工业控制网络(现场总线)——DEVICENET信息协议
工业自动化中的网络通信协议
工业自动化中的网络通信协议工业自动化是指利用各种技术手段对工厂或生产线上的各种生产过程进行自动控制和管理的技术体系。
在现代工业生产中，网络通信协议在实现工业自动化过程中起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的工业自动化中使用的网络通信协议。
一、Modbus协议Modbus是一种经典的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。
它采用主从结构，通过串口传输数据，将上位机（主站）与下位机（从站）进行连接。
Modbus协议简单易用，适用于控制器之间的通信，如PLC、仪器设备等，具有广泛的兼容性和可扩展性。
二、Profibus协议Profibus是一种常用的工业现场总线通信协议，用于实现自动化系统中各种设备的通信。
它支持多种传输介质，包括RS485、光纤等，适用于不同的工业环境。
Profibus协议具有高速传输、实时性能好等特点，广泛应用于工厂自动化和过程自动化领域。
三、Ethernet/IP协议Ethernet/IP是一种工业以太网通信协议，基于标准的以太网技术，使得工业设备可以通过以太网进行连接和通信。
它支持TCP/IP协议，能够实现工业设备与企业内部网络的集成，为工业自动化提供了更高的灵活性和通用性。
四、CAN协议CAN（Controller Area Network）是一种广泛应用于汽车电子和工业自动化领域的通信协议。
CAN协议采用差分信号传输，具有抗干扰性强、可靠性高等特点。
它适用于多节点分布式控制系统，可以实现设备之间的快速、可靠的通信。
五、Profinet协议Profinet是一种以太网通信协议，是Profibus的以太网扩展。
Profinet协议利用以太网实现工业自动化设备的通信和集成，支持实时通信和无线通信，适用于复杂的工业自动化系统。
六、DeviceNet协议DeviceNet是一种CIP（Common Industrial Protocol）上的一种现场总线通信协议，常用于工业自动化设备的通信。
DeviceNet现场总线协议讲解
场总线的两种有代表性的定义。
(l)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，它沟通了过程控制领域的基本控制设备(即场地级设备)之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备(即车间级设备)之间的联系。
这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。
(2)根据国际电工委员会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、多分支结构的通讯网路。
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。
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，并可根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提供一个工厂所需的全部现场设备，所以，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。
用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力，而希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“即接即用；用户希望对不同品牌的现场设备统一组态，构成他所需要的控制回路。
这些就是现场总线设备互操作性的含义。
现场设备互连是基本的要求，只有实现互操作性，用户才能自由地集成FCS。
d)分散功能块：FCS废弃了DCS的输入／输出单元和控制站,把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。
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控制和运算功能块。
调节阀的基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PlD控制和运算模块，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，供用户灵活选用各种功能块，构成所需的控制系统，实现彻底的分散控制。
devicenet模块手册
DeviceNet模块手册一、概述DeviceNet是一种用于工业自动化领域的网络通信协议，它基于CAN总线技术，专为工业设备之间的数据交换而设计。
