现场总线技术-第4章-通用工业协议CIP--现场总线技术及其应用-教学ppt课件.ppt

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1、现场总线技术及其应用现场总线技术及其应用第4讲胡青松2023/1/1314 通用工业协议（通用工业协议（CIP）4.1 CIP网络概况网络概况 4.2 CIP的特点的特点 4.3 CIP 4.4 CIP设备描述设备描述 4.5 CIP设备开发设备开发 4.6 CIP网络组网网络组网 4.7 小结小结2023/1/1324.1 CIP网络概况网络概况l通用工业协议通用工业协议 Common Industrial Protocal CIPlCIP是设计工业控制设备的基于对象是设计工业控制设备的基于对象模型模型的一的一种方法（例如体系结构，数据类型，服务等），种方法（例如体系结构，数据类型，服务等）

2、，它是独立于特定网络的应用层协议，提供了访它是独立于特定网络的应用层协议，提供了访问数据和控制设备操作的服务集问数据和控制设备操作的服务集lCIP在多种技术领域进行使用，如在多种技术领域进行使用，如DeviceNet,ControlNet,Ethernet/IP2023/1/133DeviceNet发展史发展史时 间发 展2023/1/1341.ODVA（Open DeviceNet Vendor Assosiation)即开放式设备网络供货商协会，是DeviceNet的一个组织结构，管理DeviceNet规范，推广DeviceNet在全球的发展与应用2.作用：作用：组织技术培训、研讨活动及推

3、广活动出版符合DeviceNet协议规范的产品目录提供一致性测试实验和工具3.ODVA网址网址：http:/4.ODVA CHINA是上海电器科学研究所与ODVA共同筹建的，主要就是引进DeviceNet技术，开发有关DeviceNet的产品，推广DeviceNet在中国的发展与应用。5.ODVA CHINA 网址网址：http:/ODVA&ODVA CHINAODVA&ODVA CHINA简介简介简介简介2023/1/135ControlNet发展史发展史l1995年年10月月 RockwellAutomation推出推出ControlNetl1996年年10月月 发布发布ControlNe

4、t规范规范l1997年年7月月 成立成立ControlNetInternational组织l2000年年1月月 成为成为IEC61158标准之一标准之一2023/1/136ControlNet International简介l为了促进ControlNet技术的发展、推广和应用，1997年7月由罗克韦尔自动化等22家公司联合发起成立了控制网国际组织（ControlNetInternational-CI）。同时，罗克韦尔自动化将ControlNet技术转让给了CI。lCI是一个为用户和供货厂商服务的非盈利性的独立组织，它负责ControlNet技术规范的管理和发展，并通过开发测试软件提供产品的一致

5、性测试，出版ControlNet产品目录，进行ControlNet技术培训等，促进世界范围内ControlNet技术的推广和应用。因而，ControlNet是开放的现场总线。l截止1999年底，CI在全世界范围内拥有包括RockwellAutomation、ABB、Honeywell、Toshiba等70家著名厂商组成的成员单位。lCI网址网址：http:/www.controlnet.org2023/1/137IEA简介简介l从从1998年开始，年开始，CI的一个特别兴趣小组的一个特别兴趣小组（Special Interest Group SIG）开始尝试将）开始尝试将DeviceNet和和

6、ControlNet所使用的所使用的CIP协议移植协议移植到以太网上。到以太网上。lODVA/CI联合了另外一个国际组织工业以太网联合了另外一个国际组织工业以太网协会（协会（Industrial Ethernet Association IEA）。）。l2000年，年，ODVA、CI和和IEA三个国际组织联合三个国际组织联合推出了推出了EtherNet/IP。lIEA网址网址：http:/2023/1/138CIP 共享一个通用的应用层和用户层协议AC DrivesPneu ValveSEMI DevicesPosition CntrllrsOther ProfilesApplication

