基于臺達機電產品的DeviceNet現場總線網絡設計

摘 要：本文以DeviceNet為基礎，詳細論述基于臺達機電產品的DeviceNet網絡設計。通過
示教案例，使得沒有任何臺達機電自動化平臺技術基礎的用戶能夠快速獲得
DeviceNet現場總線網絡設計應用的工程能力。

關鍵字： DeviceNet 掃描列表
1引 言
可編程序控制器（PLC）現場總線網絡是PLC開發應用的重要技術?，F場總線使得PLC在工業現場進入上級制造執行系統，進而使得用戶獲得更大應用效益。人們稱之為控制系統的一次變革的現場總線技術自20世紀末廣泛應用以來，日益受到制造業的廣泛注意和高度重視，成為世界范圍的自動化技術發展的熱點。應該說, 現場總線的工業過程智能自動化儀表和現代總線的開放自動化糸統構成了新一代全開放自動化控制糸統的體糸結構。目前國際上公認的現場總線有10多種，各有其特點，并在一定范圍內得剄應用。本文本文以DeviceNet為基礎，詳細論述基于臺達機電產品的DeviceNet網絡設計。
2 DeviceNet簡介
DeviceNet是由美國Rockwell自動化開發的現場總線標準?，F在已經有超過300家的公司注冊成為ODVA的成員。全世界共有超過500家的公司提供DeviceNet產品。DeviceNet作為一種高性能的協議，目前在美國和亞洲的市場上處于領導地位，其系統解決方案在歐洲也取得了顯著的業績增長。
DeviceNet協議設計簡單，實現成本較為低廉，但對于采用最底層的現場總線的系統（例如，由傳感器、制動器以及相應的控制器構成的網絡）來說，卻是性能極高的。DeviceNet設備涉及的范圍從簡單的光電開關一直到復雜的半導體制造業中的用到的真空泵。
就像其他的協議一樣，DeviceNet 協議最基本的功能是在設備及其相應的控制器之間進行數據交換。因此，這種通信是基于面向連接的（點對點或多點傳送）通訊模型建立的。這樣，DeviceNet 既可以工作在主從模式，也可以工作在多主模式。
DeviceNet的報文主要分為高優先級的進程報文（I/O報文）和低優先級的管理報文(直接報文)。兩種類型的報文都可以通過分段模式來傳輸不限長度的數據。
一個DeviceNet網絡工作在125k、250k和500k的波特率下最多可以支持64個節點。設備可以使用自身的電源，也可以通過DeviceNet總線供電。
"預定義主/從連接集"適用于簡單的DeviceNet從站設備。作為DeviceNet協議的子集，它支持從主站到從站傳送的直接報文，輪詢I/O報文，位選通I/O報文以及由從站向主站傳送的狀態變化/循環I/O報文。
"非連接報文管理端口（UCMM）"以及動態生成"直接及I/O連接"則適用于從站比較復雜的情況，這些從站可支持多個主站并能與其他設備維持點到點互聯。設備啟動報文和設備關閉報文是特別為安全相關系統設計的"離線連接設置"則簡化了對非常規組件的配置工作。
DeviceNet的通信和應用都是基于對象模型的。預先定義好的對象簡化了不同廠商的不同設備間的數據交換。通過建立不同設備的子集，用戶可以從進一步的規范化中獲益。
根據ISO的開放系統互聯模型OSI，DeviceNet規范除第7層（應用層）外，DeviceNet規范還對一部分第1層（收發器）以及第0層（傳輸介質）進行了規定，這就為DeviceNet節點的物理連接提供了標準。協議對連接器、電纜類型、電纜長度以及基于通信的顯示、操作元素及其相應的封裝形式等等都進行了規定。

一個DeviceNet網絡工作在125k、250k和500k的波特率下最多可以支持64個節點。設備可以使用自身的電源，也可以通過DeviceNet總線供電。
3 臺達機電產品現場總線設計案例要求
3.1軟件要求
WPL SOFT 2.09――PLC編程軟件；
ELinkConfigurator――DeviceNet網絡組態軟件。
3.2硬件要求
PS02――電源模塊
DVP28SV――PLC主機
DNET-SL――主站通訊模塊
DT01-S――S型從站通訊模塊
DNA02――MODBUS/DeviceNet轉換模塊
RTU-DNET――遠程I/O通訊模塊
DVP12SA――從站PLC
DVP14SS――從站PLC
DVP16SP――從站I/O
VDF007M21A――從站變頻器
DTB9696――從站溫度控制器
電纜采用普通網線（現場應用請采用專用電纜）
120歐姆電阻×2
4 臺達機電產品的DeviceNet硬件設置
4.1 網絡連接圖
圖1是1主4從網絡案例圖。其中：PLC——28SV作為主站，Node Address為00。PLC——12SA從站1。PLC——14SS從站2。變頻器——VFD007M從站3。溫控器——DTB9696從站4。遠程I/O模塊——16SP從站5。

4.2 從站1設置
從站1通過DT01與總線相連。DT01的接線端子接線如圖2。2、4角間加入一個120歐姆電阻。

DT01 NODE地址設置如圖3，范圍是00~63，這里我們設置為01

DT01設置為500K的通訊波特率，如圖4。

4.2 從站2設置
從站2依然為DT01，連接一個14SS PLC。設置NODE ADDRESS為02。

4.3 從站3設置
從站3是通過一個DNA02連接一個VFD007M變頻器。變頻器參數設置：在將 VFD-M 系列變頻器和 DNA02 連接之前，首先將變頻器的通訊地址設置為 01，通訊格式設置為38400；8,N,2；RTU（固定為此通訊速率以及通訊格式，其它通訊速率以及通訊格式無效，設置如表1：

