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DeviceNet

Kommunikationsmodule & Gateways für DeviceNet Netzwerke

  • DeviceNet Embedded Modul KUNBUS-COM

    KUNBUS-COM

    Leistungsfähiges Kommunikationsmodul für DeviceNet Netzwerke

  • DeviceNet Embedded Modul KUNBUS-IC

    KUNBUS-IC

    Kompakte Aufsteckplatine im DIL-32-Format für DeviceNet Netzwerke

  • Modulares Gateway

    Modulares Gateway

    Gateway zur Anbindung eines DeviceNet Netzes an andere Netzwerkprotokolle

DeviceNet ist ein auf CAN basierender, offener Feldbus, der hauptsächlich in der Automatisierungstechnik verwendet wird. Die KUNBUS GmbH bieten hierfür embedded Module in unterschiedlichsten Formfaktoren und unterschiedlicher Schnittstellenvarianz an. Da die Produktfamilien ein gleiches PIN-Out zur Applikation besitzen, können sie als DeviceNet Optionsplatine eingesetzt und durch andere Protokolle (z.B. PROFIBUS, CANopen usw) durch umstecken ausgetauscht werden. Mit unserem modularen Gateway kann eine Vielzahl an gängigen industriellen Netzwerke unkompliziert an ein DeviceNet Netzwerk angebunden werden. Selbstverständlich finden wir im Falle besonderer Anforderungen auch eine kundenspezifische Lösung.

DeviceNet Grundlagen

DeviceNet wurde ursprünglich von Allen-Bradley entwickelt. Um dieses System besser am Markt etablieren zu können, wurde DeviceNet später als offener Standard an die ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) übergeben. DeviceNet ist in der europäischen Norm EN 50325 standardisiert und ist als leistungsfähiges Sensor-Aktor Netzwerk konzipiert. DeviceNet ist hauptsächlich in den USA und auch in Asien verbreitet.

Das DeviceNet Protokoll wurde auf Basis des CAN-Protokolls entwickelt. Es gilt als offener Feldbus-Standard nach der europäischen Norm EN 50325 und wird überwiegend in der Automatisierungstechnik für die Verbindung von Sensoren und Aktoren verwendet. Wie Ethernet/IP und Controlnet kann DeviceNet der Familie der CIP-Netzwerke untergeordnet werden. Damit besitzen diese drei modernen Netzwerke in der industriellen Kommunikation eine gemeinsame Applikationsschicht (CIP = Common Industrial Protocol). Während Ethernet/IP die Leitebene und Controlnet die Zellenebene darstellen, steht DeviceNet in der Feldebene zur Verfügung. Nach dem Producer-Consumer-Verfahren konzipiert, ist DeviceNet objektorientiert, wobei Clients und Server sowohl Producer und/ oder Consumer sein können, DeviceNet Geräte entweder Master oder Slave sind.

Die verschiedenen DeviceNet Protokoll Einsatzgebiete reichen von komplexen Vakuumpumpen bis hin zu einfach realisierbaren Lichtschranken.

Die DeviceNet Installation

Bei der DeviceNet Installation wird ein DeviceNet Kabel verwendet, welches sowohl über zwei Signale für die Datenübertragung (CAN-L, CAN-H) verfügt als auch über zwei Leitungen für Busteilnehmer. Höchstens 64 Busteilnehmer können in einem DeviceNet Netzwerk Daten austauschen, wobei Baudraten von 125, 250 oder 500 kBaud zur Verfügung stehen. Bei der Installation werden die Kabel mit einem Abschlusswiderstand mit einem Wert von 120 Ohm verbunden. Dabei ist eine Fremd- oder Busspeisung der Busteilnehmer möglich. In Abhängigkeit zum jeweiligen Einsatz sind für die Installation Steckervarianten mit Schutzart IP20 oder Schutzart IP65/67 notwendig:

