工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第6課

東北大學(xué)秦皇島分校DeviceNet網(wǎng)絡(luò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模型DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)物理層DeviceNet設(shè)備網(wǎng)概述設(shè)備網(wǎng)

——連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備我只是生產(chǎn)小裝飾品，但是控制系統(tǒng)讓我感到無(wú)法忍受！看看我需要處理什么問(wèn)題...傳統(tǒng)企業(yè)面臨的問(wèn)題連接到外部I/O的硬接線(xiàn)過(guò)長(zhǎng).沒(méi)有可用的網(wǎng)絡(luò)和診斷信息源目的類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)無(wú)法進(jìn)行預(yù)診斷無(wú)法從其他網(wǎng)絡(luò)層上訪(fǎng)問(wèn)該網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)上需要更多反饋信息當(dāng)前系統(tǒng)性能太慢配置和組態(tài)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)診斷時(shí)間太長(zhǎng)如果系統(tǒng)Down了，不僅告訴我出故障了，告訴我故障在什么地方？多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間無(wú)法通訊安裝費(fèi)用高.用戶(hù)的PLC’s,drives,sensors,andI/O需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò).系統(tǒng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)不夠相同的工作無(wú)法復(fù)制多個(gè)廠(chǎng)商的產(chǎn)品間無(wú)法進(jìn)行通訊HELP!無(wú)法向現(xiàn)有系統(tǒng)添加新設(shè)備.無(wú)法將數(shù)字量、模擬量、開(kāi)關(guān)放在同一網(wǎng)絡(luò)上

布線(xiàn)方便小尺寸物理設(shè)備低節(jié)點(diǎn)成本增加到相關(guān)設(shè)備快速響應(yīng)時(shí)間設(shè)備組態(tài)和診斷功能支持控制器/系統(tǒng)連接支持多銷(xiāo)售商設(shè)備用戶(hù)對(duì)設(shè)備網(wǎng)的要求智能I/O邏輯機(jī)架I/O邏輯機(jī)架ARS232設(shè)備現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將來(lái)標(biāo)準(zhǔn)1-5vDC4-20ma120vAC24vDC設(shè)備網(wǎng)絡(luò)TTADADDD現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備網(wǎng)改變了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接方式DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述ext-功能+EtherNet/IP-成本++復(fù)雜性--信息量+DeviceNetOtherCANSDSFieldbusH1Profibus-PAModbusHARTProfibus-DPInterbus-SRemoteI/OProfibus-FMSDataHighway+ModbusPlusRS232/485etc.ControlNetFoundationFieldbusH2DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述ext-歷史1994年3月，由羅克韋爾自動(dòng)化開(kāi)發(fā)；1995年4月，將該技術(shù)移交給開(kāi)放性組織ODVA（OpenDeviceNetVendorAssociation

），成為開(kāi)放協(xié)議；2000年6月，成為IEC62026國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，2002年10月成為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)發(fā)展199419951996199719981999200020012002DeviceNetManagerSoftwareReleaseSpecificationFirstReleaseUnveiledatIPCTradeShowFirstScanner(1771-SDN)ReleaseRSNetWorxSoftwareReleaseODVACreatedControlLogixScannerReleaseSLC-500DMLBasedScannerReleaseKwikLinkFlatMediaReleaseDeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述extDeviceNet網(wǎng)絡(luò)基于CAN技術(shù)，因此關(guān)鍵硬件控制器和收發(fā)器芯片應(yīng)用廣泛,價(jià)格低廉。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模型DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)物理層DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模型傳輸介質(zhì)TransmissionMedia介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)單元MediaAccessUnitISO/OSI七層參考模型應(yīng)用層ApplicationLayer邏輯鏈路控制(LLC)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)物理層信號(hào)(PLS){{}}{ISODataLinkLayer2ISOPhysical

Layer1ISOMediaLayer0CANProtocolSpecification

CAN協(xié)議規(guī)范{ISOApplicationLayer7{DeviceNetApplicationLayerSpecification網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層規(guī)范DeviceNet物理層和傳輸介質(zhì)規(guī)范DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模型ext包含物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。沿用了CAN協(xié)議中第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）-ISO11898；DeviceNet根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化的需要設(shè)計(jì)了第一層（物理層）和第七層(應(yīng)用層)。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模型DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)物理層DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地網(wǎng)絡(luò)供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器機(jī)器DC24V電源終端電阻121Ω分支分支分支分支分支樹(shù)形分支單分支節(jié)點(diǎn)多節(jié)點(diǎn)分支電源分支主干線(xiàn)支線(xiàn)菊花鏈DeviceNet設(shè)備連接圖終端電阻DeviceBox分接頭帶有密封式連接器的設(shè)備帶有開(kāi)放式連接器的設(shè)備開(kāi)放式分接頭電源分接頭供電電源T型分接頭終端電阻一般物理特性主干線(xiàn)/分支線(xiàn)的總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)距離最遠(yuǎn)為500m，每個(gè)支線(xiàn)最長(zhǎng)為6m最大64個(gè)節(jié)點(diǎn)可選擇通訊速率125K、250K、500K可以用分支線(xiàn)實(shí)現(xiàn)菊花鏈、樹(shù)形分支結(jié)構(gòu)一般物理特性ext可以在不斷開(kāi)主干線(xiàn)的情況下裝拆節(jié)點(diǎn)使用低延時(shí)的雙絞電纜，信號(hào)與電源在同一電纜中使用開(kāi)放或封閉連接器支持隔離和非隔離設(shè)備支持單電源和多電源，支持網(wǎng)絡(luò)供電和設(shè)備供電可調(diào)整電源配置，以滿(mǎn)足個(gè)別應(yīng)用需求DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地電纜BareBlueWhiteRedBlack+24VDC(V+)+0VDC(V-)CAN-HCAN-LShield5線(xiàn)制

