DeviceNet Controllers

Guía de selección de controladores DeviceNet

¿Qué es una red DeviceNet?

DeviceNet es un protocolo de red a nivel de aplicación que se utiliza en la automatización industrial para facilitar el intercambio de datos mediante la interconexión de múltiples dispositivos de control. Utiliza el Protocolo industrial común (CIP), un modelo de comunicación productor-consumidor, sobre una capa de medios de red de área de controlador (CAN), el medio mediante el cual se conectan varios perfiles de dispositivos a la red DeviceNet.

En pocas palabras, la red DeviceNet es un sistema de bus de campo multipunto digital, basado en conexión, que admite la comunicación entre dispositivos de nivel superior, como controladores programables (p. ej., PAC y PLC) y dispositivos industriales de nivel de campo, como sensores (sensores de nivel). , caudalímetros, etc.) y actuadores (motores, transportadores, etc.).

Las redes DeviceNet se utilizan comúnmente en la automatización de fábricas para proporcionar un enlace de comunicación abierto entre los controladores de planta (por ejemplo, PLC y controladores basados en PC) y dispositivos de E/S industriales (incluidos sensores, arrancadores de motor, pantallas de panel, lectores de códigos de barras, dispositivos de límite). interruptores, colectores de válvulas y sensores fotoeléctricos), así como accionamientos eléctricos (por ejemplo, accionamientos de frecuencia variable), interfaces hombre-máquina (HMI) y muchos otros sistemas de automatización de múltiples proveedores.

Beneficios de las redes DeviceNet

Las redes DeviceNet brindan una solución de red rentable para distribuir y administrar dispositivos industriales simples en toda la arquitectura de la fábrica, lo que permite el control a nivel de dispositivo y la creación de redes de información utilizando un solo cable para transmisión de energía y señal. También permiten a los usuarios conectar dispositivos de E/S industriales directamente a controladores de planta sin necesidad de cablear cada dispositivo de control a un módulo de E/S. Esto elimina el cableado costoso y que requiere mucho tiempo, lo que permite una reducción en los costos de instalación de la red.

Además, la conectividad directa que ofrecen las redes DeviceNet proporciona un intercambio de información mejorado entre los dispositivos de control interconectados y diagnósticos cruciales a nivel de dispositivo que no están disponibles o son fácilmente accesibles a través de interfaces de entrada/salida cableadas.

Arquitectura DeviceNet

El protocolo DeviceNet sigue el modelo conceptual OSI (Open Systems Interconnection), que describe siete capas que utilizan los dispositivos de control industrial para comunicarse a través de la red. Las siete capas incluyen aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace de datos y capa física. Como se mencionó anteriormente, DeviceNet se basa en el Protocolo Industrial Común (CIP), un protocolo orientado a objetos e independiente de los medios que proporciona un mecanismo para organizar, representar y compartir datos en dispositivos de control industrial en una red.

La red DeviceNet implementa la tecnología CIP en las tres capas superiores del modelo conceptual OSI, a saber, las capas de sesión, presentación y aplicación, mientras que las cuatro capas inferiores (transporte, red, enlace de datos y capas físicas) están adaptadas a DeviceNet. aplicación de control. El siguiente diagrama ilustra la arquitectura DeviceNet.

• Capas de transporte y red: estas capas establecen un enlace de comunicación con un dispositivo de control industrial utilizando identificadores de conexión (ID) para los nodos DeviceNet. Los Identificadores comprenden un ID de mensaje y la dirección MAC (Control de acceso a medios) del dispositivo de control.
• Capa de enlace de datos: en DeviceNet, esta capa utiliza la red de área de control (CAN), un sistema de bus serie basado en mensajes altamente integrado, para manejar todos los mensajes entre controladores programables y dispositivos de E/S industriales en la red DeviceNet.
• Capa física: esta capa de DeviceNet incluye una combinación de resistencias de terminación, puertos, cables, conectores, derivaciones y nodos en una topología de línea troncal/línea de acometida.

Planificación de una red DeviceNet

Al planificar la instalación de una red DeviceNet, debe considerar lo siguiente:

1. Topología

El sistema de cable DeviceNet admite una topología de línea troncal/línea de acometida. Puede ramificar o conectar en cadena los nodos de la red a lo largo de las líneas de caída hasta un máximo de 20 pies (6 metros). La línea troncal debe terminar en ambos extremos con resistencias terminales de 121 Ω (Ohm), 1% (tolerancia), 1/4 Watt o más.

