现场总线ODVA组织、CIP协议与应用介绍

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑现场总线ODVA组织、CIP协议与应用介绍 1. ODVA组织 ODVA 是由全球自动化先进企业组成的一个国际性组织。ODVA与其会员一起，共同供应对通用工业协议（CIP）网络技术的支持。这些网络技术包括：DeviceNet、EtherNet/IP、CompoNet、ControlNet，以及由CIP扩展而来的CIP平安（CIP Safety）、CIP同步（CIP Sync）和CIP运动掌握（CIP Motion）。ODVA 负责管理这些开放性技术的进展，并且供应相关的工具、培训以及组织市场推广活动来关心使用CIP网络技术的制造商和用户。另外，ODVA供应的

2、全都测试可以关心开发商确定其产品满意规范要求，并能够运行于多供应商的系统中。ODVA 同时乐观参加标准组织的活动，以推动开放性通信标准的快速进展。1.1 ODVA的活动ODVA 负责管理通用工业协议（CIP）开放网络技术，并通过供应工具、培训与市场活动关心制造商和用户加深了解并把握应用。另外，ODVA供应全都性测试，检查产品是否符合CIP网络规范，从而确保这些产品能够相互兼容。在多供应商系统中，符合规范是CIP网络设备之间实现互操作性的关键所在。 1.1.1标准制定 ODVA管理网络规范并供应全都性测试，确保产品建立于这些规范，并能在多供应商的系统中运行。ODVA的特殊爱好小组（SIG）在合作

3、的环境中一同工作，创建工作方案，制定增加规范、指南和建议。爱好小组对他们协同工作的产品投票，这是由ODVA关于学问产权的政策和ODVA工作组参加协议来管理的。一旦工作完成，由SIG批准，它被提交给ODVA技术评审委员会（TRB）评审或批准。该TRB通过批准SIG的工作方案，以及对规范的更改或添加来管理CIP网络规范的修订和增加。1.1.2 认证由ODVA管理的规范，供应给有力量制造产品的供应商，能与其他厂商的产品实现互操作；同时也供应给用户，使用户选择的产品能在多供应商系统中具有互操作的力量。规范确保了对给定设备类型的公共网络接口。为了实现多厂商设备的互联互通，产品符合这些规范是必不行少的。O

4、DVA监督产品是否符合CIP网络规范。 ODVA用两种方式完成这种监督。首先，每个供应商要签署ODVA技术使用协议或为他们准备制造、获得、出售或已售产品的技术条款。在签署协议时，供货商同意遵从网络技术规范，并承诺一组用户职责。其次，ODVA的全都性测试供应了CIP产品与厂商无关的保证，确保生产的产品符合ODVA的规范。1.1.3 供应商培训ODVA每年在世界各地进行各种培训课程和研讨会，来关心CIP网络的供应商和用户。根据日期、题目和会员要求，可以有以下选项：·供应商培训；·用户培训；·请教专家。1.1.4 行业媒体ODVA为CIP技术的用户和供应商出版几种类型的

5、出版物。出版物按主题分为以下几类：·CIP网络规范；·CIP平安库；·CompoNet库；·全都性文档；·ControlNet库；·DeviceNet库；·EtherNet / IP库；·法律协议和文件（工作组参加，使用条款，等等）；·政策或规程；·技术规范；·CIP优势通讯；·Net Gazette杂志（会员专用）。1.2 ODVA社区ODVA 是由全球自动化领先企业组成的一个国际性组织。ODVA与其会员一起，共同供应基于通用工业协议（CIP）网络技术的支持. 这些网络技术

6、目前包括 EtherNet/IP、 DeviceNet、CompoNet和 ControlNet - 以及主要由CIP延长出来的CIP平安（CIP Safety）、CIP运动掌握（CIP Motion）及CIP同步（CIP Sync）。ODVA管理着这些开放性技术，并通过供应工具、培训和市场活动来关心制造商和用户深化了解CIP网络。另外，ODVA供应全都性测试来关心开发商确定其产品可与此标准的多家供应商系统兼容。ODVA同时乐观参加标准化组织及公共活动，以推动开放性通信标准的快速进展。1.2.1会员名册欢迎访问ODVA的成员名目。ODVA成员可以登录并查找指定的代表处和他们的联系信息。查询网页

