Tổng quan về giao thức DeᴠiceNet

Giao thức DeᴠiceNet là một khái niệm quen thuộc trong lĩnh vực ứng dụng mạng kỹ thuật số. Tuy nhiên nhiều bạn vẫn chỉ biết được là chúng quan trọng nhưng không hiểu được là chúng có vai trò ra sao. Qua bài viết này chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu tổng quan về giao thức này nhé.

1. Kiến thức cơ bản về giao thức DeviceNet

a. Lịch sử hình thành

DeviceNet ban đầu được phát triển bởi Allen Bradley – hiện đang thuộc sở hữu của Rockwell Automation. Để DeviceNet được lan tỏa ra toàn cầu, Rockwell Automation đã quyết định chia sẻ công nghệ này cho các nhà cung cấp bên thứ ba.

Hiện tại thì DeviceNet được quản lý bởi ODVA (Open DeviceNet Vendors Association). ODVA vẫn duy trì các thông số kỹ thuật của DeviceNet, đồng thời đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn của DeviceNet bằng cách cung cấp dịch vụ kiểm tra sự phù hợp.

b. Chi tiết về giao thức DeᴠiceNet

DeviceNet được xem là một giao thức lớp ứng dụng, DeviceNet còn là mạng fieldbus kỹ thuật số hỗ trợ kết nối đa điểm như một mạng truyền thông giữa các bộ điều khiển công nghiệp (PLC, PAC, RTU,…) và các thiết bị I/O ( cảm biến, công tắc hành trình,…).

DeviceNet cung cấp cho người dùng một mạng giao tiếp hiệu quả về chi phí, dễ dàng phân phối và quản lý các thiết bị trong toàn bộ kiến trúc hệ thống.

DeviceNet sử dụng lớp liên kết dữ liệu dựa trên nền tảng CAN cùng một công nghệ mạng được sử dụng trong các phương tiện ô tô để giao tiếp giữa các thiết bị thông minh. DeviceNet điều chỉnh công nghệ từ ControlNet và tận dụng khả năng của CAN. DeviceNet hỗ trợ giao tiếp master/slave cũng như giao tiếp ngang hàng.

Các thiết bị được phân phối dọc theo mạng DeviceNet trong cấu trúc liên kết đường trục/đường thẳng. Một phân đoạn có thể kết nối tối đa 64 nút, có nghĩa là bộ thu phát tốc độ cao CAN cần phải chạy tối đa 64 mô đun.

DeviceNet hỗ trợ tốc độ bit xử lý 125 kbit / s ở 500 m, 250 kbit / s ở 250 m và 500 kbit / s ở 100 m đối với cáp đường trục dày. DeviceNet chỉ định các loại cáp và các đầu nối. Một số cáp có thể cấp nguồn cho thiết bị dọc theo cáp giống như cáp truyền thông.

Lớp liên kết dữ liệu DeviceNet tuân thủ ISO 11898 – 1, nhưng chỉ cho phép hoạt động với giao thức CAN cổ điển, không sử dụng được cho Remote Frame của CAN.

2. Tìm hiểu về giao thức DeᴠiceNet & CAN

Controller Area Networking (CAN) là một tiêu chuẩn truyền thông với một tập hợp con bao gồm: DeviceNet, Can Open, Can Kingdom và nhiều giao thức khác.

Trước tiên chúng ta sẽ nói sơ qua một chút về CAN:

CAN là một tiêu chuẩn truyền thông nối tiếp nhằm giúp các thiết bị thông minh giao tiếp với nhau. CAN có tốc độ bit tối đa là 1MB. Hầu hết các ứng dụng công nghiệp thậm chí không cần đến tốc độ đó, chủ yếu sử dụng tốc độ thấp 125KB.

CAN có điểm mạnh lớn là chi phí thấp và cấu hình vật lý đơn giản. Với 500KB dữ liệu, một khung có 8 byte dữ liệu chỉ truyền tải trên dây mạng trong một phần tư mili giây. Đối với nhiều ứng dụng điều khiển, tốc độ này đã là rất nhanh.

Tuy nhiên, để vi điều khiển 8-bit có thể hoạt động tốt, cần ít nhất 4K bộ nhớ chương trình và 256 byte RAM để hỗ trợ cho ứng dụng CAN.

Allen-Bradley (Rockwell Automation) đã tạo ra DeviceNet như một giao thức lớp ứng dụng trên CAN vào những năm 1990. AB đã chọn CAN làm Lớp vật lý DeviceNet vì một số lý do:

• Lớp vật lý cực kỳ mạnh
• Công nghệ mở
• Bộ xử lý nhỏ (yêu cầu RAM, ROM)
• Các thành phần vật lý có giá thành thấp và có nhiều nguồn cấp

3. Tìm hiểu về giao thức DeᴠiceNet & CIP

CPI chính là một hình thức giao thức truуền thông. Chúng góp phần truуền tải dữ liệu tự động hóa giữa các thiết bị khác nhau. Trong đó, DeᴠiceNet chính là ѕự kết hợp ᴠà phát triển giữa hai giao thức Truуền thông ᴠà Thông tin (CIP).

Sự kết hợp giữa giao thức CIP ᴠà Can tạo nên hệ thống ᴠận hành DeᴠiceNet. Đối ᴠới giao thức CPI, các thiết bị có thể kết nối tự động để truуền dữ liệu một cách hiệu quả.

Các thuộc tính cho đối tượng nhận dạng thường gồm: ID nhà cung cấp; ngàу ѕản хuất; ѕố ѕeri ѕản phẩm, dữ liệu. Đặc biệt, CPI không chỉ rõ cách thực hiện dữ liệu mà chỉ phân biệt các giá trị. chỉ có những giá trị dữ liệu nào, thường được gọi là thuộc tính, phải được hỗ trợ và những thuộc tính này phải có sẵn cho các thiết bị CIP khác. Đối tượng nhận dạng là một ví dụ về đối tượng bắt buộc. Có ba loại đối tượng được xác định bởi giao thức CIP

>>> Xem thêm: Giao thức HART là gì? Tính năng và ứng dụng