現(xiàn)場總線技術標準化的思考
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CIP應運而生
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)絡技術平臺之上的“與網(wǎng)絡硬件技術無關”的公共的“網(wǎng)絡傳輸層、應用層、用戶層”協(xié)議規(guī)范，也就是說它可以實現(xiàn)“異構網(wǎng)絡”下的系統(tǒng)的“互連”、“互通”，直至“互換”功能。
CIP與其它現(xiàn)場總線技術通訊協(xié)議一個很大的不同就是有一個具有“網(wǎng)絡傳輸層”功能的“CIP Messaging”協(xié)議規(guī)范。其中最核心的部分就是將應用對象之間通訊關系抽象為“連接(Connection)”，并與之相應制定了應用對象的邏輯地址規(guī)范，從而使CIP協(xié)議可以不依賴于某一具體的網(wǎng)絡硬件技術，而是用邏輯對象地址來定義“連接(Connection)”關系。
同時，將某一種具體的網(wǎng)絡技術平臺抽象為與網(wǎng)絡接口相關的“物理鏈路對象(Link Object)”，這樣使得CIP協(xié)議在不同的網(wǎng)絡技術平臺上具體實現(xiàn)時唯一需要的接口就是與該網(wǎng)絡平臺相對應的“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”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。
更進一步，與其它眾多“自底向上”構筑“垂直一體化”通訊協(xié)議的現(xiàn)場總線技術不同，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)時的通訊關系，其中絕大部分應該是傳送傳統(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)”關系的特點是必須預先通過配置工具逐一對與該“連接(Connection)”相關聯(lián)的應用對象及整個數(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系的應用對象之間已經(jīng)對數(shù)據(jù)內(nèi)容達成共識，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計組態(tài)、集中管理維護、故障診斷調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)”關系的特點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態(tài)發(fā)起和建立這種“連接(Connection)”關系，而且是“點對點”的“雙工”通訊模式，非常便于應用對象之間的“交互式對話”。通訊過程結束后即拆除“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“同構網(wǎng)段”，也可能是“異構網(wǎng)段”。而當若有數(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)必須承擔路由所需的“連接(Connection)”關系，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)絡硬件無關的具有路由功能的跨網(wǎng)絡的網(wǎng)絡通訊協(xié)議”，同時也使得它成為在“異構網(wǎng)絡”環(huán)境下實現(xiàn)系統(tǒng)的“互連”、“互通”，直至“互換”功能的核心技術規(guī)范。
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