消费者通信模式；
I/O报文数据帧中的数据场不包含任何与协议相 关的位，仅仅是实时的I/O数据。
6.2 DeviceNet通信模型
二、DeviceNet的数据链路层 DeviceNet的数据链路层遵循CAN总线规范 ；
DeviceNet使用数据帧，不使用远程帧 ；
DeviceNet只使用标准帧，其中CAN的11位标识 符在DeviceNet中被称为“连接ID” （CID） ； DeviceNet将CAN总线11位标识符（CID）分成 了4个单独的报文组 ；
6.3 DeviceNet设备描述
DeviceNet对象编址
6.3 DeviceNet设备描述
DeviceNet设备的对象模型
6.3 DeviceNet设备描述
二、 DeviceNet设备的对象描述 1．标识对象（01H）
供应商ID、设备类型、产品代码等。
2．信息路由器对象（02H）
向节点内其他对象传送显示信息报文。
3．DeviceNet对象（03H） 节点地址、MAC ID、通信速率等 。 4．组合对象（04H） 组合多个应用对象的属性 。
6.3 DeviceNet设备描述
5．连接对象（05H） 显示报文连接和I/O报文连接。
6．参数对象（06H）
设备的配置参数 。
7．应用对象
描述特定行为和功能的一组对象 。
6.2 DeviceNet通信模型
当I/O报文长度大于8字节，需要分段形成I/O报 文片段时，数据场中才有1字节供报文分段协议 使用。
6.2 DeviceNet通信模型
（2）显示报文
显示报文适用于非实时数据传输；
采用点对点通信模式，典型的请求/响应通信方 式； 常用于上传/下载程序、修改设备参数、记载数 据日志和设备诊断等。 显示报文结构十分灵活，数据域中带有通信网络 所需的协议信息和要求操作服务的指令。
实现不同制造商生产的设备的互换性和互操作 性；
对设备在网络上交换的I/O数据的说明； 提供可配置参数的定义和访问这些参数的公共接 口。
6.3 DeviceNet设备描述
一、DeviceNet设备的对象模型
采用了面向对象的现代通信技术理念 ；
提供了组成和实现其产品功能的属性、服务和行 为； DeviceNet对象建模；
6.3 DeviceNet设备描述
三、 DeviceNet设备组态的数据源 依据DeviceNet设备组态的数据源，可以通过网 络进行设备组态 ； 打印的数据表格、电子数据文档（EDS）、参 数对象和参数对象存根 ； 电子数据文档（EDS）是比较常用的组态数据 源，对设备的组态可以用支持EDS的组态工具 实现。
预定义主从连接的使用过程： 建立显示信息连接实例；
建立I/O连接实例；
建立的I/O连接是未激活的，必须通过显示信息 连接设置I/O连接的Expected-Packet-Rate属性值 来激活； 关闭某个连接。
6.1 DeviceNet概述
RA/AB 95.04.12 OMRON 95.04.12 Delta Electronics
上海埃通电气股份有限公司 Phoenix Contact 95.04.13 （上海 ·浦东） 03.04.17 ABB 95.06.19 Shanghai Aton Electric Hitachi 95.07.13 Samsung Electronics 96.06.03 太阳电缆 （广东 ·东莞） Toshiba 02.04.06 05.01.14 Yokogawa Electric 02.11.26 Taiyo Electric Wire & Cable Schneider Electric 03.04.17 Co. Ltd.
6.2 DeviceNet通信模型
一、 DeviceNet的物理层 1. 传输介质规范
（1）拓扑结构
6.2 DeviceNet通信模型
通信速率与总线的干、支线长度。
6.2 DeviceNet通信模型
（2）传输介质 DeviceNet的传输介质有两种主要的电缆： 粗缆和细缆。 粗缆适合长距离干线和需要坚固干线和支线的情 况； 细缆可提供方便的干线和支线的布线。
6.4 DeviceNet连接
建立主从连接请求报文格式
6.4 DeviceNet连接
分配主从连接响应报文格式
6.4 DeviceNet连接
6.4 DeviceNet连接
三、DeviceNet预定义主从连接组 在实际应用中，大多数应用对象比较简单， 可以主从连接方式。 DeviceNet定义了预定义主从连接报文组和 仅使用报文组2的从站，以简化设备配置过程并 降低成本。
6.4 DeviceNet连接
DeviceNet预定义主从连接报文组标识符分配
（1）通过检测
未接收到重复MAC ID检测响应报文。
（2）未通过检测
接收到重复MAC ID检测响应报文。 （3）在线后应答 发送重复MAC ID检测响应报文。
6.4 DeviceNet连接
2. 重复MAC ID检测报文 DeviceNet协议预留了组2报文ID7作为重复 MAC ID检测的连接ID。
基本步骤：建立显示信息连接、创建I/O连 接对象、配置I/O连接实例。
6.4 DeviceNet连接
3. 离线连接 客户机可以采用离线连接来恢复处于通信故 障状态的节点。 基本步骤： 客户机请求离线节点控制权； 取得离线节点控制权后发送离线故障请求报文； 离线故障节点发送离线故障响应报文。 注意：拥有离线节点控制权的客户机收到离线节点 控制权请求报文要及时响应。