7、Object LibraryCIP Application Layer Explicit,I/O,RoutingDeviceNet DLL&TransportControlNet DLL&TransportencapsulationFuture?Future?UDP TCPIPDeviceNet Physical LayerControlNet Physical LayerEthernet physical LayerCIP用户层用户层物理层物理层传输和数据链传输和数据链路层路层应用层应用层ATM,Firewire USB,Blue Tooth,etc.2023/1/139 This is D

8、eviceNetAC DrivesPneu ValveSEMI DevicesPosition CntrllrsOther ProfilesApplication Object LibraryCIP Application Layer Explicit,I/O,RoutingDeviceNetDLL&TransportControlNet DLL&TransportencapsulationFutureFutureUDP TCPIPDeviceNet Physical LayerControlNet Physical LayerEthernet physical LayerCIPUser La

9、yerPhysical LayerTransport and Data Link LayerApplication LayerATM,Firewire USB,Blue Tooth,etc.2023/1/1310 This is ControlNetAC DrivesPneu ValveSEMI DevicesPosition CntrllrsOther ProfilesApplication Object LibraryCIP Application Layer Explicit,I/O,RoutingDeviceNet DLL&TransportControlNet DLL&Transpo

10、rtencapsulationFutureFutureUDP TCPIPDeviceNet Physical LayerControlNet Physical LayerEthernet physical LayerCIPUser LayerPhysical LayerTransport and Data Link LayerApplication LayerATM,Firewire USB,Blue Tooth,etc.2023/1/1311This is Ethernet/IP(IP stands for Industrial Protocol)AC DrivesPneu ValveSEM

11、I DevicesPosition CntrllrsOther ProfilesApplication Object LibraryCIP Application Layer Explicit,I/O,RoutingDeviceNet DLL&TransportControlNet DLL&TransportencapsulationFuture?Future?UDP TCPIPDeviceNet Physical LayerControlNet Physical LayerEthernet physical LayerCIPUser LayerPhysical LayerTransport

12、and Data Link LayerApplication LayerATM,Firewire USB,Blue Tooth,etc.2023/1/13124.1 CIP网络概况网络概况应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层ISO/OSICIP物理层CTDMAControlNetDeviceNetCIPCANCIP,HTTP,etc.以太网EtherNet/IPTCP/UDPIP,ICMP,etc.图4-1三种CIP网络的网络模型和ISO/OSI参考模型对照图同时间域多路访问2023/1/13134.2 CIP的特点的特点-报文报文l显式报文（Explicit Message）显式报

13、文用来上载和下载程序，修改设备组态，记载数据日志，作趋势分析和诊断等功能.它们的结构十分灵活，数据域中带有通讯网络所采用的协议信息和要求操作服务的指令,每个节点（设备）必须解释每个显式报文，操作所请求的任务，并生成回应。为按通讯协议解释这种显性报文，在真正要用到的数据上必须有较大一块的附加量(overhead)。这种类型的报文在数据量的大小和使用频率上都是非常不确定的。2023/1/13144.2 CIP的特点的特点-报文报文lI/O报文（I/O Message）在本质上是隐性的，因而有时也称为隐式报文（Implicit Message），它的数据域中常不包括协议信息，仅仅是实时的I/O控制数

14、据，这些数据的含义是预定义的。因而在节点中对处理这些数据所需的时间大大减小。为解释这种类型的报文而必须引入的附加量(overhead)小，数据短，使用频率一致，并且需要高的性能：对I/O报文传送的可靠性，送达时间的确定性及可重复性有很高的要求。过去，用于I/O控制的网络不能处理发送显性报文时在发送数据的时间及报文尺寸上的不定性因素。控制设备提供商不得不使用不同的网络来管理这两种不同报文类型的不同要求。西门子的 Profibus FMS/ProfibusDP网络就是这种情况的表现。2023/1/13154.2 CIP的特点的特点-报文报文表4-2各种类型的数据对传输服务质量的要求2023/1/1