2. Número de nodos

Una única red DeviceNet puede admitir un máximo de 64 nodos; por lo tanto, puede incluir un dispositivo de control en cada dirección de nodo comenzando de 0 a 63. El nodo 00 está reservado para el escáner DeviceNet maestro, mientras que el nodo 63 se reserva como número de nodo predeterminado, dejando los otros 62 nodos disponibles para conectar I industrial. /O dispositivos. La mayoría de los controladores Allen-Bradley pueden admitir varias redes DeviceNet, lo que brinda a los usuarios la flexibilidad de agregar más nodos si es necesario.

3. Tipo de medio físico

Hay disponible una variedad de medios físicos DeviceNet entre los que puede elegir para satisfacer todas las necesidades de su aplicación. Éstas incluyen:

A) Medios redondos

El Round Media contiene cinco hilos en un solo cable. Los cinco cables son un par trenzado (blanco y azul) para transmisión de señal, un par trenzado (negro y rojo) para alimentación de 24 VCC y un cable de drenaje (color desnudo). Los medios redondos están disponibles en dos tipos de cables diferentes, a saber:

• Cable grueso: este cable tiene un diámetro exterior de 0,48 pulgadas (12,2 mm). Se utiliza principalmente como línea troncal en cualquier red DeviceNet.
• Cable delgado: este cable tiene un diámetro exterior de 0,27 pulgadas (6,9 mm). Se utiliza principalmente como línea de acometida que conecta dispositivos de E/S industriales a la línea troncal DeviceNet a través de derivaciones DevicePort o DeviceBox, pero también se puede utilizar como línea troncal DeviceNet.

Los medios redondos (tanto tipos de cables finos como gruesos) se utilizan normalmente para instalaciones DeviceNet estándar cuando:

• Las distancias entre los dispositivos de control (nodos) a conectar en la red DeviceNet son conocidas y fijas.
• Se necesita una distancia total de red mayor.
• Es preferible conectar en cadena los dispositivos de control en la línea troncal (es decir, no se requieren líneas de acometida).

B) Medios planos

El sistema Allen-Bradley KwikLink Flat Media incluye un cable plano de cuatro hilos hecho de un par trenzado (blanco y azul) para transmisión de señal y un par trenzado (negro y rojo) para alimentación de 24 V CC. Es un sistema de cableado modular, en el que cada conexión de medios planos consta de un cable plano de 4 hilos, una derivación con bisagras, conectores de desplazamiento de aislamiento (IDC) y un módulo de interfaz con la opción de micro-QD sellado o sin sellar, y un conector abierto. conexión terminal de estilo o una resistencia terminal.

El sistema KwikLink está diseñado para ofrecer la máxima simplicidad de red con un ahorro del 50 % en los costos de instalación y, al mismo tiempo, admite hasta 64 dispositivos de control (nodos). Lo logra permitiendo la adición rápida y sencilla de dispositivos de control a la red DeviceNet sin pelar ni cortar la línea troncal. El cable plano de 4 hilos también es fácil de montar y está físicamente codificado para evitar percances en el cableado.

El sistema de medios planos KwikLink se utiliza normalmente para aplicaciones DeviceNet más modulares cuando:

• Las distancias entre los nodos (dispositivos de control) son menos conocidas y es probable que cambien.
• Todo el cableado de la red se realizará in situ.
• Se anticipa la futura incorporación de nodos a la red DeviceNet.
• Se requieren líneas de caída de 0 a 6 metros (20 pies) cada una.
• Los puentes/repetidores se utilizan para proporcionar distancias de red generales de hasta 3 km.

C) Grifos DeviceBox

Estos grifos DeviceNet proporcionan una conexión directa a una línea troncal Round Media. Pueden conectar hasta ocho (8) nodos a la línea troncal utilizando líneas de caída de cable delgadas, proporcionando así conexiones de regletas de terminales.

D) Grifos de DevicePort

Estos grifos DeviceNet multipuerto se conectan a una línea troncal de medios redonda o plana KwikLink mediante cables de acometida. Pueden conectar hasta ocho (8) dispositivos industriales a una red DeviceNet mediante desconexiones rápidas micro o mini.

