DeviceNet : Arsitektur, Format Pesan, Kode Kesalahan, Kerja & Aplikasinya

Protokol DeviceNet pada awalnya dikembangkan oleh Allen-Bradley sekarang dimiliki oleh merek Rockwell Automation. Diputuskan untuk menjadikannya jaringan terbuka dengan mempromosikan protokol ini secara global dengan vendor pihak ketiga. Sekarang, protokol ini dikelola oleh Perusahaan ODVA (Open DeviceNet Vendors Association) memungkinkan vendor pihak ketiga & mengembangkan standar untuk menggunakan protokol jaringan . DeviceNet hanya berlapis di atas Jaringan Area Pengontrol (CAN) teknologi yang dikembangkan oleh Bosch. Perusahaan. Teknologi yang diadopsi oleh teknologi ini adalah dari ControlNet yang juga dikembangkan oleh Allen Bradley. Jadi ini adalah sejarah Devicenet. Jadi artikel ini membahas ikhtisar tentang Protokol jaringan perangkat - bekerja dengan aplikasi.

Apa itu Protokol DeviceNet?

Protokol DeviceNet adalah salah satu jenis protokol jaringan yang digunakan dalam bidang industri otomasi dengan menghubungkan perangkat kontrol untuk bertukar data seperti PLC , pengontrol industri, sensor s, aktuator & sistem otomasi dari vendor yang berbeda. Protokol ini hanya menggunakan protokol industri normal melalui lapisan media CAN (Controller Area Network) & menjelaskan lapisan aplikasi untuk mencakup berbagai profil perangkat. Aplikasi utama dari protokol Devicenet terutama mencakup perangkat keamanan, pertukaran data & jaringan kontrol I/O yang besar.

Fitur

Itu fitur Devicenet termasuk berikut ini.

• Protokol DeviceNet hanya mendukung hingga 64 node termasuk 2.048 jumlah perangkat tertinggi.
• Topologi jaringan yang digunakan dalam protokol ini adalah jalur bus atau trunk melalui kabel drop untuk menghubungkan perangkat.
• Resistansi pengakhiran nilai 121 ohm digunakan di sisi mana pun dari saluran utama.
• Ini menggunakan jembatan, gateway iklan repeater & router.
• Ini mendukung mode yang berbeda seperti master-slave, peer-to-peer & multi-master untuk mengirimkan data dalam jaringan.
• Ini membawa sinyal & daya pada kabel yang sama.
• Protokol-protokol ini juga dapat dihubungkan atau dihapus dari jaringan yang berkuasa.
• Protokol DeviceNet hanya mendukung 8A pada bus karena sistem tidak aman secara intrinsik.& penanganan daya tinggi.

Arsitektur Devicenet

DeviceNet adalah tautan komunikasi yang digunakan untuk menghubungkan perangkat industri seperti sensor induktif, sakelar batas, fotolistrik, tombol tekan, lampu indikator, pembaca kode batang, pengontrol motor, dan antarmuka operator ke jaringan dengan menghindari kabel yang rumit & mahal. Jadi, konektivitas langsung memberikan komunikasi yang lebih baik antar perangkat. Dalam kasus antarmuka I/O berkabel, analisis tingkat perangkat tidak mungkin dilakukan.

Protokol DeviceNet hanya mendukung topologi seperti trunk-line atau drop-line sehingga node dapat dengan mudah terhubung ke jalur utama atau cabang pendek secara langsung. Setiap jaringan DeviceNet memungkinkan mereka untuk menghubungkan hingga 64 node di mana pun sebuah node digunakan oleh 'scanner' master & node 63 disisihkan sebagai node default dengan 62 node yang dapat diakses oleh perangkat. Namun, sebagian besar pengontrol industri memungkinkan koneksi dengan beberapa jaringan DeviceNet di mana no. node yang saling berhubungan dapat diperpanjang.

Arsitektur protokol jaringan Devicenet ditunjukkan di bawah ini. Jaringan ini hanya mengikuti model OSI yang menggunakan 7 lapisan dari lapisan Fisik ke Lapisan Aplikasi. Jaringan ini didasarkan pada CIP (Common Industrial Protocol) yang menggunakan tiga lapisan CIP yang lebih tinggi dari awal sedangkan empat lapisan terakhir telah dimodifikasi ke aplikasi DeviceNet.