15、316 CAN的数据帧格式的数据帧格式帧结束帧结束1bit11bits1bit6bits0.8bytes15bits1bit1bit1bit7bits=3bits帧间隔帧间隔ACK分隔符分隔符ACK 应答应答CRC 分割符分割符CRC 序列序列数据场数据场控制区控制区RTR位位标识符标识符帧开始帧开始帧间隔帧间隔仲裁区仲裁区2023/1/1317ControlNet的数据帧格式的数据帧格式结束分隔符CRC校验数据源MAC地址开始分隔符前导码 ControlNet的的MAC帧格式（图中数字的单位为字节）帧格式（图中数字的单位为字节）2023/1/13184.2 CIP的特点的特点-面向连接面向连

16、接l在通讯开始之前必须建立起连接，获取唯一的在通讯开始之前必须建立起连接，获取唯一的连接标识符（连接标识符（Connection ID-CID）l连接连接显式连接显式连接隐式连接隐式连接l未连接报文管理器未连接报文管理器 Unconnected Message Manager-UCMM2023/1/13194.2 CIP的特点的特点-面向连接面向连接节点A节点B未连接显式请求报文未连接显式响应报文图图4-2 显式连接的过程显式连接的过程2023/1/13204.2 CIP的特点的特点-面向连接面向连接l应用连接应用连接l传输连接传输连接l网络连接网络连接2023/1/1321连接的特点连接的特

17、点l建立连接就是明确一个信息交换关系，明确信息源，建立连接就是明确一个信息交换关系，明确信息源，目的地址，所使用的信息通道，以及识别这个信息的目的地址，所使用的信息通道，以及识别这个信息的11位标识符。位标识符。l连接是单方向的，如果需要双向交换，要建立二个连连接是单方向的，如果需要双向交换，要建立二个连接。接。l可以对多个节点建立连接也可以对一个节点建立多个可以对多个节点建立连接也可以对一个节点建立多个连接。连接。lDeviceNet对连接定义了多种属性，通过属性的定义规对连接定义了多种属性，通过属性的定义规定一个连接的行为，比如信息长度、访问机制、数据定一个连接的行为，比如信息长度、访问机

18、制、数据生产方式，连接类型等。这也意味着对不同的数据可生产方式，连接类型等。这也意味着对不同的数据可以用不同的规则交换，这样可以充分利用信道。以用不同的规则交换，这样可以充分利用信道。l连接可以动态建立和撤消。连接可以动态建立和撤消。2023/1/1322表表4-3 CIP传输类传输类类编号类编号类名称类名称特特 点点典型应用场合典型应用场合0基本最简单，功能最少I/O数据传输、诊断信息传输、控制器和操作员界面设备之间的通讯等1重 复 检测的在类0的基础上，增加了重复数据包检测功能2确认的在类1的基础上，增加了确认功能3校核的在类1的基础上，增加了校核功能4非 阻 塞的可进行双向数据传输两个应

19、用之间的双向数据传输5非 阻 塞且 破 分的在类4的基础上，增加了报文的破分和重组功能两个应用之间的双向数据传输（最长65536B）6多 播 且破分的在类3的基础上，增加了报文的破分和重组功能报文的多播发送（最长65536B）2023/1/13234.2 CIP的特点的特点-生产者生产者/消费者模消费者模型型 l现现今今的的工工业业自自动动化化网网络络中中有有两两种种主主要要的的网网络络模模型型，即即源源/目目的的地地模模型型(Source/Destination)(Source/Destination)和生产者和生产者/消费者消费者(Producer/Customer)(Producer/C

