摘 要：本文歸納和總結了美國羅克韋爾公司Allen-Bradley的CIP網絡技術，在新疆八鋼股份公司第二煉鋼廠1＃板坯連鑄機自動控制系統中應用中的硬件構成、網絡配置特點和系統主要功能等，是網絡技術在生產實際中的典型應用。 關鍵詞： CIP網絡 CIP網絡特點 CIP網絡構成 1、前言　　　　 新疆八鋼股份公司第二煉鋼廠1#板坯連鑄機網絡系統主要采用了美國羅克韋爾公司Allen-Bradley部門開發的CIP網絡技術。 2、CIP網絡概況 2.1 CIP網絡簡介 CIP（Commmon Industrail Protocol通用工業協議）是一種為工業應用開發的應用層協議，被DeviceNet、ControllNet、EtherNet/IP三種網絡所采用，因此這三種網絡相應地統稱為CIP網絡。三種CIP網絡都已成為國際標準，DeviceNet、ControllNet、EtherNet/IP各自的規范中分別給出CIP的定義（以下稱CIP規范），三種規范對CIP的定義大同小異，只是在與網絡底層有關的部分不一樣。三種CIP網絡的網絡模型和ISO/OSI參考模型對照如圖2－1所示。 DeviceNet是一種基于控制器局域網（Controller Area Work―CAN）的網絡，除了其物理層的傳輸介質、收發器等是自己定義的以外，物理層的其它部分和數據鏈路都采用CAN協議。ControllNet的物理層是自己定義的，數據鏈路層用的是同時間域多路訪問（Concurrent Time Domain Multiple Access―CTDDMA）協議。EtherNet/IP是一種基于以太網技術和TCP/IPJ技術的工業以太網，因此其物理層和數據鏈路層用的是以太網的協議、網絡層和傳輸層用的是TCP/IP協議族中的協議，應用層除了使用CIP外，也使用了TCP/IP協議族中的應用層協議。 2.2 CIP網絡特點： 由于應用層采用CIP，相對而言CIP網絡具有以下特點: 1、功能強大、靈活性強. CIP網絡功能的強大，體現在可通過一個網絡傳輸多種類型的數據，完成以前需要兩個網絡才能完成的任務。其靈活性題現在對多種通訊模式和多種I/O數據觸發方式的支持。 2、具有良好的實時性、確定性、可重復性和可靠性。主要體現在用基于生產者/消費者（Producer/Consumer）模型的方式發送對時間有苛求的報文等方面。 ①在基于生產者/消費者模型的網絡中，每個報文都有唯一的報文標識符（Message ID-MID），其格式如圖2－2所示。在發送報文之前，要在發送節點和接收節點之間建立連接，這樣，接收節點就知道發送給自己的報文MID是什么樣的。然后，報文發送節點把MID、數據、校驗以及其他一些必要的信息組成報文，發送到網絡上。報文接收節點根據報文的MID來判斷是不是發給自己的，如果是，就接收。 ②基于生產者/消費者模型的網絡支持點對點通訊，還支持多播通訊，即在網絡上可以同時給幾個其他節點發送報文。CIP對多播的支持由CIP的原理決定，但同時也需要網絡底層提供支持。比如， EthererNet/IP多播功能的實現需要用到IP多播技術。 2.3 三種CIP網絡對比 依據網絡底層采用的協議不同，每種CIP網絡又有各自的一些特點。三種CIP網絡對比見表2－1： 從表中可以看出DeviceNet具有節點成本低、網絡供電等特點；ControllNet具有通訊波特率高、支持介質冗余和本質安全等特點；而EtherNet/IP作為一種工業以太網，具有高性能、低成本、易使用、易于和內部網甚至因特網進行信息集成等特點。 3、CIP網絡構成 3.1 L1系統網絡構成：見下圖3－1 板坯連鑄機網絡配置圖。 本文重點研究的是基礎自動化級L1級CIP網絡系統，信息層采用工業以太網（EtherNet/IP）實現系統數據交換，將控制數據通過網關，連接至企業的信息系統，操作員通過EtherNet/IP網絡與PLC系統通訊；同時，以太網還作為中間控制層負責系統通訊，作為PLC和I/O、機架和PLC之間通訊的高速數據通道；實現實時I/O控制、聯鎖和狀態傳送，從而保證了控制數據和信息的實時性和穩定性；底層是設備層，采用ControlNet和DeviceNet網絡，ControlNet網采用Scanport（適配器）完成變頻器信號的采集和控制；DeviceNet網通過Gateway通訊模塊完成現場I/O箱信號的采集和控制。它們與上位機構成了一個集中管理、分散控制的全流程生產的連鑄計算機自動控制系統，所以對控制系統的精度、可靠性和實時性都提出了很高的要求。 3.2 CIP網絡配置： 1、 3．2．1 3、DeviceNet網絡配置使用通訊模塊（DNB））掛在DeviceNet網絡上，然后由軟件RSNetwork for DeviceNet進行網絡管理和組態。通過DeviceNet連接設備變頻器、現場I/O箱等。 3．1．2 ControlNet通訊網 ControlNet網是一個開放的自動化及高速確定性控制網絡，滿足IEC61158國際工業現場總線標準，它提供了一種在PLC之間，PLC與MMI操作站、變頻器及I/O子系統之間實現高速的、可冗余的通訊方式，它可以支持多達99個節點，最大網絡距離20KM，它可以連接總線型、樹型、星型及混合型等不同的網絡拓撲結構。主要有以下特點： 1、 它用于傳輸對時間有苛刻要求的信息，通信速率可達5Mbps，提供實時的控 制和對等的通訊服務。 2、 ControlNet網絡的配置特點是，無論CPU框架還是遠程擴展框架均由通訊模塊（CNB）掛在ControlNet網絡上，然后由軟件RSNetwork for ControllNet進行管理模塊的歸屬，從而使網絡的擴展和走線十分靈活。通過ControlNet連接主控設備PLC、變頻器等。 3.1．3工業以太網 EtherNet： EtherNet工業協議（EtherNet/IP）是一個開放式工業網絡標準，采用IEEE 802.3物理介質及數據鏈路標準，提供了實時I/O消息和對等信息通訊。交換機提供虛擬連接，有助于控制網絡碰撞并減少網絡堵塞。系統用以太網通訊模塊作網橋，實現對工廠以太網的連接，真正實現系統的管控一體化。該網絡支持標準的TCP/IP以太網協議，傳輸速率為10MBPS。 通過EtherNet網絡監視可編程序控制器內存儲的各種數據，用于現場數據采集、監控、生產管理、設備維護、生產流程及物料配比等。同時通過Producer/Consumer通訊模式，采用MSG指令可以使不同的PLC之間進行數據交換，I/O數據可以同時被多個設備共享。 應用效果：系統運行1年多來的實際結果表明，CIP網絡在板坯連鑄機自動控制系統中的應用，在安全生產、節能降耗等方面發揮了重要作用，設備和網絡表現出了很好的可維護性和可擴展性，鋼坯的產量和質量均有了穩步的提高。更為突出的是，工控系統與信息技術的結合，有效地實現了企業的規范化管理，帶來了巨大的經濟和社會效益。 參考文獻： 1.吳乃優等. DeviceNet網絡的通信原理 電氣傳動. 2000.6 2. ControlNet用戶手冊 3. ControlLogix EtherNet 通訊接口模塊用戶手冊 4. 甘永梅等. 現場總線技術及其應用 機械工業出版社. 2004年5月