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DeviceNet總線(xiàn)在智能配電網(wǎng)絡(luò )系統中的應用

作者： 時(shí)間：2012-11-29 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏


3.1 DeviceNet的報文傳送
　　DeviceNet使用更為有效的生產(chǎn)者/消費者模式，取代了傳統的源/目的的傳輸方式。該模式要求對報文打包，使它具有數據標識位域。標識符還提供解決多級優(yōu)先權（仲裁中使用）的手段，以便更高效地傳送I/O數據，并供多個(gè)消費者使用。
　　DeviceNet定義了2種不同類(lèi)型的報文，稱(chēng)為I/O報文和顯式報文。I/O報文適用于實(shí)時(shí)性要求較高和面向控制的數據。I/O報文數據幀中的8字節數據場(chǎng)不包含任何與協(xié)議有關(guān)的信息，只有當I/O報文為大報文經(jīng)過(guò)分割后形成的I/O報文片段時(shí)，數據域中有一個(gè)字節由報文分段協(xié)議使用。連接標識符提供了I/O報文的相關(guān)信息，在I/O報文利用連接標識符發(fā)送之前，報文的發(fā)送和接收設備都必須先進(jìn)行設定。設定的內容包括源和目的對象的屬性，以及數據生產(chǎn)者和消費者的地址。顯式報文適用于2個(gè)設備間多用途的點(diǎn)對點(diǎn)報文傳遞，是典型的請求-響應通訊方式，常用于節點(diǎn)的配置、問(wèn)題診斷等。顯式報文通常使用優(yōu)先級低的連接標識符，并且該報文的相關(guān)信息包含在顯式報文數據幀的數據域中，包括要執行的服務(wù)和相關(guān)對象的屬性及地址。

3.2 預定義主/從連接組
　　DeviceNet是基于連接的網(wǎng)絡(luò )，DeviceNet中的連接提供在多種應用之間交換信息的路徑。當建立1個(gè)連接時(shí)，與連接相關(guān)信息的傳送就會(huì )分配1個(gè)標識符，稱(chēng)為連接標識符CID（Connection Identifier）。如果某個(gè)連接需要雙向數據交換，則應該分配2個(gè)不同的連接標識符。
　　DeviceNet提供了一個(gè)功能很強的應用層協(xié)議，允許動(dòng)態(tài)配置設備間的連接。但考慮到有些設備根本不需要也沒(méi)有資源去使用這一強大功能，DeviceNet指定了一套稱(chēng)為預定義主/從連接組的連接標識符，如表1所示，用來(lái)簡(jiǎn)化主/從結構中I/O和配置型數據的傳送。
表1 預定義主/從連接組標識區
Tab.1 Predefined master/slave Connection Set ID



　　許多傳感器和執行器要實(shí)現的功能在設計時(shí)就已經(jīng)預先決定了（如感受壓力，啟動(dòng)馬達等等），因此這些設備將要生產(chǎn)和/或消費的數據的類(lèi)型和數量在上電前就已經(jīng)知道了。這些設備通常提供輸入數據或請求輸出數據和配置數據。預定義主/從連接組可以滿(mǎn)足設備的這些要求，它提供的連接對象的全部配置在設備上電時(shí)就完成了。在啟動(dòng)數據流時(shí)，主機設備唯一必須執行的一個(gè)步驟是要廣播對從機內該預定義主/從連接組的所有權。

3.3 DeviceNet對象模型與設備描述
① 對象模型。為管理和實(shí)現DeviceNet產(chǎn)品組件的屬性（數據）、服務(wù)（方法或步驟）和行為提供了一個(gè)摸板。模型為每個(gè)屬性提供了由4個(gè)數字組成的尋址方案，分別是節點(diǎn)地址（MAC ID）、對象類(lèi)標識符、實(shí)例編號和屬性編號。這4級地址與顯示報文連接相結合，將數據從DeviceNet網(wǎng)絡(luò )上的一點(diǎn)傳送到另一點(diǎn)。DeviceNet設備的對象模型如圖5所示。
② 設備描述（Device Profiles）。DeviceNet規范不僅僅是一個(gè)物理連接協(xié)議規范。它通過(guò)定義標準的設備模型促進(jìn)不同廠(chǎng)商設備之間的互操作性。屬于同一設備模型的所有設備都必須支持共同的標識和通訊狀態(tài)數據。設備描述是針對各種設備而定義的，其中包括設備各種特定的數據。符合設備類(lèi)型描述的多個(gè)供應商提供的簡(jiǎn)單設備（如按鈕、馬達啟動(dòng)器、光電池等）在邏輯上是可互換的。

圖5 DeviceNet設備的對象模型
Fig.5 Object Model of DeviceNet Equipment
DeviceNet規范定義了一個(gè)電子數據文件（EDS）。EDS是一個(gè)簡(jiǎn)單的文件格式，供貨商可以將產(chǎn)品的特殊信息提供給其它供貨商。這樣可以具有友好的用戶(hù)配置工具，可以很容易地更新，無(wú)需經(jīng)常修正配置軟件工具。

4 結語(yǔ)
　　現場(chǎng)總線(xiàn)作為自動(dòng)化領(lǐng)域中融合了計算機、通訊和自動(dòng)控制三門(mén)學(xué)科技術(shù)，其特點(diǎn)可概括為：信號傳輸全數字，控制功能全分散，標準統一全開(kāi)放。DeviceNet作為IEC已經(jīng)頒布的低壓電器設備通訊網(wǎng)絡(luò )標準（IEC62026-3），以其短幀傳輸及無(wú)破壞性的總線(xiàn)仲裁技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，深受低壓配電系統用戶(hù)的青睞。開(kāi)發(fā)基于現場(chǎng)總線(xiàn)的智能低壓配電系統及產(chǎn)品將是我國低壓電器行業(yè)一個(gè)新方向。
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