20、ustomer)模型。模型。l典型的源典型的源/目的地模型的一个数据包目的地模型的一个数据包 源地址源地址 目的地址目的地址数据数据循环冗余检验码循环冗余检验码在在主主/从从系系统统中中经经常常用用这这种种模模型型，主主/从从是是一一个个层层次次体体系系，系系统统中中包包含一个发起所有通信的主机。含一个发起所有通信的主机。点点对对点点结结构构优优于于主主/从从结结构构，提提供供更更多多的的灵灵活活性性，在在点点对对点点的的系系统统中中，设设备备既既可可以以发发起起通通信信，也也可可以以回回应应系系统统中中其其它它设设备备的的请请求求。由由于于所所要求的灵活性，支持点对点的网络使用显性报文进行通

21、信。要求的灵活性，支持点对点的网络使用显性报文进行通信。为为保保证证各各节节点点设设备备都都可可有有机机会会送送信信号号到到网网络络，大大多多数数点点对对点点的的网网络络使使用用某某种种类类型型的的CSMA/CDCSMA/CD，并并且且经经过过多多年年的的改改善善，算算法法使使得得节节点点对对总总线的访问更加公平。线的访问更加公平。不不论论是是主主/从从结结构构，还还是是点点对对点点通通信信结结构构，基基于于源源/目目的的地地的的网网络络在在把把同同样样数数据据发发往往不不同同节节点点时时都都消消耗耗了了过过多多带带宽宽，另另外外要要实实现现协协同同控控制制，想想以以同同步步的的方方式式将将一

22、一个个设设定定值值同同时时送送达达不不同同的的驱驱动动器器将将更更加加困困难，因为数据到达每个驱动器难，因为数据到达每个驱动器(目的地目的地)的时间是不同的。的时间是不同的。2023/1/13244.2 CIP的特点的特点-生产者生产者/消费者模消费者模型型lDeviceNet/ControlNet中中采采用用了了一一个个全全新新的的生生产产者者/消消费费者者网网络络模模型。型。一个典型的生产者一个典型的生产者/消费者模型的数据包结构如下：消费者模型的数据包结构如下：标识符标识符 数据数据 循环冗余检验码循环冗余检验码在生产者在生产者/消费者模型中，信息按内容来标识，如果一个节点消费者模型中，

23、信息按内容来标识，如果一个节点要接收一个数据，仅仅需识别与此信息相连的特定的标识符要接收一个数据，仅仅需识别与此信息相连的特定的标识符(在在DeviceNetDeviceNet中中 用用11位标识符位标识符-CID-连接连接ID），每个数据包，每个数据包不再需要源地址位和目标地址位。不再需要源地址位和目标地址位。因为数据是按内容进行标识的，数据源只需将数据发送一次。因为数据是按内容进行标识的，数据源只需将数据发送一次。许多需用此数据的节点通过在网上同时识别这个标识符，可许多需用此数据的节点通过在网上同时识别这个标识符，可同时地从同一生产者取用同时地从同一生产者取用(消费消费)此同一数据。此同一

24、数据。消费者节点之间可实现精确的同步，而且提高了带宽的有效消费者节点之间可实现精确的同步，而且提高了带宽的有效使用率，其它的设备加入网络后并不增加网络负载，因为它使用率，其它的设备加入网络后并不增加网络负载，因为它们同样可以消费这些相同的信息，当节点发送多个数据组时，们同样可以消费这些相同的信息，当节点发送多个数据组时，对每个数据组使用不同的标识符对每个数据组使用不同的标识符。2023/1/1325生产者/消费者模型2023/1/13264.2 CIP的特点的特点-通讯模式通讯模式 l组组A-主从的点对点（主从的点对点（point to point)通讯通讯(poll,cyclic,cos)l

25、组组B 多点传送多点传送(multicast)的主从通信方式的主从通信方式(strob)l组组C-对等对等(peer to peer）2023/1/132710Identity Usage98765432100Message IDSource MAC IDMessage Group 1Message Group 2Message Group 3Message Group 4Invalid CAN IDMAC IDMsg IDMsg IDSource MAC ID011111111Group 4 Msg ID1111111InvalidRange0-3FF400-5FF600-7BF7C0-7E

