DeviceNET nedir?
DeviceNet, PLC, uzak I/O, sensör, motor sürücüsü, valf adası ve diğer saha cihazlarını birbirine bağlamak için kullanılan CAN tabanlı dijital endüstriyel fieldbus ağıdır. DeviceNet, üst katmanlarında CIP — Common Industrial Protocol kullanır; veri bağlantı katmanında ise CAN teknolojisinden yararlanır. Teknoloji bugün ODVA'nın CIP ağ ailesi içerisinde tanımlanmakta ve desteklenmektedir.
En basit haliyle: DeviceNet, bir PLC'nin fabrikadaki birçok küçük saha cihazıyla aynı ağ üzerinden konuşmasını sağlar. Üstelik DeviceNet kablosu yalnız haberleşme sinyalini değil, uygun cihazlarda 24 VDC beslemeyi de taşıyabildiği için sensör ve uzak I/O kablolamasını sadeleştirebilir.
DeviceNet nasıl çalışır?
DeviceNet'in alt haberleşme katmanında CAN — Controller Area Network bulunur. CAN, mesajların fiziksel hat üzerinde taşınmasını ve bus erişimini sağlar. DeviceNet ise bunun üzerine CIP nesne modeli, cihaz profilleri, I/O mesajlaşması, konfigürasyon ve diagnostik işlevlerini ekler.
Bu nedenle DeviceNet'i yalnız “CAN kablosu” olarak tanımlamak eksiktir. CAN fiziksel ve veri bağlantı temelini sağlar; DeviceNet cihazların hangi nesneleri, parametreleri ve I/O verilerini nasıl sunacağını da tanımlayan daha geniş bir otomasyon ağıdır.
DeviceNet, genel endüstriyel haberleşme mimarisinde özellikle sensör, aktüatör, uzak I/O ve sürücü seviyesinde kullanılmıştır. Örneğin bir scanner/controller, aynı ağdaki giriş modüllerinden veri okuyabilir ve motor sürücülerine kontrol bilgisi gönderebilir.
DeviceNet'te CIP nedir?
CIP — Common Industrial Protocol, DeviceNet'in üst haberleşme katmanlarında kullandığı nesne tabanlı ortak protokol yapısıdır. Aynı CIP modeli EtherNet/IP ve diğer ODVA ağlarında da kullanılır.
CIP sayesinde cihaz kimliği, parametreler, I/O verileri ve diagnostik bilgileri standart nesne ve servis mantığıyla temsil edilebilir. Bu ortak yapı, DeviceNet ile EtherNet/IP arasında önemli bir teknolojik bağ oluşturur.
DeviceNet ile CANopen aynı şey midir?
Hayır. DeviceNet ve CANopen CAN teknolojisini alt katmanda kullanan iki farklı endüstriyel haberleşme sistemidir. Fiziksel CAN çerçevelerini kullanmaları, cihazların birbirleriyle doğrudan haberleşebileceği anlamına gelmez.
CANopen kendi object dictionary, PDO, SDO ve network-management modelini kullanırken DeviceNet, CIP cihaz ve mesajlaşma modelini kullanır. Bu nedenle DeviceNet cihazı ile CANopen cihazını yalnız CAN_H ve CAN_L hatlarını bağlayarak konuşturmak mümkün değildir; uygun gateway veya çift protokollü cihaz gerekir.
DeviceNet kablosunda hangi iletkenler bulunur?
Standart DeviceNet kablosunda haberleşme ve besleme için ayrı iletkenler aynı kablo içerisinde bulunabilir. Yaygın renk tanımları şöyledir:
Beyaz: CAN_H haberleşme hattı.
Mavi: CAN_L haberleşme hattı.
Kırmızı: V+ ağ beslemesi.
Siyah: V− ağ beslemesi.
Drain / çıplak iletken: ekranlama bağlantısı.
Burada önemli nokta, haberleşme sinyali ile 24 V beslemenin aynı iletken çiftini paylaşmadığıdır. DeviceNet kablosu içerisinde CAN veri çifti ve güç çifti ayrı olarak bulunur.
DeviceNet cihazları ağ kablosundan beslenebilir mi?
Evet, uygun cihazlar beslenebilir. DeviceNet ağı aynı kablo üzerinden 24 VDC güç dağıtımı sağlayabilir. ODVA fiziksel katman açıklamasında trunk hattı için kablo tipine bağlı olmak üzere 8 A'a kadar akım kapasitesi tanımlanır.