'Lapisan fisik' DeviceNet terutama mencakup kombinasi node, kabel, tap & resistor terminasi dalam topologi trunkline-dropline.

Untuk lapisan data link, protokol jaringan ini menggunakan standar CAN (Controller Area Network) yang hanya menangani semua pesan antar perangkat & pengontrol.

Lapisan jaringan & transport protokol ini akan membuat koneksi oleh perangkat melalui ID koneksi terutama untuk node yang menyertakan ID MAC perangkat & ID Pesan.

Node membahas rentang yang valid untuk DeviceNet yang berkisar dari 0 hingga 63 yang menyediakan total 64 kemungkinan koneksi. Di sini, manfaat utama ID koneksi adalah memungkinkan DeviceNet mengenali alamat duplikat dengan memeriksa ID MAC & memberi sinyal kepada operator bahwa itu perlu diperbaiki.

Jaringan DeviceNet tidak hanya mengurangi biaya pemasangan kabel & pemeliharaan karena membutuhkan lebih sedikit kabel, tetapi juga memungkinkan perangkat berbasis jaringan yang kompatibel dengan DeviceNet dari berbagai produsen. Protokol jaringan ini didasarkan pada Controller Area Network atau CAN yang dikenal sebagai protokol komunikasi. Ini terutama dikembangkan untuk fleksibilitas maksimum antara perangkat lapangan & interoperabilitas antara berbagai produsen.

Jaringan ini diatur seperti jaringan bus perangkat yang karakteristiknya adalah komunikasi tingkat byte dan kecepatan tinggi yang berisi komunikasi peralatan analog & daya diagnostik tinggi melalui perangkat jaringan. Jaringan DeviceNet mencakup hingga 64 perangkat termasuk satu perangkat di setiap alamat node yang dimulai dari 0 – 63.

Ada dua jenis kabel standar yang digunakan dalam jaringan ini tebal dan tipis. Kabel tebal digunakan untuk trunk line sedangkan kabel tipis digunakan untuk dropline. Panjang kabel tertinggi terutama tergantung pada kecepatan transmisi. Kabel ini biasanya mencakup empat warna kabel seperti hitam, merah, biru & putih. Kabel Hitam untuk catu daya 0V, kabel Merah untuk catu daya +24 V, kabel warna biru untuk sinyal CAN low dan kabel warna putih untuk sinyal CAN High.

Bagaimana Cara Kerja Devicenet?

DeviceNet bekerja dengan menggunakan CAN (Jaringan Area Pengontrol) untuk lapisan tautan datanya dan teknologi jaringan serupa digunakan dalam kendaraan otomotif untuk tujuan komunikasi antar perangkat pintar. DeviceNet hanya mendukung hingga 64 node hanya pada jaringan DeviceNet. Jaringan ini dapat mencakup satu Master & hingga 63 budak. Jadi, DeviceNet mendukung komunikasi Master/Slave & peer-to-peer dengan menggunakan I/O serta pesan eksplisit untuk pemantauan, pengendalian & konfigurasi. Protokol jaringan ini digunakan dalam industri otomasi untuk pertukaran data melalui komunikasi dengan perangkat kontrol. Ini menggunakan Protokol Industri Umum atau CIP melalui lapisan media CAN untuk menentukan lapisan aplikasi untuk mencakup berbagai profil perangkat.

Diagram berikut menunjukkan bagaimana pesan dipertukarkan di antara perangkat dalam jaringan perangkat.

Di Devicenet, sebelum komunikasi data Input/Output terjadi antar perangkat,  perangkat Master harus terhubung terlebih dahulu ke perangkat slave dengan koneksi pesan eksplisit untuk mendeskripsikan objek koneksi.

Dalam koneksi di atas, kami hanya menyediakan satu koneksi untuk pesan eksplisit & empat koneksi I/O.

Jadi protokol ini terutama tergantung pada konsep metode koneksi di mana perangkat Master harus terhubung dengan perangkat budak tergantung pada data I/O & perintah pertukaran informasi. Untuk mengatur perangkat kontrol master, hanya ada 4 langkah utama yang terlibat dan setiap fungsi langkah dijelaskan di bawah ini.