E) Cable preterminado

Los cables DeviceNet preterminados proporcionan conexiones a módulos de fuente de alimentación y E/S ArmorBlock. Se ofrecen en una amplia selección de longitudes de cable y configuraciones de conexión.

F) Conectores de desplazamiento de aislamiento (IDC)

Los IDC conectan los cables de la línea de acometida DeviceNet a una línea troncal Flat Media con capacidades plug-and-play mejoradas a un costo mínimo. Su base con bisagras de 2 piezas se ajusta cómodamente alrededor del cable plano de 4 hilos en cualquier punto a lo largo de la línea troncal KwikLink.

4. Distancias

Al planificar un sistema de cableado DeviceNet, asegúrese de considerar la distancia/longitud de:

• Linea troncal
• Línea de derivación
• La distancia total de todas las líneas de acometida en la red DeviceNet.

La velocidad de transferencia de datos requerida y el tipo de cable de línea troncal seleccionado determinan las distancias máximas alcanzables de la red DeviceNet. En muchos casos, la distancia máxima de la red suele ser la medida entre las resistencias terminales de la línea troncal. Consulte las tablas de especificaciones proporcionadas con los medios físicos DeviceNet para determinar la longitud máxima del cable que puede instalar sin comprometer el rendimiento de su red.

5. Memoria del escáner

En lugar de que un controlador programable Allen-Bradley se comunique directamente con dispositivos de E/S discretas en una red DeviceNet, se utiliza un módulo de escáner DeviceNet para facilitar la comunicación. En una configuración típica de DeviceNet, el escáner DeviceNet funciona como una interfaz de comunicación entre el controlador programable y los dispositivos de entrada/salida DeviceNet.

El procesador escribe datos de control de E/S en la memoria del módulo de escáner DeviceNet. Pero dependiendo de la cantidad total de dispositivos de entrada/salida conectados en una red DeviceNet, los tamaños de datos de entrada y salida agregados pueden exceder la capacidad de memoria de un módulo de escáner DeviceNet determinado. En tales casos, se necesitará un escáner DeviceNet adicional para la plataforma de control.

Por lo tanto, asegúrese de verificar los tamaños de entrada y salida especificados del escáner DeviceNet que desea utilizar con los tamaños totales de datos de entrada y salida de sus dispositivos de E/S DeviceNet para determinar si necesita módulos de escáner adicionales.

6. Interfaces de comunicación

Hay disponible una amplia variedad de productos DeviceNet Connected para casi todas las aplicaciones de automatización industrial, desde controladores programables, terminales de operador y módulos de E/S hasta controladores de motores, variadores de CA y CC y sistemas de gestión de energía. Estos productos tienen una interfaz DeviceNet integral o se conectan a la red DeviceNet a través de una interfaz de comunicación externa. Algunos de estos módulos de interfaz de comunicación DeviceNet opcionales incluyen:

A) Interfaces del controlador

Rockwell Automation ofrece conectividad DeviceNet a las siguientes plataformas de controladores programables Allen-Bradley: controladores CompactLogix L4x, CompactLogix 5370, Compact GuardLogix L4xS, ControlLogix 5570, CompactLogix L3x, SoftLogix 5800, controladores MicroLogix 1100/1200/1400/1500 y el control SLC 500. plataforma (Serie SLC 5/02, 5/03, 5/04 y 5/05).

Hay varias interfaces de controlador disponibles para conectar los controladores Allen-Bradley a una red DeviceNet. Incluyen:

• Módulo de interfaz DeviceNet (DNI): Este es un dispositivo de conversión de protocolo DeviceNet a DF1 (full-duplex) independiente, montado en panel o riel DIN, que habilita dispositivos DF-1 full-duplex existentes, varios controles programables Allen-Bradley. plataformas y productos conectados a DeviceNet con capacidad UCMM (Unconnected Message Manager) para comunicarse a través de una red DeviceNet. Puede funcionar en modos operativos peer-to-peer o DeviceNet Slave. El módulo de interfaz DeviceNet está desarrollado para usarse con controladores MicroLogix 1100/1200/1400/1500 y dispositivos compatibles con DF-1 Full-Duplex, como controladores programables PLC-5, SLC 500 (SLC 5/03, 5/04 y 5/ 04) procesadores y dispositivos de interfaz del operador.
• Escáneres DeviceNet: Los módulos de escáner DeviceNet interactúan entre dispositivos de E/S conectados a DeviceNet y varios controladores lógicos programables (PLC) de Allen-Bradley y plataformas de controlador SLC 500. Proporcionan control de E/S entre un controlador programable y los dispositivos DeviceNet. Además, estos módulos de escáner brindan capacidades de puente y paso para la recopilación de datos y la configuración de dispositivos de E/S DeviceNet mientras están conectados a una red de control de nivel superior como Data Highway Plus (DH+), ControlNet y Ethernet.
• Módulo puente DeviceNet (n.º de catálogo 1756-DNB): esta interfaz del controlador es un elemento del gateway ControlLogix. Permite la comunicación entre varias redes DeviceNet a través del mismo backplane de comunicación o entre diferentes redes admitidas dentro del ControlLogix Gateway. Por ejemplo, un dispositivo en una red DeviceNet puede comunicarse con un dispositivo en otra red DeviceNet a través de ControlLogix Gateway. Además, una interfaz DeviceNet Bridge dentro de ControlLogix Gateway permite la comunicación entre un dispositivo industrial DeviceNet y un dispositivo en otra red, como Data Highway Plus (DH+), ControlNet o Ethernet.

B) Interfaces del operador

Puede personalizar sus redes DeviceNet para obtener mejores estados e informes de fallas con una variedad de ofertas de interfaz de operador de Allen-Bradley, incluidos terminales gráficos PanelView Standard (Boletín 2711), terminales gráficos PanelView Plus (Boletín 2711P), terminales gráficos PanelView Plus CE (Boletín 2711P). ), pantallas de mensajes InView (Boletín 2706), luces de torre de control (Boletín 855T) y estaciones de botones (Boletín 800E).

Mientras que los terminales de operador PanelView 300, 1000, 600 y 500 Standard de Rockwell Automation incluyen una opción DeviceNet incorporada, otros terminales de operador PanelView de Allen-Bradley requieren una interfaz de comunicación DeviceNet externa para acceder a la red DeviceNet. Ejemplos de interfaces de comunicación para dichos terminales de operador PanelView incluyen:

• 2711P-RN10C: Esta es una interfaz de comunicación DeviceNet para terminales de operador gráfico PanelView Plus 600 y PanelView Plus 400.
• 2711P-RN10H: Este módulo de comunicación DeviceNet permite que los terminales de operador gráfico PanelView Plus 1500, 1250, 1000 y 700 accedan a una red DeviceNet. También es compatible con los modelos PanelView Plus CE de Allen-Bradley: terminales de operador gráfico PanelView Plus CE 1500, 1250, 1000 y 700.

C) Interfaces de computadora

Las opciones de interfaz DeviceNet listas para PC brindan comunicación DeviceNet para monitorear, configurar y programar en general dispositivos industriales a través de controladores basados en PC, es decir, una computadora industrial o de escritorio. Incluyen:

• Tarjeta de escáner de bus PCI DeviceNet (N.º de catálogo 1784-PCIDS): Esta es una tarjeta de escáner de bus abierto PCI universal DeviceNet que brinda a los usuarios la capacidad de vincular computadoras con bus PCI a una red DeviceNet para comunicación general, monitoreo y configuración de DeviceNet. Escaneo de E/S y mensajería explícita. Está diseñado para el bus PCI (Interconexión de componentes periféricos) estándar utilizado en la mayoría de las computadoras personales (PC) fabricadas en la actualidad.
• Tarjeta de escáner de bus DeviceNet CompactPCI (n.º de catálogo 1784-CPCIDS): esta tarjeta de interfaz de comunicación DeviceNet está diseñada para el bus CompactPCI utilizado en muchas computadoras industriales.
• Tarjeta de interfaz PCD DeviceNet (N.º de catálogo 1784-PCD): Esta es una tarjeta de interfaz de comunicación de factor de forma PCMCIA Tipo II que proporciona una interfaz entre una computadora personal compatible con PCMCIA 2.1 y la red DeviceNet.
• Módulo de interfaz de PC DeviceNet RS-232 (n.º de catálogo 1770-KFD): este módulo de interfaz de comunicación portátil permite a los usuarios conectar una computadora host a la red DeviceNet. Se conecta a la red a través de un cable DeviceNet y a la computadora host a través de un puerto de comunicación serie RS-232 estándar. Una vez conectado a una red DeviceNet determinada, la computadora host se establece como un nodo DeviceNet.