7、见下图： 1.2.2 官员?董事会 如需通过电子邮件与任何官员或董事会成员联络，请拷贝所需要的邮件地址到您电子邮件的发送栏，将其中的“at” 换成“”。具体内容见网页。ODVA 的领导团队为公司供应所需的业务及技术方面的专业学问和监管，以维持该组织并助其达到将来的战略目标。1.2.3 技术评审委员会ODVA的技术评审委员会（TRB）负责ODVA的技术规范，以满意在使用多供应商系统中，供应开放、互操作工业通信技术的ODVA目标。要通过电子邮件联系TRB中的一员，请复制所需的电子邮件地址到你的电子邮件中，把“at”用符号 “”代替。具体内容见网页。1.2.4特别爱好小组（SIG）特殊爱好小组（SI

8、G）是一些技术工作组，开发增加版ODVA规范，以及ODVA技术应用的指南和建议。信誉良好的ODVA会员有资格参与这些SIG，还要听从会员类别的会员特权和特定SIG的参加要求。SIG由ODVA技术评审委员会（TRB）管理。TRB批准SIG建立和工作方案。一个SIG专注于某个特定行业或垂直市场、一个特定设备类型或网络功能的特定领域。目前活跃的特殊爱好小组（SIG）有：·汽车；·CIP分布式运动掌握；·CIP平安；·CIP系统架构；·CompoNet；·全都性；·物联DeviceNet；·DeviceNet物理层；

9、83;能源应用；·过程工业的EtherNet / IP ；·EtherNet / IP的基础设施；·EtherNet / IP的物理层；·EtherNet / IP的系统架构；·IO-Link的集成；·机械信息；·Modbus的集成；·轨道交通；·半导体。1.2.5 地域联盟组（TAG）ODVA全球会员为成员供应了充分参加ODVA工作组的权利，根据成员加入的会员类别具有自己的特权。ODVA供应给成员的一种工作组类型是地域联盟组（TAG）。这种类型的工作组为成员供应了一种机制，在一个特定地理区域采纳ODVA

10、成员协同工作的优点，由TAG支持特定地区，主要的目的是促进厂商和用户使用ODVA的技术。该TAG指导委员会，听从ODVA董事会的指导和同意，管理TAG的项目和活动。董事会批准TAG的建立和每年的工作方案。地理领域的TAG不能重叠。当前ODVA地域联盟组（TAG）有：·欧洲，中东和非洲（EMEA）；·日本；·韩国；·中国。2. CIP的优势共同的网络应用层是先进通信和网络集成的关键。通用工业协议（CIP）由ODVA进行管理，供应了信息掌握、多CIP网络与因特网技术的完善集成。CIP建立了一个与介质无关的平台，是一种可缩放和全都性架构，实现了从工厂车间至整个

11、企业的无缝通信。因此，CIP允许公司在多个网络之间，将I/O掌握、设备配置与数据收集集成起来。最终关心企业削减工程量，节省时间和成本，同时还能使投资回报率最大化。 2.1 CIP的特性与收益 通用工业协议（CIP）包含了一组为制造自动化应用而供应的信息和服务，包括掌握、平安、同步、伺服、配置和信息。而且，它允许用户将生产应用与企业级的以太网集成。CIP受到世界各地数百家供应商的支持，并且实现了与传输介质无关，能够为用户供应贯穿整个生产企业的统一通信架构。CIP使今日的用户真正受惠，使他们能够在将来升级时保留其现存的自动化系统。·I/O 掌握、设备配置和数据收集的统一（协调）集成；&#

12、183;多网络的信息无缝传输 ；·无需增加成本、没有简单的桥接与代理的多层网络；·系统工程量、安装及投运的最小化投资；·可自由选择性价比最高和顶尖级产品的自由，并有竞争力价格与低集成成本的保证；·为全部网络技术 EtherNet/IP、DeviceNet、ControlNet和 CompoNet供应单一的、与传输介质无关的平台。 2.2 快速开头 ODVA 为掌握设备的用户及供货商，以及ODVA 的会员供应了快速进阶关心，请选择其中适合您的选项。2.2.1 用户使用下面的快速启动链接导航至最常需要的CIP网络技术的用户资源。·购买规范；

13、3;在CIP供应商名目中找到产品；·培训和支持；·猎取关心：请教专家。2.2.2 供货商使用快速启动链接查找资源CIP网络技术供应商。资源与管理工具：·成为授权供应商；·在CIP供应商名目中查找产品；·对ODVA的CIP供应商名目提交产品订单；·猎取培训和支持；·成为ODVA的成员；·参与ODVA的活动；·找到ODVA的法律文件；·询问专家；·识别指南。规范和开发工具：·查找CompoNet分销商（公共文件181）；·查找供应DeviceNet开发关心的ODVA成员