Tambahkan Perangkat ke Jaringan

Di sini, kita harus memberikan ID MAC dari perangkat slave untuk dimasukkan ke dalam jaringan.

Konfigurasikan Koneksi

Untuk perangkat slave, Anda dapat memverifikasi jenis koneksi I/O & panjang data I/O.

Bangun Koneksi

Setelah koneksi dibuat maka pengguna dapat mulai berkomunikasi melalui perangkat budak.

Akses Data I/O

Setelah komunikasi dilakukan oleh perangkat slave, data I/O dapat diakses melalui fungsi baca atau tulis yang setara.

Setelah koneksi eksplisit dibuat, maka jalur koneksi digunakan untuk pertukaran informasi yang luas menggunakan satu node ke node lainnya. Setelah itu, pengguna dapat membuat koneksi I/O dalam langkah berikutnya. Ketika koneksi I/O dibuat, maka data I/O dapat dengan mudah dipertukarkan antar perangkat dalam jaringan DeviceNet berdasarkan permintaan perangkat master. Jadi, perangkat master mengakses data I/O perangkat slave dengan salah satu dari empat teknik koneksi I/O. Untuk memulihkan & mengirimkan data I/O dari slave, library tidak hanya mudah digunakan tetapi juga menyediakan banyak fungsi Master dari DeviceNet.

Format Pesan Devicenet

Protokol DeviceNet hanya menggunakan CAN asli yang khas, terutama untuk lapisan Data Link-nya. Jadi ini adalah overhead paling sedikit yang diperlukan oleh CAN pada lapisan Data Link sehingga DeviceNet akan menjadi sangat efisien saat menangani pesan. Melalui protokol Devicenet, bandwidth jaringan paling sedikit digunakan untuk pengemasan serta transmisi pesan CIP & juga overhead prosesor paling sedikit diperlukan melalui perangkat untuk mengirimkan pesan tersebut.

Meskipun demikian, spesifikasi CAN mendefinisikan berbagai jenis format pesan seperti data, remote, overload & error. Protokol DeviceNet terutama hanya menggunakan bingkai data. Jadi format pesan untuk bingkai data CAN diberikan di bawah ini.

Dalam frame data di atas, setelah awal frame-bit ditransmisikan, maka semua penerima melalui jaringan CAN akan berkoordinasi dengan transisi ke keadaan dominan dari resesif.

Baik bit Identifier & RTR (Remote Transmission Request) dalam bingkai membentuk bidang arbitrase yang hanya digunakan untuk membantu prioritas akses media. Setelah perangkat mentransmisikan, maka ia juga memeriksa setiap bit yang ditransmisikan sekaligus dan menerima setiap bit yang ditransmisikan untuk mengotentikasi data yang ditransmisikan dan untuk memungkinkan deteksi langsung transmisi yang disinkronkan.

Bidang Kontrol CAN terutama mencakup 6-bit di mana konten dua bit diperbaiki dan 4-bit sisanya digunakan terutama untuk bidang panjang untuk menentukan panjang Bidang Data yang akan datang dari 0 hingga 8 byte.
Bingkai Data CAN diikuti oleh bidang CRC (Cyclic Redundancy Check) untuk mengidentifikasi kesalahan bingkai & berbagai pembatas pemformatan bingkai.

Dengan menggunakan berbagai jenis deteksi kesalahan serta teknik pengurungan kesalahan seperti CRC & percobaan ulang otomatis, simpul yang salah dapat dihindari agar tidak mengganggu n/w. BISA menyediakan pemeriksaan kesalahan yang sangat kuat serta kapasitas pengurungan kesalahan.

Peralatan

Berbagai alat yang digunakan untuk menganalisis protokol DeviceNet mencakup alat konfigurasi jaringan umum seperti SyCon Synergetic, NetSolver Cutler-Hammer, RSNetworX Allen-Bradley, DeviceNet Detective & CAN pemantau lalu lintas atau penganalisis seperti CAN Explorer & Vector's Canalyzer dari Peak.

Penanganan Kesalahan dalam Protokol Devicenet

Penanganan kesalahan adalah prosedur bereaksi terhadap & memulihkan dari kondisi kesalahan dalam program. Karena lapisan datalink ditangani oleh CAN, penanganan kesalahan terkait dengan deteksi node yang salah dan mematikan node yang salah adalah sesuai dengan protokol jaringan CAN. Tapi, Kesalahan dalam jaringan Perangkat terutama terjadi karena beberapa alasan seperti ketika unit DeviceNet tidak terhubung dengan benar atau unit tampilan mungkin mengalami masalah. Untuk mengatasi masalah ini, prosedur berikut perlu diikuti.

