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EtherNet/IP协议基础知识(Part 1)

一、EtherNet/IP基础概念

1.ODVA组织简介

ODVA成立于1995年,是一个全球性协会,其成员包括世界领先的自动化公司。ODVA的使命是促进工业自动化中开放的,可互操作的信息和通信技术。ODVA将其独立于媒体的网络协议,通用工业协议或“CIPTM”以及CIP的网络改进版EtherNet/IPTM,DeviceNetTM , CompoNetTM和ControlNetTM视为其核心技术。其负责的主要内容有:

 1) 设备的一致性测试认证与互操作;

 2)  授权EtherNet/IP技术;

 3) 发放Vendor ID代表厂商设备信息;

 4)  其下的SIG小组负责各类规范、方针等内容的制定。

2.EtherNet/IP基础架构

2.1 EtherNet/IP OSI参考模型

图:EtherNet/IP的ISO/OSI参考模型  

EtherNet/IP的ISO/OSI参考模型如上图所示,其物理层、链路层、网络层、传输层均与标准以太网相同,特点在于其在传输层之上增添了一个封装层,对来自应用层的数据进行报文格式的封装;而应用层采用的是CIP协议,满足其在工业自动化领域的一些功能和服务。

特点:

 1) 服务于各类工业自动化应用;

 2) 基于标准的IEEE802.3与TCP/IP Suite;

 3) 应用层采用通用工业协议CIP;

 4) IT集成,包括Web、OPC等服务;

 5)  物理层实现基于标准的以太网控制器;

 6)  规定了特定的传输端口,UDP/IP(PORT 44818),TCP/IP(PORT 44818)。

2.2 EtherNet/IP 各层功能特点

2.2.1 物理层:

1)传输介质可选铜缆双绞线或光纤;

2)几乎可以容纳无限数量的点对点节点;

3)可以通过嵌入式交换机技术和设备级环网技术来实现线型、星型和环网拓扑;

4)可根据需求选择不同的物理接口:基本的以太网连接,支持COTS现成商用标准,适合IP 20应用;工业等级应用,需性能增强的RJ-45连接器,密封RJ-45连接器以及更紧凑的M12连接器,适合IP 67应用;

2.2.2 数据链路层与网络层:

图:EtherNet/IP的以太网帧格式  

EtherNet/IP的链路层帧格式如上图所示,与标准以太网没有区别,遵循IEEE 802.3规范设计,并支持全双工传输。

图:EtherNet/IP的网络层与传输层  

同时网络层与传输层也使用TCP/IP与UDP/IP进行传输,两种方式分别传输两种不同的消息:TCP/IP是面向连接的点对点传输,并且传输的是封装CIP explicit messages(显示消息),主要用于配置信息与诊断数据的传输;UDP/IP是单对多的广播传输,主要用于实时性要求较高的数据传输,并由Timeout机制检测是否传输出错。

关于虹科工业通讯:

虹科是一家在工业自动化领域,特别是工业总线通讯行业经验超过10年的高科技公司。虹科工业通讯事业部与世界知名的工业通讯专家【PEAK-System,Hilscher,Kunbus,SYS TEC,Koenig-Pa,Port,Copa-data,TenAsys,SoC-e、RELYUM】等深度合作,提供业内顶尖水平的工业总线协议软硬件解决方案,协议类型包含【CAN、CANopen、EtherCAT、Profibus、Profinet、Ethernet/IP、TSN】等,产品类型包含代码、软件、芯片、板卡、模块等。虹科工业通讯以客户需求为导向,以技术能力为基础,为国内企业提供最适合的产品和最满意的服务。特别是在工业4.0的大环境下,虹科工业通讯与时俱进,推出了TSN(时间敏感网络)的解决方案,后者将在推动万物互联的潮流中扮演着如高速公路般的连接作用。

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作者:虹科工业通讯---梁桦圳

排版:虹科工业通讯---黄怡

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