DeviceNet es un protocolo de red utilizado en la industria de la automatización para interconectar dispositivos de control para el intercambio de datos. Utiliza el Protocolo Industrial Común sobre una capa de medios de Red de Área de Controladores y define una capa de aplicación para cubrir una variedad de perfiles de dispositivos. Las aplicaciones típicas incluyen intercambio de información, dispositivos de seguridad y grandes redes de control de E/S . [1]
DeviceNet fue desarrollado originalmente por la empresa estadounidense Allen-Bradley (ahora propiedad de Rockwell Automation ). Es un protocolo de capa de aplicación basado en la tecnología CAN ( Controller Area Network ), desarrollado por Bosch. [2] DeviceNet adapta la tecnología del Protocolo Industrial Común y aprovecha la tecnología CAN, lo que lo hace económico y robusto en comparación con los protocolos tradicionales basados en RS-485 . [3]
Para promover el uso de DeviceNet en todo el mundo, Rockwell Automation adoptó el concepto "abierto" y decidió compartir la tecnología con proveedores externos. Por lo tanto, ahora está administrada por ODVA , una organización independiente ubicada en América del Norte. ODVA mantiene las especificaciones de DeviceNet y supervisa los avances de DeviceNet. Además, ODVA garantiza el cumplimiento de los estándares de DeviceNet al proporcionar pruebas de conformidad y conformidad de los proveedores.
Posteriormente, ODVA decidió devolver DeviceNet al paraguas de su predecesor y referirse colectivamente a la tecnología como Protocolo Industrial Común o CIP, que incluye las siguientes tecnologías:
ODVA afirma que existe una alta integridad entre las tres tecnologías debido a la adaptación del protocolo común, lo que hace que los controles industriales sean mucho más simples en comparación con otras tecnologías.
DeviceNet ha sido estandarizado como IEC 62026-3. [4]
Descripción técnica Defina el modelo de arquitectura de siete capas OSI: la capa física, la capa de enlace de datos y la capa de aplicación.
Los nodos se distribuyen a lo largo de una red DeviceNet mediante una topología de línea troncal-línea de derivación. Esta topología permite un cableado sencillo y el acceso a la red desde múltiples tomas. Además, los nodos se pueden quitar y agregar fácilmente para reducir el tiempo de inactividad de la producción, aumentar la flexibilidad de la red y disminuir el tiempo de resolución de problemas. Dado que la capa física está aislada ópticamente del dispositivo, la energía de comunicación y la energía del dispositivo pueden compartir el mismo bus (lo que reduce aún más la complejidad de la red y los componentes internos). ( Introducción [5] )
DeviceNet admite velocidades de datos de 125 kbit/s, 250 kbit/s y 500 kbit/s. Según el tipo de cable elegido, DeviceNet puede admitir comunicaciones hasta a 500 metros (utilizando un cable redondo de gran diámetro). El cable redondo típico admite hasta 100 metros, mientras que el cable plano admite hasta 380 metros a 125 kbit/s y 75 metros a 500 kbit/s. ( Capa física [5] )
DeviceNet utiliza un bus serial diferencial ( Controller Area Network ) como capa de enlace de datos. Al utilizar CAN como eje central, DeviceNet requiere un ancho de banda mínimo para transmitir y empaquetar mensajes. Además, se puede seleccionar un procesador más pequeño en el diseño del dispositivo gracias al formato de la trama de datos y la facilidad con la que el procesador puede analizar los datos. Vea a continuación el formato completo. ( La capa de enlace de datos [5] )
Formato de trama de datos CAN
1 bit => Inicio del cuadro11 bits => Identificador1 bit => bit RTR6 bits => Campo de control0–8 bytes => Campo de datos15 bits => secuencia CRC1 bit => delimitador CRC1 bit => Reconocer1 bit => Delimitador de acuse de recibo7 bits => Fin del marco>2 bits => espacio entre tramas
Referencia: Tabla: Formato del marco de datos . [5]
Al transmitir el primer paquete de datos, se envía el bit de inicio de trama para sincronizar todos los receptores de la red. El identificador CAN (indicado de 0 a 63) y el bit RTR se combinan para establecer la prioridad con la que se puede acceder a los datos o modificarlos. Los identificadores inferiores tienen prioridad sobre los superiores. Además de transmitir estos datos a otros dispositivos, el dispositivo también supervisa los datos enviados. Esta redundancia valida los datos transmitidos y elimina las transmisiones simultáneas. Si un nodo está transmitiendo al mismo tiempo que otro nodo, el nodo con el identificador inferior de 11 bits seguirá transmitiendo mientras que el dispositivo con el identificador superior de 11 bits se detendrá. ( Introducción y capa física . [5] )
Los siguientes seis bits contienen información para especificar el campo de control. Los dos bits iniciales son fijos, mientras que los cuatro últimos se utilizan para especificar el campo de longitud del campo de datos. El campo de datos contiene de cero a ocho bytes de datos utilizables. ( Capa física . [5] )
La siguiente trama de datos es el campo CRC . La trama consta de 15 bits para detectar errores de trama y mantiene numerosos delimitadores de formato. Debido a la facilidad de implementación y la inmunidad a la mayoría de las redes ruidosas, CAN proporciona un alto nivel de verificación de errores y confinamiento de fallas. ( Capa física . [5] )
DeviceNet incorpora una red basada en conexión. Una conexión debe ser establecida inicialmente por un UCMM (Administrador de mensajes no conectados) o un Puerto no conectado del Grupo 2. Desde allí, se pueden enviar y recibir mensajes explícitos e implícitos. [6] Los mensajes explícitos son paquetes de datos que generalmente requieren una respuesta de otro dispositivo. Los mensajes típicos son configuraciones o recopilación de datos no sensibles al tiempo. Los mensajes implícitos son paquetes de datos que son críticos en el tiempo y generalmente comunican datos en tiempo real a través de la red. Se debe utilizar una Conexión de mensaje explícito para establecer primero antes de que se realice una Conexión de mensaje implícito. Una vez realizada la conexión, el identificador CAN enruta los datos al nodo correspondiente. ( Las capas de red y transporte . [5] )
Notas