26、F7F0-7FFMAC ID（媒体存取控制标识符）（媒体存取控制标识符）分配给分配给 DeviceNet 上每个节点的一个上每个节点的一个整数标识值，用于在网络上识别该节点。整数标识值，用于在网络上识别该节点。MAC ID为六位二进制数，可标为六位二进制数，可标识识64个节点。个节点。Message ID（报文（报文ID）用于标识一个连接所使用的通信通道。用于标识一个连接所使用的通信通道。CID（连接（连接ID）是是MAC ID和报文和报文 ID 的组合，也就是的组合，也就是11位标识符位标识符 CAN/DeviceNet 11位标识符区位标识符区2023/1/13284.3 CIP l对象有

27、关的基本概念对象有关的基本概念l CIP对象模型对象模型l 类库类库 2023/1/13294.3.1对象有关的基本概念对象有关的基本概念DeviceNet使用抽象对象模型来描述产品的通信功能。对象模型是设备通信方面功能的完整定义的集。传统的面向对象编程（OOP）软件设计当中运用数据结构、函数和过程，在对象模型中，我们把这些捆绑到一起，改变这些术语的名字，分别称之为属性(Attributes)，服务(Service)和行为(Behavior)，整个称为对象(Objects)。DeviceNet的每个设备都由两类基本的对象集组成，分的每个设备都由两类基本的对象集组成，分别是别是与通信相关的对象与

28、通信相关的对象和和与应用相关的对象与应用相关的对象。2023/1/13304.3.2CIP对象模型对象模型 类类(Class)l构成一个设备需要不同的功能子集，也即需要不同类型的对象，我们称每类为不同的对象类，每个类有一个唯一的类标识号(0-65535).属性属性(Attributes)l对象含有一些数据变量，称之为属性(attribute),标识号范围为(0-255)，属性反映对象的状态信息或控制对象的操作行为.实例实例(Instance)l有时，设备中有必要包括某类对象的多个拷贝，我们称其中每个拷贝为类的一个实例(instance)，每个实例有相同的属性集，但其属性值是不同的，这样才使得每

29、个实例是唯一的。每个实例有一个唯一的标识号，范围为0-65535。2023/1/13314.3.3CIP对象模型对象模型 服务(Service)l对象提供的功能称为服务对象提供的功能称为服务(Service)，它是对某个对象请求执行的它是对某个对象请求执行的任务。任务。对象编址l前面所讨论的标识号主要用在通过网络上的显式报文协议对设备前面所讨论的标识号主要用在通过网络上的显式报文协议对设备中的事物进行寻址，一个典型的显式报文将包括中的事物进行寻址，一个典型的显式报文将包括MAC地址，类地址，类ID，实例，实例ID，属性，属性ID和要求对象执行某个操作的服务代码。和要求对象执行某个操作的服务代码

30、。l对象编址还用在电子数据表对象编址还用在电子数据表(Electronic Data Sheet-EDS)中对设备中对设备的可组态参数的识别和对象彼此间内在的绑定。如连接路径的可组态参数的识别和对象彼此间内在的绑定。如连接路径(connection path)典型地用类、实例、属性等的识别号来表示。典型地用类、实例、属性等的识别号来表示。2023/1/13324.3.2CIP对象模型对象模型应用应用对象对象报文路由报文路由器对象器对象汇编汇编对象对象参数参数对象对象标识标识对象对象网络特有网络特有的对象的对象连接类连接类与应用有关与应用有关的对象的对象与通讯有关与通讯有关的对象的对象隐式报文隐

31、式报文连接对象连接对象显式报文显式报文连接对象连接对象总线总线图4-4 CIP对象模型（其中灰色的对象为必需的，白色的对象为可选的）2023/1/13334.3.2CIP对象模型对象模型lCIP地址分为为地址分为为3类类公开的（公开的（Open）由由ODVA/CI统一分配统一分配供应商指定的（供应商指定的（Vendor Specific）由设备供应商自）由设备供应商自行分配行分配类指定的（类指定的（Object Class Specific）由类进行分配的，）由类进行分配的，只有服务的地址才有这个类型只有服务的地址才有这个类型lCIP通信通信显式通信显式通信隐式通信隐式通信2023/1/133