14、（在开发者工具下的供应商名目）；·查找供应EtherNet/ IP开发关心的ODVA成员（在开发者工具下的供应商名目）；·猎取软件/免费软件；·订购CompoNet工具包（对于IP20或IP54环境）；·订购全都性测试；·订购规范；·购买一个供应商ID（在规范订购表上完整步骤6）；·阅读EtherNet / IP的开发者指南（公共文件213）。2.2.3 会员如何成为ODVA注册用户？在ODVA会员公司中的职员以及需要进入ODVA网页上那些仅对会员开放的区域的人员须提交一份注册申请。 全部注册用户在成为正式注册用户前必需签署

15、并提交（传真）一份特殊爱好小组、 联合特殊爱好小组或区域联盟组的参与协议表格。 注册用户还必需认真阅读ODVA公布在注册区域的学问产权爱护条款。2.3 ODVA的技术ODVA 相关网络技术中包括 DeviceNet、EtherNet/IP、CompoNet和 ControlNet，他们均基于通用工业协议（CIP）。作为一种单一的，为诸多网络技术所共享且与传输介质无关的平台，CIP 能够供应开放式网络和系统所必需的互操作性和互换性。ODVA 网络拓展技术：CIP 平安（CIP Safety）、CIP 同步（CIP Sync）和CIP 运动掌握（CIP Motion）能够供应最简洁的手段，将平安、

16、同步及运动掌握应用集成在同一个企业网络拓扑中。2.3.1 CIP今日的制造业要求在同一平台上实现互操作，也就是实现真正意义上的与传输介质无关。制造业主们选择通用工业协议（CIP）技术是由于它的优势：成熟牢靠、符合工业要求，并且它是一种远景牢靠的网络架构。CIP网络供应给用户的最重要的优点是无缝桥接与路由，这些优点在最大程度上保障了用户的投资。从某一个CIP网络，如DeviceNet，发送一组信息至另一CIP网络，如EtherNet/IP，无需应用层描述，意味着用户能够在已有的组态中加入额外的更新信息，配置成集诊断、猜测以及IT应用在内的自动化系统。ODVA的扩展协议 CIP Safety、CI

17、P Sync和 CIP Motion使平安、时间同步及运动掌握应用在DeviceNet、EtherNet/IP等网络中完善结合。2.3.2 CIP技术概述CIP 使用目标模型的方法来设计网络兼容设备。这种方法包括数据寻址方法及信息交换规章，适用于网络中的每个数据以及每个数据包。它同时还包含一组通用的完整的集掌握、设置和包括了内在掌握和外在信息的数据采集于一体的服务套件。CIP 设备行规关心确认那些来自不同供货商的同类产品，实现互操作性和互换性。CIP 目标模型CIP 是一种位于顶层的严谨的目标导向协议。每个CIP目标都有属性（数据）、服务（命令）、连接和行为（属性值和服务的关系）。CIP 包含

18、了一个扩展的目标库来支持多用途网络通讯，网络服务，如文件传输和典型自动化功能，如模拟/数字的输入输出设备，hmi，运动掌握和位置反馈。供应互操作性，就是相同的目标或目标群实现两个或更多设备间的相同行为。一组目标在一个设备中运用就是我们提到的设备“目标模型”。CIP 的目标模型是基于生产者-消费者（producer-consumer）的通讯模式。它通过在发送设备（生产者）和多个接受设备（消费者）之间的无需多次数据传输而只需多目标的单一信息源的应用信息交换，来供应比单一源目标模型更有效的网络资源应用。设备描述为了使多个设备供货商组成的CIP网络实现互操作性要求，CIP定义标准目标组为“设备描述”（

19、“设备行规”）。除在设备内实现设置目标外，设备描述指定了设置选项和输入输出数据格式.设备可实现某一标准描述响应全部相同命令和在相同描述下执行同一网络操作。2.3.3 CIP平安（CIP Safety）CIP平安允许平安装置在相同CIP网络上与标准的掌握设备共存，即可以有也可以没有平安plc。在这种环境下，平安传感器可以与变频器、标准PLC、平安掌握器及接近开关一起运行。不管设备如何组合使用，平安掌握回路的完整性不受到任何标准掌握设备的影响。CIP平安使你在工厂中的同一网络自动平安，该网络可用于标准掌握，从而降低了工程设计、安装和培训成本，改进了诊断功能，并增加了结构上的敏捷性。·易于

20、安装；·降低成本；·分布式平安功能；·高级诊断；·设备热更换；·继承的桥接和路?由功能；·使用CIP的多链接网络架构时，平安设备的数量几乎没有上限；·依据IEC 61508标准，认证的平安完整性等级为SIL 3；·支持EtherNet / IP，DeviceNet或任何将来的CIP网络。CIP平安的端至端协议确保了到端节点的平安 - 而非网桥、路由器、或者中间节点。这种设计确保了用标准、易于配置的通信设备代替了昂贵、维护困难的认证网关，从而降低了安装、培训和维护时间。多个网络平安段的可扩展集成缩短了回路闭合时间和加