• Hubungkan unit DeviceNet dengan benar.
• Pisahkan kabel DeviceNet.
• Untuk setiap unit tampilan, catu daya perlu diukur.
• Tegangan perlu menyesuaikan dalam kisaran tegangan pengenal.
• Nyalakan daya & verifikasi apakah LED unit DeviceNet menyala.
• Jika LED unit DeviceNet AKTIF, pastikan detail kesalahan LED & perbaiki masalahnya.
• Jika tidak ada LED di Devicenet yang AKTIF, maka lampu mungkin rusak. Jadi perlu memverifikasi apakah ada pin konektor yang rusak atau bengkok.
• Hubungkan DeviceNet ke koneksi melalui perhatian.

Devicenet Vs ControlNet

Perbedaan antara Devicenet dan ControlNet tercantum di bawah ini.

Devicenet Vs Modbus

Perbedaan antara Devicenet dan Modbus tercantum di bawah ini.

Kode Kesalahan Devicenet

Kode kesalahan DeviceNet dari 63 angka di bawah dan di atas 63 angka tercantum di bawah ini. Di sini <63 angka dikenal sebagai nomor simpul sedangkan >63 angka dikenal sebagai kode kesalahan atau kode status. Sebagian besar kode kesalahan berlaku untuk satu atau lebih perangkat. Jadi ini ditunjukkan dengan mem-flash kode serta nomor node secara bergantian. Jika beberapa kode & nomor simpul harus ditampilkan, tampilan akan berputar di sepanjang kode tersebut dalam urutan nomor simpul.

Dalam daftar berikut, kode dengan warna hanya menggambarkan artinya

• Kode warna hijau akan menunjukkan kondisi normal atau tidak normal yang disebabkan oleh tindakan pengguna.
• Kode warna biru menunjukkan kesalahan atau kondisi abnormal.
• Kode warna merah menunjukkan kesalahan parah, dan mungkin memerlukan pemindai pengganti.

Berikut kode kesalahan Devicenet dengan tindakan yang diperlukan tercantum di bawah ini.

Kode dari 00 hingga 63 (Warna Hijau): Layar menunjukkan alamat pemindai.
Kode 70 (Warna biru): Ubah alamat saluran pemindai jika tidak, alamat perangkat yang bertentangan.
Kode 71 (Warna biru): Daftar pindaian perlu mengkonfigurasi ulang & menghilangkan data ilegal apa pun.
Kode 72 (Warna biru): Perangkat perlu memeriksa & memverifikasi koneksi.
Kode 73 (Warna biru): Konfirmasikan bahwa perangkat yang tepat ada di nomor simpul ini dan pastikan perangkat sama dengan kunci elektronik yang diatur dalam daftar pindaian.
Kode 74 (Warna biru): Verifikasi konfigurasi untuk lalu lintas data & jaringan yang tidak dapat diterima.
Kode 75 (Warna hijau): Buat & unduh daftar pindaian.
Kode 76 (Warna hijau): Buat & unduh daftar pindaian.
Kode 77 (Warna biru): Daftar pindai atau Konfigurasi ulang perangkat untuk ukuran data kirim & terima yang tepat.
Kode 78 (Warna biru): Sertakan atau hapus perangkat dari jaringan.
Kode 79 (Warna biru): Periksa apakah pemindai terhubung ke jaringan yang sesuai oleh setidaknya satu node lain.
Kode 80 (Warna hijau): Temukan bit RUN di dalam register perintah pemindai dan masukkan PLC ke dalam mode RUN.
Kode 81 (Warna hijau): Verifikasi program PLC serta register perintah pemindai.
Kode 82 (Warna biru): Periksa konfigurasi perangkat.
Kode 83 (Warna biru): Pastikan entri daftar pindaian & verifikasi konfigurasi perangkat
Kode 84 (Warna hijau): Menginisialisasi komunikasi dalam daftar pindai oleh perangkat
Kode 85 (Warna biru): Atur perangkat untuk ukuran data yang lebih kecil.
Kode 86 (Warna biru): Pastikan status & konfigurasi perangkat.
Kode 87 (Warna biru): Verifikasi koneksi pemindai & konfigurasi utama.
Kode 88 (Warna biru): Periksa sambungan pemindai.
Kode 89 (Warna biru): Periksa pengaturan/nonaktifkan ADR untuk perangkat ini.
Kode 90 (Warna hijau): Pastikan program PLC & register perintah pemindai
Kode 91 (Warna biru): Verifikasi sistem untuk perangkat yang gagal
Kode 92 (Warna biru): Periksa apakah kabel drop menyediakan daya jaringan ke port pemindai DeviceNet.
Kode 95 (Warna hijau): Jangan keluarkan pemindai saat pembaruan FLASH sedang berlangsung.
Kode 97 (Warna hijau): Verifikasi program tangga & register perintah pemindai.
Kode 98 & 99 (Warna merah): Ganti atau Servis modul Anda.
Kode E2, E4 & E5 (Warna Merah): Ganti atau Kembalikan modul.
Kode E9 (Warna Hijau): Verifikasi register perintah & kekuatan siklus pada SDN untuk memulihkan.
Pemindai adalah modul yang memiliki tampilan sedangkan Perangkat adalah beberapa simpul lain di jaringan, biasanya perangkat pendukung dalam daftar pindaian pemindai. Ini bisa menjadi satu lagi kepribadian mode budak pemindai.