Bu özellik özellikle düşük güçlü sensörler, I/O modülleri ve benzeri saha cihazlarında ayrı besleme kablosu ihtiyacını azaltabilir. Daha yüksek güç gerektiren aktüatör veya sürücüler kendi ayrı ana güç beslemelerini kullanırken haberleşme elektroniği DeviceNet ağına bağlı olabilir.
Ağa cihaz eklenirken yalnız toplam cihaz sayısına değil, akım tüketimi, kablo kesiti, besleme noktalarının yeri ve hat üzerindeki gerilim düşümüne de bakılmalıdır. “DeviceNet kablosunda 24 V var, istediğim kadar cihaz bağlarım” yaklaşımı doğru değildir.
DeviceNet trunkline ve dropline nedir?
DeviceNet'in standart fiziksel yapısı trunkline-dropline topolojisidir. Trunkline ağın ana omurgasıdır. Cihazlar bu ana hatta doğrudan veya kısa dropline bağlantıları üzerinden bağlanır.
Bu yapı RS-485'teki klasik daisy-chain ile birebir aynı değildir. DeviceNet, tanımlanmış tap ve drop bağlantılarının kullanılmasına izin verir. Ancak drop uzunluklarının ve toplam drop mesafesinin veri hızına göre belirlenen sınırlar içerisinde kalması gerekir.
ODVA kurulum kurallarında tek bir drop bağlantısı için maksimum uzunluk 6 metre olarak verilir. Bütün drop kablolarının toplam izin verilen uzunluğu ise seçilen veri hızına göre değişir.
DeviceNet hangi haberleşme hızlarını destekler?
Standart DeviceNet ağı üç temel veri hızını destekler:
125 kbit/s
250 kbit/s
500 kbit/s
Veri hızı yükseldikçe kullanılabilecek trunk kablo uzunluğu azalır. ODVA'nın kalın yuvarlak DeviceNet kablosu için verdiği temel tasarım değerleri şöyledir:
125 kbit/s: 500 metreye kadar trunk.
250 kbit/s: 250 metreye kadar trunk.
500 kbit/s: 100 metreye kadar trunk.
Bunlar thick round cable için tanımlanmış tasarım değerleridir. Thin veya flat DeviceNet kablosu kullanıldığında sınırlar farklıdır; bu nedenle yalnız baud rate'e bakarak mesafe belirlenmemelidir.
DeviceNet'te kaç cihaz bulunabilir?
Standart DeviceNet ağı 64 node'a kadar destekler. MAC ID adresleri 0–63 aralığındadır ve aynı ağdaki her cihazın benzersiz bir node adresine sahip olması gerekir.
İki cihaza aynı MAC ID verilmesi adres çakışmasına ve ağ hatasına neden olabilir. Bakım veya cihaz değişiminde eski cihazın MAC ID ve baud-rate ayarlarının yeni cihaza doğru biçimde aktarılması bu nedenle önemlidir.
DeviceNet terminasyonu nasıl yapılır?
DeviceNet trunk hattının iki fiziksel ucunda terminasyon bulunmalıdır. ODVA kablolama kılavuzu iki uçta 121 Ω, %1, 1/4 W terminasyon direnci kullanılmasını tanımlar.
Terminasyon dirençleri CAN_H ile CAN_L arasına ana trunk'ın iki ucunda bağlanır. Her node'a terminasyon takılması doğru değildir ve ağın elektriksel yükünü bozabilir.
Ağ yeni kurulmuşsa veya aralıklı hatalar yaşanıyorsa terminasyon değerinin yanında kablo sürekliliği, ekranlama, besleme gerilimi ve CAN_H/CAN_L seviyeleri de kontrol edilmelidir.
DeviceNet I/O Messaging ve Explicit Messaging nedir?
DeviceNet iki temel iletişim ihtiyacını destekler. I/O Messaging, kontrol sisteminin düzenli proses verisini hızlı ve düşük ek yükle değiştirmesi için kullanılır. Polling, cyclic ve change-of-state gibi farklı I/O iletişim yöntemleri kullanılabilir.
Explicit Messaging ise cihaz konfigürasyonu, parametre okuma/yazma ve diagnostik gibi daha seyrek gerçekleştirilen işlemler için kullanılır.
Örneğin bir motor sürücüsünün hız ve durum bilgileri I/O mesajlarıyla düzenli olarak taşınırken belirli bir sürücü parametresinin okunması explicit message ile gerçekleştirilebilir.
DeviceNet EDS dosyası nedir?
EDS — Electronic Data Sheet, DeviceNet cihazının kimliği, parametreleri ve haberleşme özelliklerini konfigürasyon yazılımına tanıtan elektronik cihaz açıklama dosyasıdır.