通过使用DeviceNet模块，可以实现设备之间的快速、可靠的数据传输，支持多种通信速率和传输介质。
二、DeviceNet模块特点1、支持多种通信速率：DeviceNet模块支持多种通信速率，可以根据实际需求选择合适的通信速率，以满足不同设备的通信需求。
2、支持多种传输介质：DeviceNet模块支持多种传输介质，如双绞线、光纤等，可以根据实际应用场景选择合适的传输介质，以确保数据传输的稳定性和可靠性。
3、高效的数据传输：DeviceNet模块采用高效的通信协议，支持实时数据传输和广播通信，可以实现设备之间的快速数据交换。
4、灵活的连接方式：DeviceNet模块采用即插即用的连接方式，可以方便地连接各种工业设备，如传感器、执行器、控制器等。
5、可靠的故障检测机制：DeviceNet模块具有可靠的故障检测机制，可以实时检测通信故障，并及时进行故障隔离和恢复，以确保数据传输的可靠性和稳定性。
三、DeviceNet模块应用场景DeviceNet模块广泛应用于各种工业自动化领域，如智能制造、机器人、电力、石油、化工等。
在这些领域中，DeviceNet模块可以用于实现设备之间的数据传输和控制，提高生产效率和管理水平。
四、DeviceNet模块使用注意事项1、确保传输介质的质量：在选择和使用传输介质时，要确保其质量可靠，以满足数据传输的需求。
同时，要注意对传输介质的维护和保养，定期检查其状态。
2、合理配置通信参数：在使用DeviceNet模块时，要根据实际需求合理配置通信参数，如通信速率、数据位长度、停止位长度等。
同时，要注意参数配置的一致性，以确保设备之间的正常通信。
3、避免电磁干扰：在工业环境中，电磁干扰是常见的问题之一。
在使用DeviceNet模块时，要注意避免电磁干扰的影响，采取措施降低干扰的影响，如使用屏蔽线、加装滤波器等。
DeviceNet总线网络诊断介绍课件
DeviceNet总线特点
开放性：DeviceNet总线是一种开放的现场总 线标准，允许不同厂商的设备进行互操作。
实时性：DeviceNet总线具有实时性，可以满 足工业控制系统对实时性的要求。
灵活性：DeviceNet总线支持多种传输介质， 如双绞线、光纤等，可以根据实际需求进行选择。
网络连接问题： 检查网络连接是 否正常，如有问 题，重新连接或 更换设备。
02
设备故障问题： 检查设备是否正 常工作，如有问 题，更换设备或 联系设备供应商。
03
网络配置问题： 检查网络配置是 否正确，如有问 题，重新配置网 络或联系网络管 理员。
04
数据传输问题： 检查数据传输是 否正常，如有问 题，检查数据传 输协议或联系软 件供应商。
系统。
DeviceNet总线网络支持多种设备 类型，如传感器、执行器、控制器 等，可以方便地实现设备之间的数
据通信和监控。
DeviceNet总线网络采用CAN （Controller Area Network）协 议，具有实时性、可靠性和灵活性。
DeviceNet总线网络广泛应用于 工业自动化、智能建筑、智能家
DeviceNet总线网络 优化
网络优化原则
01
减少网络延迟：优 化网络拓扑结构， 降低数据传输延迟
02
提高网络带宽：优 化网络带宽分配， 提高数据传输速率
03
保证网络稳定性： 优化网络设备配置，
提高网络稳定性
04
降低网络能耗：优 化网络设备能耗， 降低网络能耗成本
优化方法
减少网络延迟：优化 网络拓扑结构，缩短
可靠性：DeviceNet总线具有较高的可靠性， 可以保证工业控制系统的稳定运行。
DeviceNet协议分析指南
广州致远电子有限公司修订历史目录1. DeviceNet协议分析插件简介 (1)1.1 DeviceNet协议及其插件简介 (1)1.2 DeviceNet协议插件安装说明 (1)1.3 DeviceNet数据分析结果的实例 (2)2. DeviceNet协议分析的方法 (3)2.1 分析DeviceNet协议帧 (3)2.2 发送DeviceNet协议帧 (5)3. 免责声明 (10)1. DeviceNet协议分析插件简介1.1 DeviceNet协议及其插件简介DeviceNet规范是基于CAN-bus总线的开放式应用层协议，由Rockwell公司发布并由ODV A协会管理，目前在北美、亚洲的工业控制市场现场总线应用中占据主导地位。
DeviceNet TM现场总线网络特别适用于工业自动控制。
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、变频驱动器、面板显示器和操作员接口等）通过DeviceNet连接构成网络。
DeviceNet协议分析插件是CANPro协议分析平台的一部分，与CAN分析仪配套使用。
用于分析DeviceNet网络的数据、错误状态、网络负载，或模拟DeviceNet应用终端的工作状态等，是DeviceNet网络开发工程师的好帮手，可以大大缩短开发周期，方便实现网络维护、查错、管理等复杂工作。