1對(duì)用于

24VoltsDC供電

1對(duì)用于

數(shù)據(jù)通訊

1根屏蔽線(xiàn)電纜類(lèi)型粗纜用于長(zhǎng)距離傳輸細(xì)纜比較靈活扁平電纜安裝方便低延時(shí)、低損耗的屏蔽雙絞線(xiàn)電纜類(lèi)型圓纜粗纜和細(xì)纜兩種兩根電源線(xiàn)(黑色&紅色)

兩根數(shù)據(jù)線(xiàn)(白色&藍(lán)色)扁平電纜灰色外部護(hù)封電源和信號(hào)線(xiàn)扁平電纜分接頭DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地終端電阻在每條干線(xiàn)的末端必須安裝終端電阻。終端電阻為120或121Ohms,1/4Watt。終端電阻接在白色和藍(lán)色主干線(xiàn)兩端。不能使用碳膜電阻。必須為1%金屬膜電阻。終端電阻ext圓纜終端電阻圓纜終端電阻扁平電纜終端電阻DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地DeviceNet設(shè)備連接圖TerminatingResistorDeviceBoxTapDevicewithaSealedConnectionDevicewithaSealedConnectionT-PortTapDevicewithanOpen-StyleConnectionOpen-StyleTapDevicewithaSealedConnectionDeviceBoxTapPowerTapTapPowerSupplyT-PortTap設(shè)備分接頭分接頭用于將分支線(xiàn)連接到主干線(xiàn)上。分接頭可使設(shè)備無(wú)需切斷網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行就可以脫離網(wǎng)絡(luò)。T型分接頭干線(xiàn)連接干線(xiàn)連接支線(xiàn)連接DeviceBox分接頭干線(xiàn)連接支線(xiàn)連接開(kāi)放式分接頭主干線(xiàn)支線(xiàn)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地連接器連接器用于將DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備與分支電纜相連接。所有連接器支持5針，即一對(duì)信號(hào)線(xiàn)、一對(duì)電源線(xiàn)和一根屏蔽線(xiàn)?？刹捎妹芊馐胶烷_(kāi)放式連接器。密封式連接器開(kāi)放式連接器掃描器1771-SDNScanner1747-SDNScanner1756-DNBScanner1784-PCIDSScannerDeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地和隔離網(wǎng)絡(luò)接地網(wǎng)絡(luò)不接地將增加節(jié)點(diǎn)對(duì)靜電放電

（ESD）和外部噪聲源的敏感度。多點(diǎn)接地會(huì)造成接地回路。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)應(yīng)在一點(diǎn)接地。干線(xiàn)的屏蔽線(xiàn)通過(guò)銅導(dǎo)體連接到電源地或V-。網(wǎng)絡(luò)接地ext信號(hào)信號(hào)ShieldV-V+V-V+24VDC供電電源電源分接頭隔離除了電源，在V-和地之間不會(huì)有電流通過(guò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)上任一設(shè)備必須有接地隔離柵。帶有接地隔離柵的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)作隔離節(jié)點(diǎn)。在DeviceNet外部也可能存在隔離。隔離DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電纜類(lèi)型終端電阻連接器分接頭網(wǎng)絡(luò)接地網(wǎng)絡(luò)供電網(wǎng)絡(luò)供電V+PowerConductorV-PowerConductor24V供電電源可選第二供電電源節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)24V供電電源節(jié)點(diǎn)CAN-H,CAN-L,Shield電源分接頭電源分接頭用于將電源連接到干線(xiàn)；在分接頭的各個(gè)方向提供限流保護(hù)；提供屏蔽線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)接地。電源接頭信號(hào)線(xiàn)屏蔽線(xiàn)V-網(wǎng)絡(luò)電源V+電源線(xiàn)V+V-電源接頭ext通過(guò)在電源V+上連接肖特基二極管，允許連接多個(gè)電源。兩根熔絲或斷路器，防止總線(xiàn)過(guò)電流而損壞電纜和連接器。單電源配置N32N33N64PowerSupplyupto500mN1單電源配置ext特性靠近電源處電流達(dá)8安培網(wǎng)絡(luò)兩端達(dá)1.31安培支線(xiàn)最大電流量為1.5安培優(yōu)勢(shì)電源可以位于網(wǎng)絡(luò)中任意位置標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電源，成本低雙電源配置N32N1N33N64PowerSupplyupto500mPowerSupply雙電源配置ext特性電源通過(guò)肖特基二極管連接到總線(xiàn)支線(xiàn)電流限制為1.5安培靠近電源處電流達(dá)8安培優(yōu)勢(shì)電源共享負(fù)載提供電流更充分一般工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電源網(wǎng)絡(luò)電源配置計(jì)算設(shè)備所須的電流總和測(cè)算總線(xiàn)的總長(zhǎng)度使用下頁(yè)表格進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)絡(luò)電流計(jì)算（粗纜）網(wǎng)絡(luò)電源配置方案1單電源終端連接電源N1N2N3N4N640.1A0.15A0.05A0.25A0.1AV+V-250米網(wǎng)絡(luò)電源配置方案1ext電流總和=0.1A+0.15A+0.05A+0.25A+0.1A=0.65A總線(xiàn)長(zhǎng)度:250米由表格得知:電流限度為1.2A因此，這樣的網(wǎng)絡(luò)電源配置方案可以應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)電源配置方案2電源N33N34N32N640.25A0.25A1.1A0.85A電源接頭V+V-100米.N1N20.5A1.25A100米網(wǎng)絡(luò)電源配置方案2ext第一段