  • Schraub- und Steckverbindungen

» ungeschirmt

  • Offene Leitung

» ungeschirmt

  • Mini-Style-Verbinder

» geschirmt

  • Micro-Style-Verbinder

» geschirmt

DeviceNet Eigenschaften – Data Link Layer

DeviceNet wurde auf Basis des CAN-Protokolls entwickelt. Hier bringt CAN (Control-Area-Netzwerk) seine Vorteile mit. CAN ist dafür bekannt, Nachrichten an mehrere Stationen übermitteln zu können während es Datenkollisionen behebt und dabei zerstörungsfrei verfährt. Werden gleichzeitig mehrere Nachrichten von entsprechenden Stationen gesendet, wird diejenige Nachricht mit der höchsten Priorität bevorzugt behandelt, was die oben erwähnten Datenkollisionen ausschließt. Dabei stehen dem CAN Telegramm maximal 8 Byte für die Übertragung von Nutzdaten zur Verfügung.

DeviceNet Eigenschaften – Netzwerk- und Data Link Layer

Die Verbindung zwischen DeviceNet Geräten zur Übermittlung von Daten wird mit dem Group 2 Unconnected Port oder dem Unconnected Message Manager (UCMM) ermöglicht. Auf diese Weise findet der Austausch von Nutzdaten statt, während ein CAN Identifier die Verbindung aufbaut. Nach Realisierung der Verbindung können sowohl Explicit Messages übertragen als auch I/O-Verbindungen aufgebaut werden. Somit können DeviceNet Geräte I/O-Daten austauschen, wobei ein 11-bittiger Identifier zur Kodierung der Daten verwendet wird. Für die Nutzdatenübertragung im DeviceNet Netzwerk stehen somit 8 Byte zur Verfügung.

Um von sämtlichen Vorteilen des Producer-Consumer-Konzeptes zu profitieren, müssen die Connection-IDs bei der Kodierung unbedingt eindeutig sein. Wie oben angesprochen, können Geräte aus einem DeviceNet Netzwerk Client und/ oder Server sein. Requests werden hierbei vom Client gesendet und Responses empfangen. Demgegenüber empfängt der Server Requests und sendet anschließend die Responses. Dabei sind innerhalb des DeviceNet Netzwerkes unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten denkbar. Clients oder Server können auch so konzipiert werden, dass sie nur den Nachrichtenempfang- beziehungsweise Versand durchführen. Dies sind in der Regel Change-of-State-Nachrichten, die gewöhnlicherweise das Datenvolumen in einem DeviceNet Netzwerk reduzieren können.

DeviceNet Application Layer

Die Anwendungsschicht für DeviceNet ist CIP (Common Industrial Protocol). Dieses dient sowohl zur Definition der Echtzeit-Kommunikation (Implicit Messages), als auch für den Austausch von expliziten Nachrichten, Management und Diagnose sowie Konfiguration (allesamt Bedarfsdaten). Multicast-V1- oder Point-to-Point-Verbindungen ermöglichen das verbindungsbasierte Kommunikationskonzept zwischen den entsprechenden Geräten, wobei Daten als Objekte (Objektverzeichnis) gelten. Einfache Master-Slave-Konzepte werden somit ebenso realisierbar wie komplexere Multi-Slave-Systeme.

Die DeviceNet Master-Slave-Verbindung

Für diese Verbindung in einfachen DeviceNet Geräte existiert das sogenannte Predefined Master/ Slave Connection Set. Die Kommunikation von Subdaten von Master (z.B.: Automatisierungssystem, SPS) und Slave (Peripheriegeräte) wird auf diese Weise deutlich vereinfacht. Die unterstützten Nachrichten sind:

  • implizite Nachrichten
  • explizite Nachrichten
  • Nachrichten Master » Slave (Polled-I/O)
  • Nachrichten Master » Slave (Multicast-Polled-I/O)
  • Nachrichten Master » Slave (Bit-Strobed-I/O)
  • Nachrichten Slave » Master (Change-of-State/Cyclic-I/O)
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