Keuntungan dari Devicenet

Keuntungan protokol DeviceNet meliputi berikut ini.

• Protokol-protokol ini tersedia dengan biaya lebih murah, memiliki keandalan tinggi, dan diterima secara luas, bandwidth jaringan digunakan dengan sangat efisien & daya yang tersedia di jaringan.
• Ini mampu mengumpulkan data dalam jumlah besar tanpa meningkatkan biaya proyek secara signifikan.
• Dibutuhkan lebih sedikit waktu untuk menginstal.
• Tidak mahal dibandingkan dengan kabel point-to-point normal.
• Terkadang, perangkat DeviceNet menyediakan lebih banyak fitur kontrol dibandingkan dengan perangkat normal atau yang diaktifkan.
• Sebagian besar perangkat Devicenet menyediakan data diagnostik yang sangat membantu yang dapat membuat sistem untuk memecahkan masalah menjadi lebih mudah & mengurangi waktu henti.
• Protokol ini dapat digunakan dengan PC atau PLC atau sistem kontrol berbasis apa pun.

Kerugian protokol DeviceNet meliputi berikut ini.

• Protokol ini memiliki panjang kabel maksimum.
• Mereka memiliki ukuran pesan yang terbatas & bandwidth yang terbatas.
• 90 hingga 95% dari semua masalah DeviceNet terutama terjadi karena masalah Pengkabelan.
• Jumlah perangkat yang lebih sedikit untuk setiap node
• Ukuran pesan yang terbatas.
• Jarak kabel secara signifikan lebih pendek.

Aplikasi Protokol DeviceNet

Itu Aplikasi protokol DeviceNet termasuk berikut ini.

• Protokol DeviceNet menyediakan koneksi antara perangkat industri yang berbeda seperti aktuator, sistem otomasi , sensor, dan juga perangkat yang rumit tanpa perlu campur tangan
• Blok atau modul I/O.
• Protokol DeviceNet digunakan dalam aplikasi otomasi industri.
• Protokol jaringan DeviceNet digunakan dalam industri otomasi untuk menghubungkan perangkat kontrol untuk bertukar data.
• Protokol DeviceNet digunakan untuk mengendalikan motor.
• Protokol ini berlaku di dekat, sakelar batas sederhana & tombol tekan untuk mengontrol manifold,
• Ini digunakan dalam aplikasi drive AC & DC yang kompleks.

Jadi, ini adalah ikhtisar DeviceNet yang merupakan jaringan Fieldbus digital multi-drop yang digunakan untuk menghubungkan beberapa perangkat dari multi-vendor seperti PLC, pengontrol industri, sensor, aktuator, & sistem otomasi dengan menyediakan jaringan hemat biaya kepada pengguna untuk mengelola & mendistribusikan perangkat sederhana dengan menggunakan Arsitektur. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu protokol?