電流:1.1A+1.25A+0.5A=2.85A長(zhǎng)度:100米

從表格查出:2.5A 第二段電流:0.25A+0.25A+0.85A=1.35A長(zhǎng)度:100米從表格查出:2.5A第一段過(guò)載–解決方法:將電源移向過(guò)載的一段如果兩部分都超出，再增加一個(gè)電源。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)概述DeviceNet網(wǎng)絡(luò)模型DeviceNet網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)物理層DeviceNet物理層物理層信號(hào)媒體訪(fǎng)問(wèn)單元物理層信號(hào)采用CAN總線(xiàn)的物理層信號(hào)。地線(xiàn)物理層信號(hào)ext邏輯“1”

時(shí)，總線(xiàn)呈現(xiàn)“隱性”狀態(tài)。VCAN-H和VCAN-L固定在平均電壓2.5V，即Vdiff近似為0。邏輯“0”

時(shí)，總線(xiàn)呈現(xiàn)“顯性”狀態(tài)。VCAN-H為3.5V,VCAN-L為1.5V，即Vdiff為2V。物理層信號(hào)編碼采用全寬單極性不歸零碼（NRZ）DeviceNet物理層物理層信號(hào)媒體訪(fǎng)問(wèn)單元媒體訪(fǎng)問(wèn)單元MWP媒體訪(fǎng)問(wèn)單元收發(fā)器誤接線(xiàn)保護(hù)接地和隔離非隔離物理層隔離物理層收發(fā)器在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接收CAN信號(hào)的物理組件。從網(wǎng)絡(luò)上差分接收到的信號(hào)，并用CAN控制器傳來(lái)的信號(hào)差分驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。未供電的收發(fā)器的輸入阻抗可能比供電收發(fā)器低，造成不必要的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和信號(hào)衰減。媒體訪(fǎng)問(wèn)單元收發(fā)器誤接線(xiàn)保護(hù)接地和隔離非隔離物理層隔離物理層DeviceNet數(shù)據(jù)鏈路層幀格式總線(xiàn)仲裁機(jī)制錯(cuò)誤診斷和故障界定機(jī)制幀格式CAN在MAC子層定義了四種幀格式：數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、超載幀和出錯(cuò)幀。DeviceNet上使用數(shù)據(jù)幀傳輸數(shù)據(jù)；出錯(cuò)幀用于錯(cuò)誤和意外情況的處理。數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)幀錯(cuò)誤標(biāo)志：錯(cuò)誤主動(dòng)標(biāo)志和錯(cuò)誤被動(dòng)標(biāo)志錯(cuò)誤界定符：由8個(gè)隱性位構(gòu)成。DeviceNet數(shù)據(jù)鏈路層幀格式總線(xiàn)仲裁機(jī)制錯(cuò)誤診斷和故障界定機(jī)制CSMA/CD與NBDA載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect)允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)用于以太網(wǎng)(Ethernet),CAN等...非破壞性的位元形式仲裁(None-DestructiveBit-wiseArbitration)利用NRZ(不歸零碼)技術(shù)信號(hào)沖突時(shí)不會(huì)破壞信號(hào)不浪費(fèi)帶寬(bandwidth)保證很高的信號(hào)吞吐率(throughput)節(jié)點(diǎn)A節(jié)點(diǎn)B節(jié)點(diǎn)C總線(xiàn)隱顯t1t2SOF

t1&t2,節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)B丟失仲裁RDRDRDCSMA/CD+NDBA操作DeviceNet數(shù)據(jù)鏈路層幀格式總線(xiàn)仲裁機(jī)制錯(cuò)誤診斷和故障界定機(jī)制錯(cuò)誤檢測(cè)位錯(cuò)誤（BitError）填充錯(cuò)誤（StuffError）CRC錯(cuò)誤（CRCError）格式錯(cuò)誤（FormError）應(yīng)答錯(cuò)誤（AcknowledgementError）節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤狀態(tài)錯(cuò)誤主動(dòng)（ErrorActive）錯(cuò)誤被動(dòng)（ErrorPassive）離線(xiàn)（BusOff）傳統(tǒng)的通信模型源/目的模式通常又稱(chēng)之為“主/從”模式“現(xiàn)在時(shí)間八點(diǎn)整”“現(xiàn)在時(shí)間八點(diǎn)整”“現(xiàn)在時(shí)間八點(diǎn)整”“現(xiàn)在時(shí)間八點(diǎn)整”源/目的通信模式節(jié)點(diǎn)間同步動(dòng)作困難