32、44.3.2CIP对象模型对象模型显式报文显式报文设备A与应用有关的对象请求响应与通讯有关的对象设备B与应用有关的对象请求响应与通讯有关的对象显式通信用于传输对时间没有苛求的数据，它基于源显式通信用于传输对时间没有苛求的数据，它基于源/目的地目的地模型，只能用于两个节点之间的通信，客户发出请求，服务模型，只能用于两个节点之间的通信，客户发出请求，服务器做出响应。显式通信可以访问任何对象的任何可从外部访器做出响应。显式通信可以访问任何对象的任何可从外部访问的数据。问的数据。2023/1/13354.3.2CIP对象模型对象模型设备A与应用有关的对象I/O数据与通讯有关的对象设备B与应用有关的对象

33、与通讯有关的对象隐式报文I/O数据图4-6CIP隐式通讯原理隐式通信用于传输对时间有苛求的数据隐式通信用于传输对时间有苛求的数据(主要是主要是I/O数据数据)，它，它基于生产者基于生产者/消费者模型，支持多播。消费者模型，支持多播。2023/1/13364.3.3 类库类库l类描述类描述 类描述是对类的功能的一个简短描述类描述是对类的功能的一个简短描述 l类编码类编码 类标识号类标识号(0-65535)(0-65535)l属性属性 类属性和对象属性类属性和对象属性 l服务服务 CIP通用服务和类特有的服务通用服务和类特有的服务 l行为行为 行为给出当一个会改变对象状态的事件发生后对象的行为给出

34、当一个会改变对象状态的事件发生后对象的反应反应 2023/1/13374.3.3 类库类库l链路生产者类链路生产者类l链路消费者类链路消费者类 链路生产者对象链路消费者对象连接对象应用对象发送接收图4-7链路生产者对象、链路消费者对象和连接对象关系图两个没有类编码，也没有在类库中两个没有类编码，也没有在类库中给出定义的类给出定义的类2023/1/13384.4 CIP设备描述设备描述l设备描述（设备描述（Device Profile）对某一类型设备的重要特性的描述对某一类型设备的重要特性的描述lCIP规范提供设备描述的目的规范提供设备描述的目的 实现互操作和互换性实现互操作和互换性lCIP设备

35、描述的内容设备描述的内容 设备的对象模型的定义设备的对象模型的定义 设备的设备的I/O数据的格式数据的格式 设备配置的定义设备配置的定义 2023/1/13394.4 CIP设备描述设备描述表4-11现有的设备描述清单2023/1/13404.4 CIP设备描述设备描述表4-12光电传感器用到的类2023/1/1341 表4-13光电传感器中各个对象对设备行为的影响对象对设备行为的影响标识对象支持复位服务报文路由器对象无影响网络特有的对象配置端口属性连接对象包含进出设备的逻辑端口数目汇编对象定义I/O数据格式参数对象为设备的可配置参数提供公共接口存在检测对象影响输出值4.4 CIP设备描述设备

36、描述2023/1/13424.4 CIP设备描述设备描述表4-14光电传感器的对象接口对象接口标识对象报文路由器对象报文路由器对象显式连接对象网络特有的对象报文路由器对象连接对象报文路由器对象汇编对象报文路由器对象、I/O连接对象参数对象报文路由器对象存在检测对象报文路由器对象、汇编对象、参数对象2023/1/13434.4 CIP设备描述设备描述表4-15 光电传感器的汇编对象的“数据”属性格式第7位第6位第5位第4位第3位第2位第1位第0位保留保留保留保留保留保留诊断输出2023/1/13444.4 CIP设备描述设备描述ParmsParam1=0,$数据占位符2,”200e2401300