21、强了平安隔离区域。2.3.4 CIP同步（CIP Sync）CIP同步是一种对CIP的时间同步扩展，基于并完全符合IEEE-1588标准，即网络测量和掌握系统的精确时钟同步协议。CIP同步为需要大事挨次、分布式运动掌握等高度分布式应用，供应了所需的增加掌握协调，这里，设备的肯定时间同步是至关重要的。CIP同步为运动掌握构成了EtherNet / IP的“时间同步分布式掌握”心脏。在这种方法中，时间戳数据包轻松达到循环数据传递少于1s抖动的严格要求。 CIP同步的时间同步服务为在时间同步分布式掌握使用数据包时间戳供应了分布式时间参考。它们还允许跨分布式节点的同步服务。完全符合IEEE 802.3

22、使CIP同步供应了众多的性能优势：·标准以太网组件（例如，芯片，交换机和路由器）降低系统成本与高容量，商业可用性；·网络不必要被调度；·包的大小和内容可以动态转变，允许状态或命令数据的动态包含或删除，以及动态驱动运行模式的转变；·任何以太网IEEE 802.3兼容设备可以驻留在网络上，不需特别的交换机或网关；·兼容标准的以太网拓扑结构，如星型和主干/支线型；·性能升级到1千兆位/秒和1万兆位/秒，对用户和设备供应商是很简单实现的。2.3.5 CIP运动掌握（CIP Motion）CIP运动掌握，是对CIP（通用工业协议）的一种扩展，使

23、EtherNet/ IP网络技术与其他工业以太网网络不同。只有EtherNet/ IP与CIP运动掌握技术相结合才满意了的确定性、实时性的要求， 用“标准”的、未经修改的以太网实现了闭环运动掌握，解决方案完全符合以太网标准，包括IEEE 802.3和TCP / IP。用CIP运动掌握技术的EtherNet / IP为多轴和分布式运动掌握供应了一种开放、高带宽、高性能解决方案。 CIP运动掌握通过定义该技术的应用行规完成此功能。这些行规设计允许位置、速度和转矩环在一个驱动器内设置。加上ODVA的CIP同步技术的强大功能 符合IEEE-1588标准的精密时钟同步，其也映射到CIP对象模型 - 可以

24、协调多个轴，用于精确同步运动掌握。使用CIP运动掌握的EtherNet/ IP是一个可扩展和全面的解决方案，为通用目的和使用相同行规的运动掌握驱动器供应了一个公共应用接口和服务。该技术与标准以太网拓扑结构完全兼容，如星型和主干/支线性。多轴运动掌握通常使用基于大事的同步，这需要调度的、跨网关键时间循环数据的肯定硬传递。循环数据的抖动时间小于1s是精确速度和/或位置掌握所必需的，但以太网的CSMA / CD数据层没有力量供应小于1s抖动的传递数据。这个确定性应当解决了标准、无改动的以太网不能用于运动掌握的问题， ODVA已经用?EtherNet / IP克服了这个限制 对以太网的低4层不做任何转

25、变 - 使用标准的、未经修改的以太网和TCP / UDP / IP。使用CIP运动掌握的EtherNet / IP通过转变确定性策略解决了这个问题。它从网络基础设施消退了严格确定性的要求，并托付终端设备供应必要的定时信息处理应用的实时掌握需要。使用CIP运动掌握的EtherNet / IP可因此带来闭环驱动操作需要的高性能、确定性掌握，而使用标准的、未经修改的以太网。优于200纳秒的时钟同步可以简单地实现，满意了最苛刻的运动掌握应用的需求。由于在终端设备的时钟是紧密同步的，并在该消息中的信息有时间标记，在该消息接收时的少量抖动是不重要的。使用CIP运动掌握的EtherNet / IP可以用1m

26、s的网络更新对100个轴进行协调。3.应用3.2汽车制造 应用 在印度浦那的查坎（Chakan），一家市场领先的汽车制造商用最新技术设备建立了一座现代化绿色工厂。工厂的中心是电动单轨系统（EMS）传送带，旨在沿着流水线，为车辆从一个工作站到另一个工作站供应牢靠、平安、宁静、高效的运输。EMS贯穿整个总装车间的修剪、底盘和总装（TCF）生产线。在该工厂中生产的轻卡由一条无线EMS传送带输送。TCF线被认为是生产最终的阶段，把其中一些组件，如风挡玻璃和座椅，以及运行组件，如发动机和车轮安装到车身上。掌握和通信自动化通过项目的询问、指定和规划，该业主与闫特拉（Yantra）自动化（该公司是罗克韦尔自