1.2 DeviceNet协议插件安装说明要使用DeviceNet协议插件分析DeviceNet网络，您需要两个安装包：CANPro协议分析平台安装包和DeviceNet协议分析插件安装包。
安装包可以从广州致远电子有限公司的网站上下载：/products/CANalyst/CANalyst.asp。
注意，安装DeviceNet协议分析插件之前，必须安装好CANPro协议分析平台软件，且CANPro协议分析平台需要1.40或更高的版本。
否则，安装时将出现下图所示的错误提示：图1-1 插件安装错误提示(1)图1-2 插件安装错误提示(2)安装1.40或更高版本的CANPro协议分析平台后，就可以成功安装DeviceNet协议分析插件，开始分析DeviceNet网络数据了。
DCS与现场总线综述 DeviceNet现场总线数据的分析
DCS与现场总线综述 DeviceNet现场总线数据的分析摘要：随着科技的进步、生产力的发展和信息时代的来临，社会对工业生产的需求变得日益迫切。
集散控制系统以其可靠、灵活、低成本、可适应性强等特点成为了工业控制领域占有主导地位的系统，已被广泛应用于化工、电力、石油、造纸等行业。
集散控制系统的发展经历了三个阶段，它是控制技术发展的一个里程碑。
现场总线自诞生以来一直受到国内外业界人士和企业的关注和重视，它为自动控制领域的变革带来了又一次飞跃。
现场总线所遵循的国际统一协议标准使得它在集散控制系统的基础之上发挥了强大的功能。
关键词： DCS；现场总线；DeviceNet现场总线数据；前言：DeviceNet是基于协议研制开发的现场总线。
由于采用了许多新技术及独特设计，如生产者／消费者的网络通信模式和非破坏性逐位仲裁技术等，与一般的通信总线相比，DeviceNet具有突出的可靠性、实时性和灵活性，特别适用于制造业、工业控制和电力系统等应用。
尤其是DeviceNet协议的开放性为研究DeviceNet协议和开发DeviceNet节点产品提供了条件。
然而目前对协议的研究还一直停留在理论层面，缺少相应的实验辅助手段，节点产品的开发也缺乏有力支持。
一、现场总线优势(1)微处理器的多种运算和故障诊断功能丰富了现场仪表的功能，提高了测量精度和传输过程中的抗干扰能力：(2)将原来由各种I／O单元和控制器来完成的功能交由每个现场仪表来完成，从而形成真正的分布式控制系统，实现控制风险的分散化。
(3)现场总线的数字通信功能使每个现场仪表通过底层现场总线网络将自身运行状况的诊断信息向上传递给控制系统的上层，同时还可以接受上层数字控制系统向其发送的信息，仪表可以和数字控制系统直接进行数字信号的传送，增加信息流通能力，提高信息的准确性，给系统的日常维护带来了方便。
(4)由于现场总线式现场仪表是按照国际统一的标准设计制造，它的通信协议一致公开，各个不同厂家的设备之间可实现信息交换，从而使用户在系统设计时可以选用最适于自己要求的产品来构建系统，提高了灵活性。
(完整版)DeviceNet现场总线协议讲解
DeviceNet 现场总线协议讲解Devicenet 简介: DeviceNet 是由美国Rockwell 公司在CAN 基础上推出的一种低成本的通信链接，是一种低端网络系统。
它将基本工业设备连接到网络，从而避免了昂贵和繁琐的硬接线。
DeviceNet 是一种简单的网络解决方案，在提供多供货商同类部件间的可互换性的同量，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。
DeviceNet 的直接互连性不仅改善了设备间的通信，而且同时提供了相当重要的设备级诊断功能。
现场总线系统的结构和技术特点1. 现场总线的历史和发展现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。
随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，采用一对一联机，用电压、电流的模拟信号进行测量控制，或采用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，就必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通讯系统，形成工厂底层网络，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控制设备之间及其与更高控制管理层网络之间的联系，为彻底打破自动化系统的信息孤岛创造了条件。
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。
（l） 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，它沟通了过程控制领域的基本控制设备（即场地级设备）之间以及与更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。