37、8”,$路径长度、路径0 x0002,$描述符4,1$数据类型及大小（布尔型）“OperateMode”,$参数名称“”,$单位（没有使用）“”,$用户手册参考（没有使用）0,1,0,$最小值、最大值、缺省值0,0,0,0,$缩放有关参数值（没有使用）0,0,0,0,$缩放有关链接（没有使用）1;$小数位EnumParParam1=“LightOperate”,$当值为0时“DarkOperate”;$当值为1时光电传感器的配置光电传感器的配置2023/1/1345设备行规DeviceNet使用设备行规来实现设备之间的互操作性，同类设备的可互换性和行为一致性。设备行规有专家达成一致意见的标准行

38、规和一般的或厂商自定义的非标准行规。ODVA负责在技术规范中发布设备行规。根据DeviceNet技术规范的使用协议，每个厂商为其每个DeviceNet产品发布一致性兼容声明，其内容涉及此设备所遵循的技术规范的发布日期和版本号，设备中实现的所有协议的选项和设备遵循的设备行规。另外，厂商附加的任何性能都要求通过网络可以公开访问。设备行规是一个设备的基于对象模型的正式定义，包括以下内容：设备的内部构造（使用对象库中的对象或用户自定义对象，定义了设备行为的详细描述）I/O数据（数据交换的内容和格式，以及在设备内部的映象所表示的含义。）可组态的属性（怎样被组态，组态数据的功能，它可能包括EDS信息）20

39、23/1/13464.5 CIP设备开发设备开发l概念概念 为设备开发某种为设备开发某种CIP网络接口，使之具备网络接口，使之具备该种该种CIP网络通讯能力网络通讯能力lCIP网络的技术规范网络的技术规范 l硬件开发部分和软件开发硬件开发部分和软件开发 l编写编写EDS文件文件 l一致性测试一致性测试 测试测试CIP设备是否与相应的设备是否与相应的CIP网络规范保网络规范保持一致持一致 2023/1/13474.6 CIP网络组网网络组网l4.6.1 网络规划和安装网络规划和安装l4.6.2 设备配置设备配置2023/1/13484.6.1 网络规划和安装网络规划和安装l需求分析需求分析 l选

40、择合适的网络选择合适的网络 l选择各个网络部件选择各个网络部件 l制定详细的网络方案制定详细的网络方案 l安装网络安装网络 l检查和调试网络并解决存在的问题检查和调试网络并解决存在的问题 2023/1/13494.6.1 网络规划和安装网络规划和安装l需求分析需求分析需要上网的设备清单，以及每个设备对网络通讯功需要上网的设备清单，以及每个设备对网络通讯功能的需求，即到底是传输对时间有苛求的数据，还能的需求，即到底是传输对时间有苛求的数据，还是传输对时间没有苛求的数据，还是两者都需要；是传输对时间没有苛求的数据，还是两者都需要；需要相互通讯的清单，即哪些设备之间需要进行通需要相互通讯的清单，即哪

41、些设备之间需要进行通讯，通讯到底是实时通讯还是非实时通讯；讯，通讯到底是实时通讯还是非实时通讯；每项通讯的性能指标要求，包括对实时性、确定性、每项通讯的性能指标要求，包括对实时性、确定性、可重复性的要求、通讯数据量的大小、可重复性的要求、通讯数据量的大小、I/O数据输入数据输入/输出的容许最大时间间隔、可以接受的费用等；输出的容许最大时间间隔、可以接受的费用等；网络工作的环境条件情况，如温度、湿度、有无腐网络工作的环境条件情况，如温度、湿度、有无腐蚀性化学物质、振动、电磁干扰等。蚀性化学物质、振动、电磁干扰等。2023/1/13504.6.1 网络规划和安装网络规划和安装l制定网络方案制定网络