DNA02設置：首先將 DNA02 的 DIP 開關的引腳 1、2、3 分別撥至”ON”、”OFF”、”OFF”位置，表示 DNA02 連接的下級設備為變頻器；然后將 DNA02 的DIP開關引腳4、5分別撥至”OFF”、”OFF”位置，設置 DNA02 與 VFD-M 變頻器的通訊方式為 RS-485 通訊，如圖5所示。Node Address設為04。

4.5 從站4設置
從站4是通過一個DNA02連接一個DTB9696溫控器。溫控器設置：在將臺達溫控
器接入總線之前，首先將溫控器的通訊地址設置為 01，通訊格式設置為38400；7,E,1；ASCII（固定為此通訊速率以及通訊格式，其它通訊速率以及通訊格式無效）,0810H 的內容值設為 FF00H，即通訊寫入允許。DNA02設置：將DIP開關的引腳 1、2、3 分別撥至”ON”、”ON”、”OFF”位置，表示 DNA02 連接的下級設備為溫控器；然后將 DNA02 的DIP開關引腳4、5分別撥至”OFF”、”OFF”位置，設置 DNA02 與 VFD-M 溫控器的通訊方式為 RS-485 通訊。Node Address設為04

4.2 從站5設置
從站5是通過一個RTU-DNET連接一個16SP作為遠程I/O。Node Address設為05，并且RTU-DNET上連接另外一個終端電阻120歐姆。

5臺達機電產品的DeviceNet軟件組態
建起 DeviceNet 網絡之后，使用 ElinkConfigurator 軟件對 DeviceNet 網絡設備進行配置。如果您已經使用附帶的串行通訊線將 PC的 COM1 口與臺達 SV 主機的 COM1 接口相連，則可以按如下步驟進行操作。
（1）雙擊 ElinkConfigurator.exe 文件，啟動ElinkConfigurator 軟件，如圖6所示。

（2）選擇”Setup”>>“Communication Setting”>>“Syetem Channel”，則會出現“Serial Port Setting”的對話框，如圖九所示，在此對 PC 與 SV 主機的通訊參數進行設置。如”串行口”、”通訊地址”、”通訊速率”、”通訊格式”，設置正確后點擊”OK”確認（圖7）。
（3）點“Online”按鈕，ElinkConfigurator 軟件即開始對整個網絡進行掃描，如圖8。

（4）如果上述對話框的進度條一直沒有動作，則說明 PC 和 SV PL

C 通訊連接不正
?；騊C上有其他程序使用串行口。掃描結束后，會提示”Browse Network completed”。此時，網絡中被掃描到的所有節點的圖標和設備名都會顯示在軟件界面上，如圖9。

（5）欲建立 DVPDNET 主站和 DeviceNet 從站之間 I/O 通訊，首先需要配置 DeviceNet 從站的 I/O 數據長度，下面僅以 DNA02（for VFD-M 變頻器）為例說明如何配置 DeviceNet 從站的 I/O 數據長度，實現 DVPDNET 主站和 DeviceNet 從站的 I/O 數據交換。雙擊圖十一總04NODE，出現如圖10對話框，將 Input Size 和 Output Size 分別設為 4 Bytes，勾選”Polled Setting”，然后點擊”OK”確認，即完成了對通訊站號為 1 的 DeviceNet 從站（DNA02+VFD-M變頻器）的 I/O 長度配置。

（6）雙擊”DVPDNET”圖標，會彈出”Scanner Module configuration”對話框，如
圖11所示。我們可以看到左邊的列表里有當前可以使用的設備。

（7）將圖11中左邊列表中的 DeviceNet 從站設備移入 DVPDNET 主站的 Scan List中。具體步驟為：選中 DeviceNet 從站節點設備，然后點擊”>”，如下圖所示。按照此步驟，即可將 DeviceNet 從站節點設備一個一個移入到 DVPDNET 主站的 Scan List內，如圖12所示。

（8）將配置好的 DeviceNet 從站移入到 DVPDNET 主站的 Scan List 之后，DeviceNet 從站便自動映射到主站的“Input”和”Output”，如圖13所示。
點擊”Scan List”中的任何一個節點設備，便可以看到該節點設備映射到 DVPDNET 的”Input”和”Output”地址，此地址直接映射到 SV 主機的內存地址上，可用于 WPLSoft編程。
9）、確認無誤后，點擊”OK”，然后將配置下載到DVPDNET內。下載時，如果 SV主機處于”RUN”狀態，會彈出”Warning”對話框，如圖13。

（10）點擊”OK”，執行下載的動作（圖14）。

（11）、下載結束后，會彈出“Warning”對話框，提示是否“RUN PLC”（圖15）。

點擊”OK”， 則可以看到 RTU-DNET 的’MS LED”和”NS LED”都是綠色。 并顯示DVPDNET 的通訊站號。到此 DeviceNet 組態就完成了。

6 PLC編程
根據圖十四中各個從站在主站28SV的地址映射關系，就可以對各個從站進行編程了。
以下是一個簡單的控制程序：

當然，也可以給整個網絡加一個方便操作的人機界面，如圖16的效果圖。


7 結束語
本文以示教案例形式詳盡描述基于臺達機電產品的DeviceNet現場總線網絡設計過程?？偩€網絡以其高速、實時、可靠成為臺達機電產品現場級產品的優先選擇，臺達的DeviceNet
總線產品組態簡單、編程容易，對任何用戶在沒有任何基礎的情況下實現快速入門應用。