DeviceNet节点支持CAN故障诊断，此外，若节 点不符合DeviceNet规范则转为脱离总线状态 。
6.2 DeviceNet通信模型
三、DeviceNet的应用层
1. DeviceNet的连接和报文组
DeviceNet 是基于“连接”的网络，网络上 的任意两个节点在开始通信之前必须事先建立连 接，这种连接是逻辑上的关系，并不是物理上实 际存在的。 连 接 标 识 符 （ CID ） 由 报 文 标 识 符 （ Message ID ）和介质访问控制标识符（简称 Media Access Identifier，简称MAC ID）组成。
6.2 DeviceNet通信模型
（3）连接器 DeviceNet连接器分为封闭式连接器和开放 式连接器。
6.2 DeviceNet通信模型
（4）电源分接头 通过电源分接头将电源连接到DeviceNet干
线。
电源分接头中包含熔丝或断路器，以防止 总线过电流而损坏电缆和连接器。电源分接头可 加在干线的任何一点，可以实现多电源的冗余供 电。 （5）接地 为防止接地回路，DeviceNet网络必须一点 接地。
6.1 DeviceNet概述
（8）支持基于连接的点对点通信模式有利于节 点之间的可靠通信； （9）支持生产者/消费者通信模式有利于提高通 信效率、实现同步；
（10）提供多种标准工业对象；
（11）支持位选通、轮询、状态改变（状态改变） /周期等多种I/O数据触发方式； （12）具有重复MAC ID检测机制，满足节点主 动上网要求。
工业控制网络
主讲教师： 王振力
第6章 DeviceNet现场总线
6.1 DeviceNet概述 6.2 DeviceNet通信模型
wenku.baidu.com
6.3 DeviceNet设备描述
6.4 DeviceNet连接
6.5 预定义主从连接实例
6.6 台达DeviceNet设备简介 6.7 台达DeviceNet系统组态
在建立的显示信息连上传送数据
6.4 DeviceNet连接
（2）关闭显示信息连接请求报文和响应报文
6.4 DeviceNet连接
出错响应报文
6.4 DeviceNet连接
关闭显示信息连接的过程
6.4 DeviceNet连接
2. I/O连接 I/O连接可以是点对点的连接，也可以是多 点的连接。 I/O连接的动态建立，功能灵活，实现复 杂。 采用预定义主从连接中I/O连接的建立， 典 型功能，实现简单。
6.2 DeviceNet通信模型
显示报文格式
6.2 DeviceNet通信模型
显示报文分段格式
6.3 DeviceNet设备描述
DeviceNet设备描述作用 标准化工业对象：交流驱动器、直流驱动器、接 触器、通用离散I/O、通用模拟I/O、HMI、接近 开关、限位开关、软启动器、位置控制器、流量 计等 ；
多个消费者节点从单个生产者节点那里同时获得 相同的数据 ； 无连接，通信效率高，用于实时数据传输； 报文格式
6.2 DeviceNet通信模型
物理层和数据链路层采用了CAN总线规范，增 加了有关传输介质的规范 ；
应用层定义了传输数据的语法和语义，是 DeviceNet协议的核心技术。
6.4 DeviceNet连接
二、建立连接 1. 显示信息连接
显示信息连接是点对点连接，组3报文ID6 和5作为未连接显示请求和响应报文的连接ID。
（1）建立显示信息连接请求报文
6.4 DeviceNet连接
建立显示信息连接响应报文
6.4 DeviceNet连接
建立显示信息连接的过程
6.4 DeviceNet连接
6.1 DeviceNet概述
二、DeviceNet的特性 （1）数据链路层及物理层使用CAN总线规范；
（2）可支持64个节点 ；
（3）不必切断网络即可移除节点 ；
（4）支持总线供电 ；
（5）可使用密封或开放式的连接器 ； （6）具有误接线保护功能； （7）可选的通信速率为125kbps、250kbps、 500kbps；
6.4 DeviceNet连接
四、预定义主从连接的工作过程 1. 主从关系的确定
（1）客户机发送建立显示信息连接请求报文 ；
（2）服务器（仅限组2设备 ）未响应；
（3）客户机通过组2未连接显示请求报文向仅限 组2设备分配预定义主从连接组；
（4）服务器（仅限组2设备 ）发送响应成功报 文。
6.4 DeviceNet连接
6.2 DeviceNet通信模型
2. 媒体访问单元规范
6.2 DeviceNet通信模型
（1）收发器
符合DeviceNet规范（ISO11898）的收发器， 如PCA82C250。 （2）误接线保护与稳压器
6.2 DeviceNet通信模型
（3）光电隔离器 DeviceNet网络要求单点接地，为了实现电 源之外节点的V-和地之间没有电流通过，任何节 点都要求在物理接口处实现对地隔离。
6.1 DeviceNet概述
三、DeviceNet的通信模式
1. 点对点模式
含有源/目的地址信息；
基于连接，采用请求/响应方式；
通信效率低，用于非实时数据传输； 报文格式
6.1 DeviceNet概述
2. 生产者/消费者模式
信息报文不再专属于特定的源节点或目的节点 ， 一个报文可以被多个节点接收 ；