42、方案 确定通讯波特率。选择通讯波特率要考虑多方面的确定通讯波特率。选择通讯波特率要考虑多方面的因素，包括应用对带宽的需求、成本等。值得注意因素，包括应用对带宽的需求、成本等。值得注意的是，通信波特率越低，抗电磁干扰能力就越强。的是，通信波特率越低，抗电磁干扰能力就越强。确定各个设备的摆放位置。要确保各个设备的工作确定各个设备的摆放位置。要确保各个设备的工作环境能够满足要求。环境能够满足要求。确定每个连接的距离，保证网段的长度在限值以内。确定每个连接的距离，保证网段的长度在限值以内。注意网络安全。控制网络与办公网络之间、控制网注意网络安全。控制网络与办公网络之间、控制网络与络与Internet之

43、间应该有必要的隔离。之间应该有必要的隔离。2023/1/13514.6.2设备配置设备配置l两种配置方式两种配置方式利用设备提供的拨码开关、跳线、拨轮、插针、人利用设备提供的拨码开关、跳线、拨轮、插针、人机界面等，直接在设备上进行配置机界面等，直接在设备上进行配置 在与在与CIP网络相连的计算机上进行远程配置网络相连的计算机上进行远程配置l提供设备配置所需要的信息的方式提供设备配置所需要的信息的方式 打印稿打印稿EDS文件文件参数对象描述参数对象描述EDS文件和参数对象描述两种方式相结合文件和参数对象描述两种方式相结合使用配置汇编对象使用配置汇编对象2023/1/13524.6.2设备配置设备

44、配置lEDS文件文件lCIP设备配置软件设备配置软件DeviceNet设备配置软件设备配置软件 RSNetworx for DeviceNetControlNet设备配置软件设备配置软件 RSNetworx for ControlNetEthernet设备配置软件设备配置软件 RSNetworx for Ethernet2023/1/1353 表4-1 三种CIP网络对比CIP网络名称DeviceNetControlNetEtherNet/IP传输介质电缆同轴电缆、光纤同轴电缆、光纤、非屏蔽双绞线通 讯 波 特 率/（bit/s）0.125/0.25/0.5510/100最大节点数6499很多

45、最 大 网 段 距 离/(km)0.5（当通讯波特率为125kbit/s时）5km（同轴电缆）30km（光纤）因传输介质和通讯波特率而不同MAC数据包长度/B0-80-5100-1500是否网络供电是否否是否支持本质安全否是否是否支持介质冗余否是是节点成本低高高2023/1/13544.7 小结小结lCIP协议技术上的先进性，给三种应用层使用协议技术上的先进性，给三种应用层使用CIP协议协议的网络（的网络（DeviceNet、ControlNet和和EtherNet/IP）带来）带来一些公共的特点，如功能强大、灵活性强，并且具有一些公共的特点，如功能强大、灵活性强，并且具有良好的实时性、确定性

46、、可重复性和可靠性。可通过良好的实时性、确定性、可重复性和可靠性。可通过一个网络传输多种不同类型的数据，完成了以前需要一个网络传输多种不同类型的数据，完成了以前需要两个网络才能完成的任务，体现了其功能的强大。对两个网络才能完成的任务，体现了其功能的强大。对多种通讯模式和多种多种通讯模式和多种I/O数据触发方式的支持，体现了数据触发方式的支持，体现了其灵活性。面向连接的特性，用基于生产者其灵活性。面向连接的特性，用基于生产者/消费者的消费者的方式发送对时间有苛求的报文，保证了其通讯的实时方式发送对时间有苛求的报文，保证了其通讯的实时性、确定性、可重复性以及可靠性。性、确定性、可重复性以及可靠性。l每种每种CIP网络又有其各自的一些特点，因此其应用场合网络又有其各自的一些特点，因此其应用场合也有显著不同。也有显著不同。DeviceNet通常是作为设备层网络使用通常是作为设备层网络使用的，而的，而ControlNet和和EtherNet/IP通常是作为控制层网通常是作为控制层网络使用的。络使用的。2023/1/1355