控制及信息协议（CIP）

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1、控制及信息协议（CIP）CIP网络概述CIP（CommmonIndustrailProtocol通用工业协议）是一种为工业应用开发的应用层协议，被DeviceNet、ControllNet、EtherNet/IP三种网络所采用，因此这三种网络相应地统称为CIP网络。三种CIP网络都已成为国际标准，DeviceNet、ControllNet、EtherNet/IP各自的规范中分别给出CIP的定义（以下称CIP规范），三种规范对CIP的定义大同小异，只是在与网络底层有关的部分不一样。三种CIP网络的网络模型和ISO/OSI参考模型对照如下图所示。

2、DeviceNet是一种基于控制器局域网（CAN）的网络，除了其物理层的传输介质、收发器等是自己定义的以外，物理层的其它部分和数据链路都采用CAN协议。ControllNet的物理层是自己定义的，数据链路层用的是同时间域多路访问（ConcurrentTimeDomainMultipleAccess―CTDMA）协议EtherNet/IP是一种基于以太网技术和TCP/IP技术的工业以太网，因此其物理层和数据链路层用的是以太网的协议、网络层和传输层用的是TCP/IP协议族中的协议，应用层除了使用CIP外，也使用了TCP/IP协议族中的应用层协议。

3、CIP网络特点由于应用层采用CIP，相对而言CIP网络具有以下特点:1、功能强大、灵活性强.CIP网络功能的强大，体现在可通过一个网络传输多种类型的数据，完成以前需要两个网络才能完成的任务。其灵活性题现在对多种通讯模式和多种I/O数据触发方式的支持。2、具有良好的实时性、确定性、可重复性和可靠性。主要体现在用基于生产者/消费者（Producer/Consumer）模型的方式发送对时间有苛求的报文等方面。三种CIP网络对比依据网络底层采用的协议不同，每种CIP网络又有各自的一些特点。三种CIP网络对比见下表：从表中可以看出DeviceNet具有

4、节点成本低、网络供电等特点；ControlNet具有通讯波特率高、支持介质冗余和本质安全等特点；而EtherNet/IP作为一种工业以太网，具有高性能、低成本、易使用、易于和内部网甚至因特网进行信息集成等特点。信息层网络：提供高带宽、低确定性的通信服务自动化系统网络控制层网络：提供中等带宽、高确定性的通信服务设备层网络：提供低带宽、低成本、高确定性的通信服务设备层网络：DeviceNet控制层网络：ControlNet、EtherNet/IPCIP的特点1、报文传输服务质量评价指标：确定性、单位时间内有通信行为的节点所占的比例、响应时间。CI

5、P报文分为两种：－显式报文：包含解读该报文所需要的信息，用于传输对时间没有苛求的数据。－隐式报文：含义在网络配置时确定，用于传输对时间有苛求的数据。DeviceNet：隐式报文使用优先级高的报头，显式报文使用优先级低的报头ControlNet：隐式，预定时间段；显式，非预定时间段EtherNet/IP：隐式，UDP；显式，TCP2、面向连接通信开始之前先建立连接，获取唯一的连接标识符（CID）。CID的定义及格式与具体网络有关。建立连接需要用到未连接报文（包含目的地址、内部数据描述、源地址）。CIP连接两种：－显式连接：未连接报文管理器（UC

6、MM）AB连接建立过程：A广播发送请求→所有节点收到请求，判断→B判断发给自己→UCMM反应→广播发送响应→A接收，得到CID→连接建立－隐式连接：在网络配置时建立，过程复杂连接层次（从上往下）：应用连接、传输连接、网络连接。传输类型4种：LISTEN＿ONLY连接依赖于另一个连接，若其所依赖的连接关闭，该连接也关闭。其余三种无依赖。传输类7种，表3－27。3、生产者/消费者模型工业网络两类：源/目的地模型，Profibus等；生产者/消费者模型，3种CIP网络，基金会现场总线（1）基于源/目的地模型：根据目的地址判断是否发给自己报文格式：源

7、地址目的地址数据校验和（2）基于生产者/消费者模型每个报文都有唯一的报文标识符（MessageID-MID），在发送报文之前，要在发送节点和接收节点之间建立连接，这样，接收节点就知道发送给自己的报文MID是什么样的。然后，报文发送节点把MID、数据、校验以及其他一些必要的信息组成报文，发送到网络上。报文接收节点根据报文的MID来判断是不是发给自己的，如果是，就接收。报文格式：MID数据校验和基于源/目的地模型的网络只支持点对点通信，基于生产者/消费者模型的网络除支持点对点通信外，还支持多播通信，即在网络上可以同时给几个其他节点发送报文。CIP

8、对多播的支持由CIP的原理决定，但同时也需要网络底层提供支持。比如，EthererNet/IP多播功能的实现需要用到IP多播技术。多播通信的优点：－节约带宽，提高通