浪費(fèi)帶寬源/目的通信實(shí)例ControllerDrive1SensorDrive3Drive2DataAcquisitionHMIAnalogI/O源/目的通信模式ext-報(bào)文格式源目的數(shù)據(jù)crcDeviceNet通信模型生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式（Producer/Consumer）兼容了所有“源/目的地”模式所具備的通訊能力，同時(shí)具備更高的數(shù)據(jù)傳輸效率“現(xiàn)在時(shí)間八點(diǎn)整”生產(chǎn)者/消費(fèi)者通信模式一個(gè)生產(chǎn)者，多個(gè)消費(fèi)者數(shù)據(jù)更新同時(shí)發(fā)生提供多級(jí)優(yōu)先級(jí)，適用于實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換生產(chǎn)者/消費(fèi)者通信實(shí)例ControllerDrive1SensorDrive3Drive2DataAcquisitionHMIAnalogI/O生產(chǎn)者/消費(fèi)者通信報(bào)文格式標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)crc由報(bào)文格式可知，報(bào)文不再專(zhuān)屬于特定的源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)，一個(gè)報(bào)文可以被多個(gè)可識(shí)別該標(biāo)識(shí)符的節(jié)點(diǎn)接收。DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的連接DeviceNet是基于連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一個(gè)連接提供了多個(gè)應(yīng)用之間的路徑。在DeviceNet中，每個(gè)連接由一個(gè)11bit的連接標(biāo)識(shí)符（ConnectionID－CID）來(lái)標(biāo)識(shí)。連接標(biāo)識(shí)符CID包括媒體訪(fǎng)問(wèn)控制標(biāo)識(shí)符（MACID）、報(bào)文標(biāo)識(shí)符（MessageID）和報(bào)文組標(biāo)識(shí)符。DeviceNet中CANID的使用確定報(bào)文的優(yōu)先級(jí)根據(jù)仲裁結(jié)果決定優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)不單取決于節(jié)點(diǎn)地址接收節(jié)點(diǎn)對(duì)「發(fā)給自己的」信息進(jìn)行過(guò)濾DeviceNet報(bào)文組分配

10IdentityUsage98765432100MessageIDSourceMACIDMessageGroup1MessageGroup2MessageGroup3MessageGroup4InvalidCANIDMACIDMsgIDMsgIDSourceMACID011111111Group4MsgID1111111InvalidRange0-3FF400-5FF600-7BF7C0-7EF7F0-7FFCAN標(biāo)識(shí)場(chǎng)（CANIdentifierfield，CANID，連接ID)DeviceNet中CANID的使用ext報(bào)文分為4組組1···優(yōu)先級(jí)＝高。通常用于I/O報(bào)文組2···優(yōu)先級(jí)＝中。用于預(yù)定義主/從連接組3···優(yōu)先級(jí)＝低。通常用于顯式報(bào)文組4···優(yōu)先級(jí)＝最低。診斷報(bào)文利用CANID作為連接ID標(biāo)識(shí)每個(gè)連接組1報(bào)文優(yōu)先級(jí)最高,通常用于I/O報(bào)文通過(guò)組1發(fā)送的報(bào)文優(yōu)先級(jí)取決于分配的報(bào)文每個(gè)節(jié)點(diǎn)有16個(gè)連接ID可供選擇IdentifierBitsMessageIdUsage0123456789100SourceMACID00000SourceMACID----0SourceMACIDGeneralpurpose1111組2報(bào)文-通過(guò)組2發(fā)送的報(bào)文優(yōu)先級(jí)取決于MACID-每個(gè)節(jié)點(diǎn)有8個(gè)連接ID可供選擇IdentifierBits01234567891010MACIDMessageIdUsage00010MACID---10MACID101Generalpurpose10目的MACID011M/SConn.SetMgmt.10目的MACID111DuplicateMACIDCheck組3報(bào)文每個(gè)節(jié)點(diǎn)有7個(gè)連接ID可供選擇組4報(bào)文用于診斷報(bào)文DeviceNet的CIDext報(bào)文分為4組組1···優(yōu)先級(jí)＝高。通常用于I/O報(bào)文組2···優(yōu)先級(jí)＝中。用于預(yù)定義主/從連接組3···優(yōu)先級(jí)＝低。通常用于顯式報(bào)文組4···優(yōu)先級(jí)＝最低。診斷報(bào)文同報(bào)文組中不同報(bào)文的優(yōu)先級(jí)關(guān)系。組1－組3中的預(yù)留報(bào)文類(lèi)型組2，報(bào)文ID6－用于預(yù)定義主/從連接。組2，報(bào)文ID7－用于重復(fù)MACID檢測(cè)。組3，報(bào)文ID5－用于未連接顯式響應(yīng)。組3，報(bào)文ID6－用于未連接顯式請(qǐng)求。DeviceNet應(yīng)用層協(xié)議連接和報(bào)文組通訊報(bào)文重復(fù)MACID檢測(cè)創(chuàng)建連接DeviceNet對(duì)象模型DeviceNet設(shè)備描述通訊報(bào)文I/O報(bào)文（I/OMessage）顯式報(bào)文（ExplicitMessage）I/O報(bào)文I/O報(bào)文適用于實(shí)時(shí)性要求較高和面向控制的數(shù)據(jù)。I/O報(bào)文對(duì)傳送的可靠性、傳送時(shí)間的確定性和可重復(fù)性有很高的要求。I/O報(bào)文格式通常使用優(yōu)先級(jí)高的連接標(biāo)識(shí)符（CID），與一點(diǎn)或多點(diǎn)連接進(jìn)行信息交換。I/O報(bào)文的數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)場(chǎng)不包含任何與配置相關(guān)的報(bào)文，僅僅是實(shí)時(shí)的I/O數(shù)據(jù)。I/O報(bào)文舉例E3繼電器數(shù)據(jù)域含義：I/O報(bào)文分段長(zhǎng)度大于8個(gè)字節(jié)（CAN數(shù)據(jù)幀的最大尺寸）的報(bào)文可以進(jìn)行分段及重組。I/O連接檢查連接對(duì)象的produced_connec-tion_size的屬性，如果大于8B，那么使用分段協(xié)議。I/O報(bào)文分段ext分段類(lèi)型表明是第一分段（0）、中間分段（1）、最后分段（2）、分段應(yīng)答（3）。分段計(jì)數(shù)器標(biāo)志每個(gè)單獨(dú)的分段，用于接收器判斷是否有分段被遺失和重組。通訊報(bào)文I/O報(bào)文（I/OMessage）顯式報(bào)文（ExplicitMessage）顯式報(bào)文適用于設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)報(bào)文傳遞，是典型的請(qǐng)求-響應(yīng)通信方式。常用于上/下載程序、修改設(shè)備參數(shù)和設(shè)備診斷等。顯式報(bào)文ext設(shè)置監(jiān)控PLC主單元監(jiān)控計(jì)算機(jī)從單元群顯式報(bào)文格式顯式報(bào)文通常使用優(yōu)先級(jí)低的連接標(biāo)識(shí)符。顯式報(bào)文利用CAN幀的數(shù)據(jù)域來(lái)傳遞DeviceNet協(xié)議規(guī)定的報(bào)文