这里的现场设备指最底层的控制监测、执行和计算设备，包括传感器、控制器、智能阀门、微处理器和内存等各种类型的仪表产品。
devicenet协议简单理解
一、devicenet协议简介devicenet协议是一种用于工业控制领域的通信协议，它是由美国罗克韦尔自动化公司在1985年推出的一种基于CAN（Controller Area Network）总线的协议。
devicenet协议具有简单、灵活、可靠的特点，被广泛应用于自动化设备和机器人领域。
二、devicenet协议的工作原理1. 网络拓扑结构devicenet协议的网络拓扑结构主要包括总线型和树型两种，总线型拓扑结构适用于节点数量少、距离短的场景，而树型拓扑结构适用于节点数量多、距离长的场景。
2. 数据传输在devicenet协议中，数据的传输主要依靠数据帧的方式，在总线上通过CAN通信的方式实现。
每个节点都有自己的位置区域以及数据传输的时间槽，通过这些时间槽来控制数据的传输，保证数据的实时性和可靠性。
3. 节点类型在devicenet协议中，节点主要分为主设备和从设备两种类型。
主设备负责控制整个网络的行为，而从设备则是接受主设备的指令，并将数据传输到相应的设备中。
三、devicenet协议的应用范围devicenet协议在工业控制领域有着非常广泛的应用，它可以用于各种自动化设备、机器人、传感器等设备之间的通信与控制。
在工业生产线上，devicenet协议可以实现设备之间的数据交换和协同工作，提高生产效率和质量。
四、devicenet协议的优缺点1. 优点1）灵活性：devicenet协议的网络拓扑结构灵活，能够适应不同场景的需求。
2）可靠性：devicenet协议采用了CAN通信方式，具有较好的抗干扰能力和可靠性。
3）简易性：devicenet协议的配置和维护较为简单，大大减少了工程师们的工作量。
2. 缺点1）传输速率较低：由于devicenet协议是基于CAN总线的，其传输速率相对较低，在高速数据传输的场景下会受到一定的限制。
2）对网络稳定性要求高：如果网络中存在故障节点，会对整个网络的稳定性和可靠性产生影响。
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4.3.1.1 报文头
Frag (段位) -此区表明该发送是否为一 个分段的显式报文。
值
含义
0
非分段。该发送包含一个完整的显式报 文。下一个字节包含服务区。
1
分段。该发送不包含一个完整的显式报 文。下一个字节包含分段协议。
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4.3.1.1 报文头
MAC ID -它包含源MAC ID或目的MAC ID。
如果：
那么：
目 的 MAC ID 在 连 接 源MAC ID就在报文头 ID(CAN标识符区)中被 的MAC ID区中被说明。 说明，
源 MAC ID 在 连 接 目的MAC ID就在报文
ID(CAN标识符区)中被 头的MAC ID区中被说
R/R位（0）-表明这是一个请求报文。
服务代码 接服务。
(4Bh)-标
识
此
为一
个开
放显
式信
息
连
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4.3.1.4 UCMM服务
论据：
保留位-待被开发。这些位当前被接收器忽略， 并应被发送器设置为0。
请求报文体格式-此区被客户机用于随后在此连 接上发送的显式报文申请一个特定的报文体格 式。
说明，
明。
当一个显式报文被接收时，此报文头中的MAC ID区即被 检验。若这些检测中的任一个失败，则此报文被废弃。
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4.3.1.2 报文体
一个报文体包含一个服务区和服务特有 论据。
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4.3.1.2 报文体
服务区内容： 服务代码 (Service Code) -此数值在服务区字节的 低7位中被说明。它表明发送服务的类型。 R/R （ Request/Response ） - 服 务 区 中 的 最 高 位 。 它的值决定了一个报文是请求报文还是响应报文。
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4.3.1.4 UCMM服务
DeviceNet公共服务为开放式且其参数和要 求的行为在DeviceNet中被定义。UCMM处理 两种服务，它们管理显式信息连接的分配和 重新分配：
开放显式信息连接-服务代码=4Bh，用于建立一 个显式信息连接。