Unidades de controlador DeviceNet disponibles

Se utilizan varias unidades de controlador DeviceNet como interfaces de comunicación entre los controladores programables Allen-Bradley y varios dispositivos de E/S conectados a una red DeviceNet. Esto permite el control de E/S a nivel de dispositivo y la creación de redes de información a través de la red DeviceNet.

Las unidades de controlador DeviceNet disponibles incluyen:

A) Módulo de escáner DeviceNet 1753-DNSI

El 1753-DNSI es un escáner de seguridad DeviceNet (adaptador de comunicaciones) para controladores de seguridad GuardPLC de Allen-Bradley (Boletín 1753). El módulo de escáner admite conexiones de seguridad de hasta 32 nodos DeviceNet de entrada/salida de seguridad y un máximo de 63 nodos DeviceNet para conexiones estándar.

Básicamente, el escáner de seguridad 1753-DNSI proporciona acceso DeviceNet para GuardPLC 1800 y

Controladores de seguridad GuardPLC 1600. Estos controladores de seguridad de Allen-Bradley admiten comunicaciones interactivas (intercambio de datos) a través del Protocolo de seguridad de alta velocidad (HSP). El escáner de seguridad 1753-DNSI se comunica con dispositivos de E/S DeviceNet a través de la red para monitorear su estado, leer entradas y escribir salidas. Luego intercambia los datos agregados de los nodos DeviceNet con el GuardPLC sobre los controladores de seguridad a través de HSP.

Además, el módulo de escáner de seguridad 1753-DNSI admite velocidades de comunicación de 125 Kbps (kilobits por segundo), 250 Kbps y 500 Kbps. Tiene una tensión nominal de aislamiento de 30 Voltios (continuos). Incluye un cable 1753-CBLDN HSP (Protocolo de seguridad de alta velocidad) y una carcasa de tipo abierto, y puede montarse en panel o instalarse en un riel DIN.

B) Módulo de comunicación DeviceNet 2711P-RN10C

El 2711P-RN10C es una interfaz de comunicación DeviceNet que permite que los terminales de operador gráfico PanelView Plus 600 y PanelView Plus 400 de Allen-Bradley se conecten a una red DeviceNet. Los dos terminales de operador pueden admitir comunicaciones de E/S DeviceNet programadas con este módulo de comunicación DeviceNet.

El módulo de comunicación 2711P-RN10C incluye tres indicadores, a saber:

• Indicador de estado de E/S: Este es un LED bicolor (rojo/verde) que proporciona información de estado de los dispositivos de entrada y salida DeviceNet.
• Indicador de estado del módulo (MOD): Este también es un indicador LED bicolor (rojo/verde) que proporciona información sobre el estado del módulo 2711P-RN10C. Muestra si el módulo de comunicación 2711P-RN10C tiene energía o no y si está funcionando correctamente.
• Indicador de estado de red (NET): Este indicador es un LED bicolor (rojo/verde) que informa el estado del enlace de comunicación entre un terminal operador PanelView Plus 400 o PanelView Plus 600 y los dispositivos DeviceNet.

C) Medios redondos DeviceNet 1485C-P1-C600

El 1485C-P1-C600 es un tipo de cable delgado de medios redondos DeviceNet con una longitud de carrete de 600 metros (1968 pies). Está diseñado como línea troncal o cable de acometida en redes DeviceNet.

Este sistema de cable fino incluye una cubierta exterior amarilla hecha de material de polietileno clorado (CPE), que proporciona una resistencia química superior. Cuenta con una tensión nominal de 250 VCC y una corriente nominal máxima de 4 amperios. Está disponible con un diámetro de cable de 6,9 mm (0,27 pulgadas) y su radio de curvatura es 10 veces el diámetro del cable. El cable delgado 1485C-P1-C600 también cuenta con certificación CSA y certificación UL, con una clasificación ambiental IP67.