工控工业以太网技术在社会中的应用与发展

导语:本文旨在探讨工控工业以太网技术的核心原理及其在基于TCP/UDP/IP协议的以太网上的传输机制,以及如何实现网络服务和数据对象的一致性。

摘要:DeviceNet™设备网和ControlNet™控制网已成为广为人知的工业网络,它们分别归ODVA(开放DeviceNet供应商协会)和ControlNet International两家国际性制造商组织所拥有。这些网络都采用了CIP协议(通用工业协议)。近期,ODVA和ControlNet International共同推出了EtherNet/IP(标准工业以太网),本文将详细介绍其技术原理、传输机制以及如何在社会中实现网络服务与数据对象的一致性。

I. 简介

为了提高自动化系统的效率、灵活性和整体性能,需要提供三种主要服务:控制、配置和数据采集。控制是最重要的功能,用于完成PLC与I/O设备之间数据交换,并且有严格实时要求。配置服务方便用户对自动化设备进行设置和维护,而数据采集用于显示、分析、趋势图绘制、故障处理等。

II. CIP协议在以太网上的实现

EtherNet/IP通过统一应用层、高度共享应用对象库及设备描述,为控制领域提供了优化方案,使得它能够作为信息层网络或控制层网络使用。在OSI七层模型中,与其他两种网络不同,只有最低四层不同,这意味着它们可以更好地满足自动化系统需求。

III. 与Internet协议共存

EtherNet/IP的一个优势是大多数用户可以利用现有的以太网知识和设施,让其发挥最大作用并获得更多投资回报。因此,必须能够与现有的Internet及Intranet共存。这意味着任何地方都要使用TCP/IP协议,以确保互操作性。

IV. 以太网通讯协议

以太网定义了物理介质及其访问方式,但缺乏复杂功能来支持局域網全面的應用需求,因此需要上層通信協議來實現傳輸管理等功能。TCP/IP為世界主流計算機平台提供對協議支持,是构建计算机網絡首選協議,並成為全球互联网基础之上,它們之間關係越來越密切,在未來將繼續占据統治地位。

V. TCP/IP起源與特點

多年來,全世界主流計算機平台都內置了對TCP/IP協議的支持,如Windows NT™與Windows 2000操作系統。此外,這些設備通過統一的TCP/IP協議使其能夠集成到局域網中。在這種分層結構下,每個階段都是獨立運作,並且每個階段只需了解自己的直接上級才可進行有效通信,這樣就能簡化設計並增加系統穩定性。

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