EtherNet/IP

1、简介

工业自动化系统的网络必须要为用户提供三种主要的服务：

（1）控制，这是最重要的功能，控制服务主要用于完成控制设备与IO设备之间的数据交换，并且有苛刻的实时性要求。（控制设备如PLC,I/O设备如变频器、传感器及其他执行机构）。

（2）配置服务，方便用户对自动化设备进行设置和维护。通常，用户需要使用个人计算机或类似设备对系统中不同的设备进行编程配置。这项任务不仅需要单独执行，而且还要在控制系统运行的情况下，支持配置服务。

（3）数据采集，用户需要采集自动化系统运行过程中的各种数据，用于人机界面显示、数据分析、趋势图绘制、故障处理和维护。

2、典型的工业自动化系统网络结构

典型的工业自动化系统网络包括：信息层、控制层、设备层。

（1）信息层：通过以太网实现。如pc

（2）控制层：利用网络的确定性和介质是否冗余等传统标准来衡量某一网络是否作为控制层网络。如PLC

（3）设备层：要求传输的数据比较小，能够通过一根结实、耐用的电缆来完成数据传输和设备供电。如I/O、PLC

ODVA(开放DeviceNet供应商协会)和ControlNet 两家组织推出的新CIP协议-----EtherNet/IP，实现了通过以太网提供控制、配置和数据采集的服务。能够作为信息层网络和控制层网络来使用。他是一种面向对象的协议，能够保证网络上隐式的实时I/O信息和显示信息（包括用于组态、参数设置、诊断等）的有效传输。

3、CIP协议在以太网上的实现

图1  应用CIP的EtherNet/IP

CIP协议是一个端到端的面向对象并提供了工业设备和高级设备之间的连接协议，它独立于物理层和数据链路层之上.CIP有两个主要的目的：

（1）传输同I/O设备相联系的面向控制的数据。

（2）传输其他同被控系统的相关的信息，如组态、参数设置和诊断等。

CIP协议规范主要由：对象模型、通用对象库、设备行规、电子数据表、信息管理等组成。

3.1 对象模型

CIP对象模型使用抽象的对象模型来描述可供使用的一系列通信服务、CIP节点的外部特性和CIP产品获得及交换信息的通用方法。

3.2 通用对象库

CIP协议簇包括一些通用定义的对象。所有对象可以分为3类，分别为通用对象、应用对象、网络特定对象。 CIP对象在结构上划分为类、示例、属性。CIP 对象在寻址时采用的方案主要包括媒体访问比爱之（MAC ID）、类标识（Class ID）、示例标识（Instance ID）、属性标志（Attribute ID）、服务代码（Service Code）。

3.3 设备行规

CIP设备行规为设备提供了一致性规范，这使得设计具有较高一致性的设备更加容易。通常，功能相似的产品很可能具有完全不同的结构，表现出完成不同的特点，CIP设备行规对对象结构和属性的详细描述很好的解决了这个问题，它对常用的各种设备类型提供了较详细的方案，每一个工业设备都由一些对象及一些特定设备相关的可选属性组成。

3.4 电子数据表

电子数据表是提供一种为设备提供标准配置的方法，他提供了产品开发信息和配置工具设计方法，保存了设备的配置数据。采用简单的EDS文件格式，供货商可以将产品的特殊信息提供给其他供货商。这样可以具有友好的用户配置工具，可以很容易地更新，而无需经常修正配置软件工具。

3.5 信息管理

从CIP对象模型可以看到CIP协议采用未连接管理器和连接管理器来处理网络上的信息。EntherNet/IP协议是基于高层网络连接的协议，一个连接为多种应用之间提供传送信心的通道，未连接管理器是为尚未连接的设备创立连接。每一个连接被建立时，这个连接就被赋予一个连接的ID，如果连接包括双向数据交换，那它就被赋予两个连接ID.

4. CIP 封装