現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的思考
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CIP應(yīng)運而生
CIP協(xié)議規(guī)范的英文全稱為“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)無關(guān)”的公共的“網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用層、用戶層”協(xié)議規(guī)范，也就是說它可以實現(xiàn)“異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)”下的系統(tǒng)的“互連”、“互通”，直至“互換”功能。
CIP與其它現(xiàn)場總線技術(shù)通訊協(xié)議一個很大的不同就是有一個具有“網(wǎng)絡(luò)傳輸層”功能的“CIP Messaging”協(xié)議規(guī)范。其中最核心的部分就是將應(yīng)用對象之間通訊關(guān)系抽象為“連接(Connection)”，并與之相應(yīng)制定了應(yīng)用對象的邏輯地址規(guī)范，從而使CIP協(xié)議可以不依賴于某一具體的網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)，而是用邏輯對象地址來定義“連接(Connection)”關(guān)系。
同時，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)平臺上具體實現(xiàn)時唯一需要的接口就是與該網(wǎng)絡(luò)平臺相對應(yīng)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(gòu)網(wǎng)絡(luò)”條件下實現(xiàn)系統(tǒng)的“互連”、“互通”，直至“互換”功能奠定了基礎(chǔ)。
更進一步，與其它眾多“自底向上”構(gòu)筑“垂直一體化”通訊協(xié)議的現(xiàn)場總線技術(shù)不同，它不是根據(jù)物理層和數(shù)據(jù)
I/O Connection：主要是針對傳送用于監(jiān)視、控制等有一定的實時性要求的數(shù)據(jù)時的通訊關(guān)系，其中絕大部分應(yīng)該是傳送傳統(tǒng)上用于實時監(jiān)控的I/O數(shù)據(jù)，故以此命名。這種“連接(Connection)”關(guān)系的特點是必須預(yù)先通過配置工具逐一對與該“連接(Connection)”相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用對象及整個數(shù)據(jù)鏈路上的各個節(jié)點進行配置和分配固定的資源后才能建立起來，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(yīng)用對象之間已經(jīng)對數(shù)據(jù)內(nèi)容達(dá)成共識，因此所有傳送數(shù)據(jù)均為“元數(shù)據(jù)”，無需對數(shù)據(jù)類型或數(shù)據(jù)本身作任何標(biāo)識說明或功能描述，傳輸效率最高，而且整個數(shù)據(jù)鏈路已預(yù)分配資源，傳輸可靠性也最高，所以可以滿足“實時”控制數(shù)據(jù)的傳送要求。
Explicit Message Connection：主要是針對傳送用于工程設(shè)計組態(tài)、集中管理維護、故障診斷調(diào)試等過程中所需傳送的非實時信息。它通常是通過點對點的報文傳送在兩個應(yīng)用對象之間以相互交互的方式傳送，由于報文中的數(shù)據(jù)內(nèi)容會隨著雙方的狀態(tài)變化和交互過程而變化，因此報文本身必須同時攜帶對傳送數(shù)據(jù)的類型標(biāo)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)系的特點是通訊雙方的任何一方應(yīng)用對象均可應(yīng)自身的信息傳送需求動態(tài)發(fā)起和建立這種“連接(Connection)”關(guān)系，而且是“點對點”的“雙工”通訊模式，非常便于應(yīng)用對象之間的“交互式對話”。通訊過程結(jié)束后即拆除“連接(Connection)”并回收資源，這一模式對“陣發(fā)式”信息類數(shù)據(jù)傳送是非常合適的。
Bridged Connection：由于在任何一個較大規(guī)模的系統(tǒng)中都不可能或不會將所有的控制元器件集中在一個物理網(wǎng)段中，即一般都可能配置成多個網(wǎng)段互連，可能是“同構(gòu)網(wǎng)段”，也可能是“異構(gòu)網(wǎng)段”。而當(dāng)若有數(shù)據(jù)需從某一個網(wǎng)段傳送到另一網(wǎng)段時，不論是I/O數(shù)據(jù)還是Explicit Message，則其所要經(jīng)過的跨網(wǎng)段的中間節(jié)點(Bridge)必須承擔(dān)路由所需的“連接(Connection)”關(guān)系，實際上即是該節(jié)點必須在其內(nèi)部分別創(chuàng)建與每個網(wǎng)段“Link Object”相應(yīng)的“背靠背”的“連接(Connection)”對象。 縱觀整個CIP協(xié)議規(guī)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”分類模型：“I/O Connection”、“Explicit Message Connection”、“Bridged Connection”。這使得CIP協(xié)議真正成為一個“與網(wǎng)絡(luò)硬件無關(guān)的具有路由功能的跨網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議”，同時也使得它成為在“異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)”環(huán)境下實現(xiàn)系統(tǒng)的“互連”、“互通”，直至“互換”功能的核心技術(shù)規(guī)范。
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