6.1 DeviceNet概述
一、 DeviceNet简介 1994年由AB公司提出的现场总线技术。
1995年DeviceNet协议由ODVA协会管理。
2000年成为国际标准ICE62026-3。
DeviceNet也被列为欧洲标准EN50325
2002年DeviceNet被批准为中国国家标准 GB/T18858.2-2002。 DeviceNet是亚洲和美洲主流的设备网标准，广 泛应用于工业现场。
6.4 DeviceNet连接
客户机 服务器
重复MAC ID检测 通过 在线
不通过
离线
重复MAC ID检测 通过 在线
不通过
离线
未连接显示请求/响应报文
建立显示信息连接
建立显示信息连接
显示报文进行各种配置
建立I/O连接
通过I/O连接进行I/O数据交换
建立I/O连接
6.4 DeviceNet连接
一、重复MAC ID检测 1. 重复MAC ID检测过程
6.2 DeviceNet通信模型
DeviceNet用连接标识符将优先级不同的报 文分为4组。
6.2 DeviceNet通信模型
2. DeviceNet的报文
（1）I/O报文
I/O报文适用于实时数据传输；
采用高优先级连接ID；
生产者/消费者通信模式；
I/O报文数据帧中的数据场不包含任何与协议相 关的位，仅仅是实时的I/O数据。
6.2 DeviceNet通信模型
二、DeviceNet的数据链路层 DeviceNet的数据链路层遵循CAN总线规范 ；
DeviceNet使用数据帧，不使用远程帧 ；
DeviceNet只使用标准帧，其中CAN的11位标识 符在DeviceNet中被称为“连接ID” （CID） ； DeviceNet将CAN总线11位标识符（CID）分成 了4个单独的报文组 ；
6.3 DeviceNet设备描述
DeviceNet对象编址
6.3 DeviceNet设备描述
DeviceNet设备的对象模型
6.3 DeviceNet设备描述
二、 DeviceNet设备的对象描述 1．标识对象（01H）
供应商ID、设备类型、产品代码等。
2．信息路由器对象（02H）
向节点内其他对象传送显示信息报文。
3．DeviceNet对象（03H） 节点地址、MAC ID、通信速率等 。 4．组合对象（04H） 组合多个应用对象的属性 。
6.3 DeviceNet设备描述
5．连接对象（05H） 显示报文连接和I/O报文连接。
6．参数对象（06H）
设备的配置参数 。
7．应用对象
描述特定行为和功能的一组对象 。
6.2 DeviceNet通信模型
当I/O报文长度大于8字节，需要分段形成I/O报 文片段时，数据场中才有1字节供报文分段协议 使用。
6.2 DeviceNet通信模型
（2）显示报文
显示报文适用于非实时数据传输；
采用点对点通信模式，典型的请求/响应通信方 式； 常用于上传/下载程序、修改设备参数、记载数 据日志和设备诊断等。 显示报文结构十分灵活，数据域中带有通信网络 所需的协议信息和要求操作服务的指令。
实现不同制造商生产的设备的互换性和互操作 性；
对设备在网络上交换的I/O数据的说明； 提供可配置参数的定义和访问这些参数的公共接 口。
6.3 DeviceNet设备描述
一、DeviceNet设备的对象模型
采用了面向对象的现代通信技术理念 ；
提供了组成和实现其产品功能的属性、服务和行 为； DeviceNet对象建模；
6.3 DeviceNet设备描述
三、 DeviceNet设备组态的数据源 依据DeviceNet设备组态的数据源，可以通过网 络进行设备组态 ； 打印的数据表格、电子数据文档（EDS）、参 数对象和参数对象存根 ； 电子数据文档（EDS）是比较常用的组态数据 源，对设备的组态可以用支持EDS的组态工具 实现。
预定义主从连接的使用过程： 建立显示信息连接实例；
建立I/O连接实例；
建立的I/O连接是未激活的，必须通过显示信息 连接设置I/O连接的Expected-Packet-Rate属性值 来激活； 关闭某个连接。
6.1 DeviceNet概述
RA/AB 95.04.12 OMRON 95.04.12 Delta Electronics
上海埃通电气股份有限公司 Phoenix Contact 95.04.13 （上海 ·浦东） 03.04.17 ABB 95.06.19 Shanghai Aton Electric Hitachi 95.07.13 Samsung Electronics 96.06.03 太阳电缆 （广东 ·东莞） Toshiba 02.04.06 05.01.14 Yokogawa Electric 02.11.26 Taiyo Electric Wire & Cable Schneider Electric 03.04.17 Co. Ltd.
6.2 DeviceNet通信模型
一、 DeviceNet的物理层 1. 传输介质规范
（1）拓扑结构
6.2 DeviceNet通信模型
通信速率与总线的干、支线长度。
6.2 DeviceNet通信模型
（2）传输介质 DeviceNet的传输介质有两种主要的电缆： 粗缆和细缆。 粗缆适合长距离干线和需要坚固干线和支线的情 况； 细缆可提供方便的干线和支线的布线。