，說(shuō)明要執(zhí)行的服務(wù)和相關(guān)對(duì)象的屬性及地址。

顯式報(bào)文數(shù)據(jù)域格式如果所傳送的顯式報(bào)文長(zhǎng)度不大于8個(gè)字節(jié)，則顯式報(bào)文的數(shù)據(jù)域包括：報(bào)文頭和完整的報(bào)文體。顯式報(bào)文數(shù)據(jù)域格式ext如果所傳送的顯式報(bào)文長(zhǎng)度大于8個(gè)字節(jié)，則必須在DeviceNet上以分段方式傳輸。顯式報(bào)文的數(shù)據(jù)域包括：報(bào)文頭、分段協(xié)議、分段報(bào)文體。

顯式報(bào)文數(shù)據(jù)域格式－報(bào)文頭Frag（分段位）：0表示不需要分段，該幀為標(biāo)準(zhǔn)幀。下一字節(jié)是報(bào)文體。1表示需要分段，下一字節(jié)是分段協(xié)議。XID（控制標(biāo)識(shí)符）：判斷報(bào)文應(yīng)答和報(bào)文請(qǐng)求的一致性。顯式報(bào)文數(shù)據(jù)域格式－報(bào)文頭extMACID（媒體訪(fǎng)問(wèn)控制標(biāo)識(shí)符）：包括源MACID和目的MACID。與連接ID（CID）中所指定的MACID相對(duì)應(yīng)。顯式報(bào)文數(shù)據(jù)域格式－報(bào)文體R/R位：0表示該幀為請(qǐng)求幀，1表示該幀為應(yīng)答幀。服務(wù)代碼：服務(wù)區(qū)字節(jié)低7位值，標(biāo)識(shí)傳送服務(wù)的類(lèi)型。