关闭连接-服务代码=4Ch.，用于删除一个连接 对象和重新分配所有相关的资源。
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4.3.1.4 UCMM服务
表4-8 报文体格式值
值
含义
0 DeviceNet(8/8)，类ID=8位整数，实例 ID=8位整数 1 DeviceNet(8/16)，类ID=8位整数，实例 ID=16位整数
2 DeviceNet(16/16)，类ID=16位整数，实例 ID=16位整数 3 DeviceNet(16/8)，类ID=16位整数，实例 ID=8位整数
一个显式报文使用一个CAN帧的数据场 来传送DeviceNet定义的信息。图4-21为显 式报文CAN数据场的使用。
图4 -21 显式报文CAN数据场的使用
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4.3.1 显式信息
含有完整显式报文的一次发送的数据场 包括：一个报文头、 整个报文体。
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4.3.1.4 UCMM服务
图4 -26 开放显式信息连接请求格式
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4.3.1.4 UCMM服务
论据：
Frag(0)/交易ID/MAC ID-见4.3.1.1小节。注意， 目的MAC ID总是在与一个开放显式信息连接 请求/响应有关的报文头中被说明。
4-F 由DeviceN1.4 UCMM服务
组选-此区指明一个报文组，通过该报文组 与此连接有关的报文是可被交换的。表4-9给 出了所定义的组选值。
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4.3.1.1 报文头
XID(交易 ID) -此区被一个应用使用以 使一个响应与其相应的请求相匹配。此区 被服务器在一个响应报文中简单地回送。 服务器不利用此区来执行任何类型的重复 报文检测逻辑。当一客户机发送一个显式 报文而对其响应不是预期的时候，此区的 数值是不予关心的。
4.3.1 显式信息
如果一个显式报文的长度超过8个字节， 在DeviceNet上它必须被以分段的方式发送。 这种分段/重装的功能是由连接对象提供 的。一个分段的显式报文包括： 一个报文头 分段协议 一个报文体段
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4.3.1 显式信息
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4.3.1.1 报文头
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4.3.1.2 报文体
如果R/R区的值是 0（位被清除）
1（位被设置）
那么 此报文是请求报文
此报文是响应报文
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4.3.1.3 分段协议
如果一个发送是一个分段的显式报文的一 部分，则其数据场包含报文头、分段协议和 报文体段。分段协议便于大显式报文的分段 和重组。
工业控制网络 （现场总线）
4.3. DeviceNet信息协议
本节阐述位于CAN数据场内部用于显式 报文和I/O报文的协议信息。主要内容包括： 4.3.1 显式信息 4.3.2 输入输出信息 4.3.3 分段/重组 4.3.4 重复MAC ID检测协议
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4.3.1 显式信息
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4.3.1.4 UCMM服务
对此开放显式信息请求做出响应的服务器 确定在此连接上所使用的实际报文体格式。 报文体格式的值见表4-8。服务器可做下列工 作之一：
拒绝请求并在开放显式信息连接响应中回复一 个适当的格式。
通过在开放显式信息连接响应中回送相同的数 值来表明接受此请求。
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4.3.1.4 UCMM服务
这些服务是通过使用组3报文中定义的未连 接显式请求和响应的CAN标识符区而被访问 的。
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4.3.1.4 UCMM服务
1. 开放显式信息连接请求 此服务请求在两模块之间建立逻辑连接， 通过此连接显式报文将被发送。此服务是作 为一个未连接请求报文（报文组3，报文ID6） 被发送的。图4-26为开放显式信息连接请求 格式。