Yeni bir DeviceNet cihazı PLC scanner konfigürasyonuna eklenirken uygun EDS dosyası mühendislik yazılımına yüklenebilir. Ancak EDS'nin bulunması tek başına haberleşmenin çalışacağı anlamına gelmez; MAC ID, baud rate, I/O connection ve scanner mapping ayarları da doğru yapılmalıdır.
DeviceNet ile EtherNet/IP arasındaki ilişki nedir?
DeviceNet ve EtherNet/IP'nin en önemli ortak noktası üst katmanlarda CIP kullanmalarıdır. Ancak fiziksel ve alt ağ teknolojileri tamamen farklıdır.
DeviceNet, CAN tabanlı fieldbus üzerinde 125/250/500 kbit/s hızlarında çalışırken EtherNet/IP standart Ethernet, TCP/IP ve UDP/IP altyapısından yararlanır.
CIP nesne modeli sayesinde gateway, scanner veya controller'lar aracılığıyla DeviceNet saha cihazları daha üst seviyedeki EtherNet/IP sistemlerine entegre edilebilir. Bu, eski bir DeviceNet kurulumunun tamamının yalnız Ethernet kullanmak için mutlaka sökülmesi gerektiği anlamına gelmez.
DeviceNet bugün hâlâ kullanılıyor mu?
Evet. DeviceNet özellikle mevcut üretim makinelerinde ve eski otomasyon sistemlerinde çok büyük bir kurulu tabana sahiptir. ODVA hâlen DeviceNet teknoloji dokümanlarını, kurulum kılavuzlarını ve saha arıza teşhis rehberlerini yayımlamaktadır.
Yeni sistemlerde Ethernet tabanlı teknolojiler daha sık tercih edilebilir; ancak çalışan DeviceNet cihazlarını sırf ağ eski olduğu için değiştirmek her zaman gerekli değildir. Yedek parça bulunabilirliği, bakım bilgisi, üretim duruşu ve modernizasyon maliyeti birlikte değerlendirilmelidir.
Eski bir tesiste DeviceNet destekli VFD, uzak I/O veya sensörleri yeni Ethernet tabanlı kontrol sistemine bağlamak için uygun DeviceNet–EtherNet/IP gateway çözümleri kullanılabilir.
DeviceNet neden haberleşmez?
DeviceNet arızasında yalnız PLC programına bakmak yeterli değildir. Önce ağın fiziksel yapısı ve beslemesi kontrol edilmelidir. CAN_H/CAN_L hatlarının ters veya kopuk olması, yanlış terminasyon, trunk/drop sınırlarının aşılması veya zayıf 24 VDC besleme haberleşmeyi bozabilir.
Daha sonra baud rate ve MAC ID ayarları kontrol edilmelidir. Ağdaki bütün cihazların aynı veri hızını kullanması ve her cihazın benzersiz bir MAC ID'ye sahip olması gerekir.
Fiziksel ağ doğruysa scanner listesi, EDS dosyası, I/O connection boyutları ve PLC içerisindeki input/output mapping kontrol edilmelidir. DeviceNet cihazı ağda görünürken PLC I/O verisinin yanlış olması çoğu zaman mapping veya connection-size hatasına işaret eder.
Motor sürücüleri ve güçlü anahtarlama cihazlarının bulunduğu panolarda kablonun güç hatlarına göre güzergâhı ve ekranlama da önemlidir. DeviceNet diferansiyel CAN sinyali kullansa bile kötü EMC uygulaması tamamen etkisiz hale gelmez.
Kısa DeviceNet saha kontrolü
1. Bütün cihazlar aynı 125, 250 veya 500 kbit/s veri hızında mı?
2. Her node'un MAC ID'si benzersiz mi?
3. Trunk hattının yalnız iki fiziksel ucunda 121 Ω terminasyon var mı?
4. CAN_H, CAN_L, V+ ve V− bağlantıları doğru mu?
5. Ağ besleme voltajı cihazların bulunduğu noktalarda yeterli mi?
6. Trunk ve drop kablo uzunlukları seçilen baud rate için uygun mu?
7. Scanner konfigürasyonu ve EDS dosyası gerçek cihazla eşleşiyor mu?
8. I/O connection boyutları ve PLC mapping doğru mu?
İlgili Endüstriyel Haberleşme Konuları
Endüstriyel Haberleşme · CAN Haberleşme · CANopen · EtherNet/IP
İlgili Otomasyon Sayfaları