顯式報(bào)文數(shù)據(jù)域格式－分段協(xié)議分段類(lèi)型：顯示當(dāng)前發(fā)送是分段報(bào)文的首段、中間段還是末尾段。分段計(jì)數(shù)：標(biāo)志每一個(gè)單獨(dú)的分段，這樣接收器就能夠確定是否有分段被遺失。兩種報(bào)文比較extI/O報(bào)文，用于實(shí)時(shí)性控制數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)較高點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式報(bào)文體數(shù)據(jù)域的格式和含義由供應(yīng)商定義兩種報(bào)文比較ext顯式報(bào)文，用于非實(shí)時(shí)的用于設(shè)備配置，診斷，監(jiān)視數(shù)據(jù)等優(yōu)先級(jí)較低點(diǎn)-對(duì)-點(diǎn)請(qǐng)求/響應(yīng)模式報(bào)文體數(shù)據(jù)域的格式和含義由DeviceNet協(xié)議定義DeviceNet節(jié)點(diǎn)間的信息交換DeviceNet設(shè)備間的信息交換ext客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器上電后首先進(jìn)行重復(fù)MACID檢測(cè)；如果通過(guò)了重復(fù)MACID檢測(cè)，則轉(zhuǎn)為在線(xiàn)，否則轉(zhuǎn)為離線(xiàn)；在線(xiàn)后，客戶(hù)機(jī)向服務(wù)器發(fā)送未連接顯式信息請(qǐng)求，服務(wù)器若響應(yīng)，則連接顯式連接。顯式信息通信可以進(jìn)行I/O連接的建立、配置和激活。通過(guò)建立的I/O連接可以進(jìn)行I/O數(shù)據(jù)交換。DeviceNet應(yīng)用層協(xié)議連接和報(bào)文組通訊報(bào)文重復(fù)MACID檢測(cè)建立連接DeviceNet對(duì)象模型DeviceNet設(shè)備描述重復(fù)MACID檢測(cè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)設(shè)備都必須分配一個(gè)MACID(0-63)。往往是通過(guò)人工的方式進(jìn)行配置。設(shè)備上線(xiàn)前進(jìn)行重復(fù)MACID檢測(cè)，以保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有唯一的MACID。（P350）重復(fù)MACID檢測(cè)流程重復(fù)MACID檢測(cè)流程ext每個(gè)節(jié)點(diǎn)在上線(xiàn)前必須發(fā)送重復(fù)MACID檢測(cè)請(qǐng)求信息(間隔為1秒)，重復(fù)MACID檢測(cè)報(bào)文中包含節(jié)點(diǎn)地址。網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)都監(jiān)聽(tīng)重復(fù)MACID檢測(cè)報(bào)文；若相同地址的節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)上，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)送重復(fù)MACID響應(yīng)信息；節(jié)點(diǎn)只有在沒(méi)有收到重復(fù)MACID響應(yīng)信息的情況下才能上線(xiàn)。重復(fù)MACID檢測(cè)報(bào)文CID標(biāo)識(shí)位01234567891010MACIDMessageIdUsage00010MACID---10MACID101Generalpurpose10目的MACID011M/SConn.SetMgmt.10目的MACID111DuplicateMACIDCheck重復(fù)MACID檢測(cè)報(bào)文數(shù)據(jù)域R/R位：請(qǐng)求/響應(yīng)標(biāo)志。0表示請(qǐng)求報(bào)文，1表示響應(yīng)報(bào)文。重復(fù)MACID檢測(cè)實(shí)例2號(hào)節(jié)點(diǎn)上線(xiàn)后，發(fā)送重復(fù)MACID檢測(cè)報(bào)文。417000100d1dd1100將CANID417轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式：重復(fù)MACID檢測(cè)實(shí)例ext01DeviceNet應(yīng)用層協(xié)議連接和報(bào)文組通訊報(bào)文重復(fù)MACID檢測(cè)建立連接DeviceNet對(duì)象模型DeviceNet設(shè)備描述建立連接節(jié)點(diǎn)1Connection(連接)節(jié)點(diǎn)#1節(jié)點(diǎn)#2應(yīng)用程序應(yīng)用程序ConnectionIdentifierConnectionIdentifier節(jié)點(diǎn)2連接方式顯式連接I/O連接顯式連接顯式連接為網(wǎng)絡(luò)上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間提供了通信路徑；主要用于發(fā)送/接收節(jié)點(diǎn)間的顯式報(bào)文，如節(jié)點(diǎn)的配置、故障診斷等；顯式連接是一對(duì)一的連接，報(bào)文接收方必須向發(fā)送方做出接收正確或錯(cuò)誤的響應(yīng)。

