現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)標準化的思考
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CIP應運而生
CIP協(xié)議規范的英文全稱(chēng)為“Control and Information Protocol”，即“控制與信息通訊協(xié)議”， 它是疊加在ControlNet、DeviceNet和EtherNet這三種完全不同的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)平臺之上的“與網(wǎng)絡(luò )硬件技術(shù)無(wú)關(guān)”的公共的“網(wǎng)絡(luò )傳輸層、應用層、用戶(hù)層”協(xié)議規范，也就是說(shuō)它可以實(shí)現“異構網(wǎng)絡(luò )”下的系統的“互連”、“互通”，直至“互換”功能。
CIP與其它現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)通訊協(xié)議一個(gè)很大的不同就是有一個(gè)具有“網(wǎng)絡(luò )傳輸層”功能的“CIP Messaging”協(xié)議規范。其中最核心的部分就是將應用對象之間通訊關(guān)系抽象為“連接(Connection)”，并與之相應制定了應用對象的邏輯地址規范，從而使CIP協(xié)議可以不依賴(lài)于某一具體的網(wǎng)絡(luò )硬件技術(shù)，而是用邏輯對象地址來(lái)定義“連接(Connection)”關(guān)系。
同時(shí)，將某一種具體的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)平臺抽象為與網(wǎng)絡(luò )接口相關(guān)的“物理鏈路對象(Link Object)”，這樣使得CIP協(xié)議在不同的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)平臺上具體實(shí)現時(shí)唯一需要的接口就是與該網(wǎng)絡(luò )平臺相對應的“物理鏈路對象”，如“DeviceNet Link Object”、“ControlNet Link Object”和“Ethernet Link Object”等等，而其上層的協(xié)議都可不受影響并保持一致，這也就為在跨平臺的“異構網(wǎng)絡(luò )”條件下實(shí)現系統的“互連”、“互通”，直至“互換”功能奠定了基礎。
更進(jìn)一步，與其它眾多“自底向上”構筑“垂直一體化”通訊協(xié)議的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)不同，它不是根據物理層和數據
I/O Connection：主要是針對傳送用于監視、控制等有一定的實(shí)時(shí)性要求的數據時(shí)的通訊關(guān)系，其中絕大部分應該是傳送傳統上用于實(shí)時(shí)監控的I/O數據，故以此命名。這種“連接(Connection)”關(guān)系的特點(diǎn)是必須預先通過(guò)配置工具逐一對與該“連接(Connection)”相關(guān)聯(lián)的應用對象及整個(gè)數據鏈路上的各個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行配置和分配固定的資源后才能建立起來(lái)，其優(yōu)勢就是一旦建立起這一“連接(Connection)”，則所有加入這一通訊關(guān)系的應用對象之間已經(jīng)對數據內容達成共識，因此所有傳送數據均為“元數據”，無(wú)需對數據類(lèi)型或數據本身作任何標識說(shuō)明或功能描述，傳輸效率最高，而且整個(gè)數據鏈路已預分配資源，傳輸可靠性也最高，所以可以滿(mǎn)足“實(shí)時(shí)”控制數據的傳送要求。
Explicit Message Connection：主要是針對傳送用于工程設計組態(tài)、集中管理維護、故障診斷調試等過(guò)程中所需傳送的非實(shí)時(shí)信息。它通常是通過(guò)點(diǎn)對點(diǎn)的報文傳送在兩個(gè)應用對象之間以相互交互的方式傳送，由于報文中的數據內容會(huì )隨著(zhù)雙方的狀態(tài)變化和交互過(guò)程而變化，因此報文本身必須同時(shí)攜帶對傳送數據的類(lèi)型標識和功能描述，因此將其命名為“顯式報文連接(Explicit Message Connection)。這種“連接(Connection)”關(guān)系的特點(diǎn)是通訊雙方的任何一方應用對象均可應自身的信息傳送需求動(dòng)態(tài)發(fā)起和建立這種“連接(Connection)”關(guān)系，而且是“點(diǎn)對點(diǎn)”的“雙工”通訊模式，非常便于應用對象之間的“交互式對話(huà)”。通訊過(guò)程結束后即拆除“連接(Connection)”并回收資源，這一模式對“陣發(fā)式”信息類(lèi)數據傳送是非常合適的。
Bridged Connection：由于在任何一個(gè)較大規模的系統中都不可能或不會(huì )將所有的控制元器件集中在一個(gè)物理網(wǎng)段中，即一般都可能配置成多個(gè)網(wǎng)段互連，可能是“同構網(wǎng)段”，也可能是“異構網(wǎng)段”。而當若有數據需從某一個(gè)網(wǎng)段傳送到另一網(wǎng)段時(shí)，不論是I/O數據還是Explicit Message，則其所要經(jīng)過(guò)的跨網(wǎng)段的中間節點(diǎn)(Bridge)必須承擔路由所需的“連接(Connection)”關(guān)系，實(shí)際上即是該節點(diǎn)必須在其內部分別創(chuàng )建與每個(gè)網(wǎng)段“Link Object”相應的“背靠背”的“連接(Connection)”對象。 縱觀(guān)整個(gè)CIP協(xié)議規范，其中最具特色的是其“Connection”這一抽象對象，以及非常符合“控制和信息”傳送需求的“Connection”分類(lèi)模型：“I/O Connection”、“Explicit Message Connection”、“Bridged Connection”。這使得CIP協(xié)議真正成為一個(gè)“與網(wǎng)絡(luò )硬件無(wú)關(guān)的具有路由功能的跨網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議”，同時(shí)也使得它成為在“異構網(wǎng)絡(luò )”環(huán)境下實(shí)現系統的“互連”、“互通”，直至“互換”功能的核心技術(shù)規范。
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