DeviceNet總線在智能配電網絡系統中的應用
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3.1 DeviceNet的報文傳送
DeviceNet使用更為有效的生產者/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，并供多個消費者使用。
DeviceNet定義了2種不同類型的報文，稱為I/O報文和顯式報文。I/O報文適用于實時性要求較高和面向控制的數據。I/O報文數據幀中的8字節數據場不包含任何與協議有關的信息，只有當I/O報文為大報文經過分割后形成的I/O報文片段時，數據域中有一個字節由報文分段協議使用。連接標識符提供了I/O報文的相關信息，在I/O報文利用連接標識符發送之前，報文的發送和接收設備都必須先進行設定。設定的內容包括源和目的對象的屬性，以及數據生產者和消費者的地址。顯式報文適用于2個設備間多用途的點對點報文傳遞，是典型的請求-響應通訊方式，常用于節點的配置、問題診斷等。顯式報文通常使用優先級低的連接標識符，并且該報文的相關信息包含在顯式報文數據幀的數據域中，包括要執行的服務和相關對象的屬性及地址。
3.2 預定義主/從連接組
DeviceNet是基于連接的網絡，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個連接時，與連接相關信息的傳送就會分配1個標識符，稱為連接標識符CID（Connection Identifier）。如果某個連接需要雙向數據交換，則應該分配2個不同的連接標識符。
DeviceNet提供了一個功能很強的應用層協議，允許動態配置設備間的連接。但考慮到有些設備根本不需要也沒有資源去使用這一強大功能，DeviceNet指定了一套稱為預定義主/從連接組的連接標識符，如表1所示，用來簡化主/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現的功能在設計時就已經預先決定了（如感受壓力，啟動馬達等等），因此這些設備將要生產和/或消費的數據的類型和數量在上電前就已經知道了。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就完成了。在啟動數據流時，主機設備唯一必須執行的一個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。為管理和實現DeviceNet產品組件的屬性（數據）、服務（方法或步驟）和行為提供了一個摸板。模型為每個屬性提供了由4個數字組成的尋址方案，分別是節點地址（MAC ID）、對象類標識符、實例編號和屬性編號。這4級地址與顯示報文連接相結合，將數據從DeviceNet網絡上的一點傳送到另一點。DeviceNet設備的對象模型如圖5所示。
② 設備描述（Device Profiles）。DeviceNet規范不僅僅是一個物理連接協議規范。它通過定義標準的設備模型促進不同廠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。符合設備類型描述的多個供應商提供的簡單設備（如按鈕、馬達啟動器、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規范定義了一個電子數據文件（EDS）。EDS是一個簡單的文件格式，供貨商可以將產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配置工具，可以很容易地更新，無需經常修正配置軟件工具。
4 結語
現場總線作為自動化領域中融合了計算機、通訊和自動控制三門學科技術，其特點可概括為：信號傳輸全數字，控制功能全分散，標準統一全開放。DeviceNet作為IEC已經頒布的低壓電器設備通訊網絡標準（IEC62026-3），以其短幀傳輸及無破壞性的總線仲裁技術等優點，深受低壓配電系統用戶的青睞。開發基于現場總線的智能低壓配電系統及產品將是我國低壓電器行業一個新方向。
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