顯式連接ext利用未連接報(bào)文管理器（UCMM）建立顯式連接；利用預(yù)定義主/從連接建立顯式連接。UCMMUCMM：UnconnectedMessageManager未連接報(bào)文管理器UCMM通信接口是為了建立Connec-tion的“最初的入口”使用UCMM通信接口動(dòng)態(tài)地建立ConnectionUCMM的服務(wù)extDeviceNet通信協(xié)議規(guī)定：建立顯式信息連接服務(wù)代碼＝4B，用于建立一個(gè)顯式信息連接。關(guān)閉連接服務(wù)代碼＝4C，用于刪除一個(gè)連接對(duì)象并釋放所有相關(guān)資源。UCMM－建立連接設(shè)備先通過(guò)組3的報(bào)文ID＝6發(fā)送未連接顯式請(qǐng)求報(bào)文，然后通過(guò)UCMM端口打開(kāi)顯式連接請(qǐng)求；如果對(duì)方同樣支持UCMM并且可以響應(yīng)該請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)組3的報(bào)文ID＝5發(fā)送未連接顯式響應(yīng)報(bào)文，然后通過(guò)UCMM端口打開(kāi)顯式連接響應(yīng)。UCMMext報(bào)文組3標(biāo)識(shí)符：UCMM－顯式連接請(qǐng)求格式R/R＝0時(shí)，請(qǐng)求報(bào)文。服務(wù)代碼＝4b，建立顯式信息連接服務(wù)。UCMM－顯式連接響應(yīng)格式R/R＝1時(shí)，響應(yīng)報(bào)文。服務(wù)代碼＝4b，建立顯式信息連接服務(wù)。建立UCMM實(shí)例例：2號(hào)節(jié)點(diǎn)與3號(hào)節(jié)點(diǎn)建立UCMM連接實(shí)例。2號(hào)節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文：782034b0230將CANID：782轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：建立UCMM實(shí)例ext數(shù)據(jù)034b0230建立UCMM實(shí)例ext具有UCMM功能的3號(hào)節(jié)點(diǎn)回應(yīng)信息：74302cb01000600將CANID：743轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：建立UCMM實(shí)例ext數(shù)據(jù)：02cb01000600關(guān)閉UCMM連接該服務(wù)用于中止在某個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接。關(guān)閉連接請(qǐng)求作為未連接請(qǐng)求信息發(fā)送（信息組3，報(bào)文ID6）。成功關(guān)閉連接響應(yīng)作為未連接響應(yīng)信息發(fā)送（信息組3，報(bào)文ID5）。關(guān)閉連接請(qǐng)求格式成功關(guān)閉連接響應(yīng)顯式連接ext利用未連接報(bào)文管理器（UCMM）建立顯式連接；利用預(yù)定義主/從連接建立顯式連接。預(yù)定義主/從連接UCMM根據(jù)建立連接的請(qǐng)求，分配連接實(shí)例ID并對(duì)連接實(shí)例ID進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，對(duì)設(shè)備硬件和軟件能力有一定要求。而在實(shí)際使用中，許多應(yīng)用情況簡(jiǎn)單，預(yù)先建立的主從連接足以滿(mǎn)足要求。因此，DeviceNet定義了一個(gè)預(yù)定義主/從連接組和僅限組2從設(shè)備，以降低從站的成本和簡(jiǎn)化設(shè)備配置。預(yù)定義主/從連接ext僅限組2的設(shè)備上線(xiàn)后不會(huì)主動(dòng)與其他設(shè)備建立連接，它需要等待主設(shè)備發(fā)送Allocate（分配）請(qǐng)求命令，然后響應(yīng)主設(shè)備從而建立顯式連接。

組2－報(bào)文6：僅限組2未連接顯式請(qǐng)求報(bào)文(分配預(yù)定義主/從連接)。預(yù)定義主/從連接組報(bào)文類(lèi)型：I/O位選通命令/響應(yīng)報(bào)文I/O輪詢(xún)命令/響應(yīng)報(bào)文I/O狀態(tài)改變/循環(huán)應(yīng)答報(bào)文I/O多點(diǎn)輪詢(xún)響應(yīng)報(bào)文顯式響應(yīng)/請(qǐng)求報(bào)文未連接響應(yīng)報(bào)文僅限組2未連接顯式響應(yīng)/請(qǐng)求報(bào)文連接方式顯式連接I/O連接I/O連接通過(guò)UCMM或預(yù)定義主從連接建立I/O連接。I/O連接交換I/O報(bào)文。DeviceNet沒(méi)有定義與I/O報(bào)文數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)有關(guān)的任何協(xié)議。

I/O連接類(lèi)型位選通（BitStrobe）輪詢(xún)（Poll）狀態(tài)改變（ChangeofState）循環(huán)（Cyclic）位選通唯一的多點(diǎn)輸出（Multicast）命令應(yīng)答為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（pointtopoint）主站／從站間的高速數(shù)據(jù)交換

用于較少的I/O數(shù)據(jù)交換

OUTPUT數(shù)據(jù)最大1位/設(shè)備INPUT數(shù)據(jù)最大8字節(jié)/設(shè)備位選通ext該Message包括由64位(8字節(jié))的位列組成的輸出數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)MACID分配有1位的輸出位。MACID=9

從站MACID=11

從站MACID=12

從站MACID=13

從站MACID=62

從站主站MACID=1Bit-Strobe

Command

的數(shù)據(jù)區(qū)010111213146361...162...29I/O連接類(lèi)型（數(shù)據(jù)觸發(fā)方式）位選通（BitStrobe）輪詢(xún)（Poll）狀態(tài)改變（ChangeofState）循環(huán)（Cyclic）輪詢(xún)Command／Response為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)用于所有各種規(guī)模的I/O數(shù)據(jù)交換當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)8個(gè)字節(jié)時(shí)，則執(zhí)行分段傳送輪詢(xún)extMACID=62

從站MACID=12

從站MACID=11

從站MACID=9

從站.......MACID=1主站主站向各個(gè)從站發(fā)送請(qǐng)求，從站應(yīng)答。根據(jù)設(shè)定在主站（掃描）中的掃描清單（Scanlist）來(lái)確定指令發(fā)送的對(duì)象從站。輪詢(xún)extSCANNERDrive1SensorDrive3Drive2AnalogI/OI/O連接類(lèi)型（數(shù)據(jù)觸發(fā)方式）位選通（BitStrobe）輪詢(xún)（Poll）狀態(tài)改變（ChangeofState）循環(huán)（Cyclic）狀態(tài)改變?cè)O(shè)備狀態(tài)改變時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)；除了必要時(shí)外不進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，因而減輕了網(wǎng)絡(luò)的通信量；由主站向從站設(shè)定最新數(shù)據(jù)的最小發(fā)送時(shí)間間隔；由從站舉手來(lái)開(kāi)始I/O數(shù)據(jù)的發(fā)送；適用于離散型設(shè)備，使用事件觸發(fā)方式。狀態(tài)改變extMACID=62

從站MACID=12

從站MACID=11

從站MACID=9

從站.......MACID=1主站ACKMessage（選項(xiàng)）被設(shè)定為ChangeofState的設(shè)備，當(dāng)它檢測(cè)出變化時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。狀態(tài)改變extSCANNER1HMIDrive1SensorDrive3Drive2SCANNER2I/O連接類(lèi)型位選通（BitStrobe）輪詢(xún)（Poll）狀態(tài)改變（ChangeofState）循環(huán)（Cyclic）循環(huán)可以根據(jù)設(shè)備信號(hào)產(chǎn)生的快慢，靈活設(shè)定循環(huán)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的時(shí)間間隔。主站和從站均可主動(dòng)進(jìn)行信息發(fā)送。適用于一些模擬量設(shè)備。循環(huán)extSCANNER1Drive1TemperatureSensorDrive3Drive2CyclicRate100msCyclicRate200msCyclicRate50msCyclicRate25msDeviceNet應(yīng)用層協(xié)議連接和報(bào)文組通訊報(bào)文重復(fù)MACID檢測(cè)創(chuàng)建連接DeviceNet對(duì)象模型DeviceNet設(shè)備描述DeviceNet對(duì)象模型DeviceNet協(xié)議使用面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)描述，將一個(gè)DeviceNet節(jié)點(diǎn)抽象為對(duì)象集合，由此定義了節(jié)點(diǎn)外部的顯性表現(xiàn)，而內(nèi)部的所有參數(shù)全部由類(lèi)-實(shí)例-屬性的關(guān)系來(lái)尋址。

DeviceNet的每個(gè)設(shè)備都由兩類(lèi)基本的對(duì)象集組成，分別是與通信相關(guān)的對(duì)象和與應(yīng)用相關(guān)的對(duì)象。DeviceNet對(duì)象模型傳統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中運(yùn)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)和過(guò)程，在對(duì)象模型中，我們把這些捆綁到一起，改變這些術(shù)語(yǔ)的名字，分別稱(chēng)之為屬性(Attributes)，服務(wù)(Service)和行為(Behavior)，整體稱(chēng)為對(duì)象(Objects)。DeviceNet對(duì)象模型Object中具備Attribute(屬性)。所謂Attribute就是對(duì)象的「特性」。Attribute提供狀態(tài)信息、管理Object的運(yùn)作。Object具備Service（服務(wù)功能）。Service是Object執(zhí)行某一動(dòng)作的觸發(fā)器。Object具備Behavior（行為）。Behavior表明了對(duì)于特定的Event(事件)進(jìn)行何種動(dòng)作。對(duì)象模型對(duì)象模型extCommunication(通訊)設(shè)備網(wǎng)對(duì)象連接對(duì)象標(biāo)識(shí)對(duì)象信息路由器Application（應(yīng)用）Application固有Application一般參數(shù)對(duì)象組合對(duì)象通訊對(duì)象（1）DeviceNet對(duì)象DeviceNetObject提供網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)以及狀態(tài)。DeviceNet通信接口的MACID和波特率BUSOFF（總線(xiàn)斷開(kāi)）中斷的處理分配信息-主站的MACID和分配選擇（AllocationChoice）Allocate/Release_M/S_Connection_Set

連接對(duì)象I/O和顯式連接的管理標(biāo)識(shí)對(duì)象供應(yīng)商ID，設(shè)備類(lèi)型，產(chǎn)品代碼，序列號(hào)等該設(shè)備的標(biāo)識(shí)和一般信息。信息路由對(duì)象將顯式信息轉(zhuǎn)送給應(yīng)用對(duì)象通訊對(duì)象（2）Application一般組合對(duì)象將來(lái)自不同應(yīng)用對(duì)象的不同屬性組合成一個(gè)能夠隨單個(gè)報(bào)文傳送的屬性。參數(shù)對(duì)象提供對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行Read/Write訪(fǎng)問(wèn)Application固有例如：現(xiàn)場(chǎng)傳感器、模擬量輸入、數(shù)字量輸出應(yīng)用對(duì)象對(duì)象尋址ObjectModel定義了對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部的Object進(jìn)行邏輯上的尋址/訪(fǎng)問(wèn)時(shí)所需的信息。這些信息以DeviceNet協(xié)議的形式來(lái)表示。設(shè)備地址–以整數(shù)來(lái)設(shè)定DeviceNet上的節(jié)點(diǎn)。在同一網(wǎng)絡(luò)上不允許有相同的MACID。類(lèi)標(biāo)識(shí)符（ClassID）實(shí)例標(biāo)識(shí)符（InstanceID）屬性標(biāo)識(shí)符（AttributeID）對(duì)象尋址ext對(duì)象尋址ext服務(wù)代碼：表示ObjectInstance或是ObjectClass所提供的功能的整數(shù)值。MACID＃1DeviceNetMACID#4Class#5MACID#4:Class#5:Instance#2:Service#5Class#7Instance