27、动化在印度最大的分销商之一）和系统集成公司 - 精密自动化与机器人印度有限公司（ PARI）一起合作。该团队亲密合作，为这一简单项目供应了最佳整体解决方案。这是一个新的绿色工厂，并没有受工厂中老单轨系统的限制和约束。为此，他们设计出一个简单的系统，达到了项目的目标和对制造商的承诺，实现了敏捷和精益制造。该项目有以下特点：·消退了使用刚性铜母线和刷型集电极对EMS输送机的通信担忧；·优化了EMS传送带的牢靠性和正常运行时间；·与可编程自动化掌握器（PAC）和输入/输出（I/ O）模块实时通信，增加了输送掌握；·最终，为管理EMS车辆输送机实现了最佳的响应时

28、间。来自闫特拉自动化公司的阿贾伊?库尔卡尼（Ajay Kulkarni）和马尼什?萨尼（Manish Sahni），为组装生产线设计了一个简单的无线通信系统；在这个大型项目中包括了多个输送车沿架空电动单轨系统连续运动。总之，该团队选中了由ProSoft公司支持的罗克韦尔自动化无线以太网通信掌握解决方案。挑战：在整个工厂中，创建每台运输车和该掌握器之间无缝和牢靠的通信。实施帕里（PARI）委任为该特定装配线的设计和实施。帕里是一个交钥匙的集成公司，在印度特地为汽车工业进行由高到低传送带系统、机器人、掌握和通信自动化的设计。帕里设计了完整的整车装配生产线，在实时的EtherNet / IP掌握网络

29、上运行，在车间采纳了数台罗克韦尔自动化的ControlLogix PAC和配套的外围设备，包括I/ O和变频器。使用ProSoft公司工业热点无线电，可以无缝支持罗克韦尔的掌握和通信接口，另外操作也特别便利。为了给装配的不同阶段输送车辆，EMS输送机的运动通过无线EtherNet / IP网络处理。该掌握系统包括一个在传送带上的ControlLogix PAC，和一个为车身协作在引擎盖板系统上的ControlLogix PAC。传送带PAC硬连线两个ProSoft公司的主站无线电，而发动机盖板PAC硬连线第三个主站无线电。传送带PAC以无线方式与沿EMS 的33个输送机连接，而发动机盖板PAC

30、与3台引擎输送机无线方式连接。每个独立的EMS输送机具有本地掌握盘和罗克韦尔自动化的I/O、变频器（VFD）和ProSoft公司接入点充当中继器，建立主掌握盘设备和它们各自PAC之间的无线通信。输送机无线电相互通信以及与主无线的通信。这个EMS应用为时间关键性应用，所以每个中继无线与上层主站无线电在任何时候都要保持连接，以避开当通信从一个主站切换到另一个主站，且输送机在运动时交换机的延迟。每台传送带PAC的主站无线电有两个全向天线，带分路器来处理多径衰落影响。该架构完全支持输送机的无缝漫游。结果调试期间，通过增加另一个主站无线电和提升它们的位置，解决了视线的问题，这个系统现在能够供应EMS输送

31、机和装配车间PAC之间的实时通信 包括传送带运动掌握的实时I/O状态。为发动机的平滑盖板，该系统还可以实现底座发动机手推车和架空EMS输送机之间的无线同步。柔性结构允许每台车辆输送机的独立操作，使输送机能够依据传送带路径上的位置为不同速度编程。传送带速度可在过程区、中转区、直线和曲线区、手动速度区、缓慢和停止区无缝切换。垂直电梯极限开关允许为高程变化斜升和斜降速度，确保上线输送机的平安。在传送带缓冲器可基于现行的生产拉动系统进行调整。通过选择该无线网络，制造商能够获得许多收益，其中包括：·获得了实时掌握EMS传送带和引擎盖板输送机的力量，变频器与引擎盖板输送机的同步；·消退

32、了通信电缆的简单布线/接线和槽架；·消退了用于通信的额外母线和相关的简单通信接口；·获得了PAC和I/O之间无缝、牢靠的通信；·为更好的扫描时间管理，在每个EMS输送机上全部的I/O获得了确定性。将来该项目在2009年11月开头运行。从那时起，制造商已经看到增加的正常运行时间，产量的牢靠性和全都性，实现了对精益生产的承诺。随着罗克韦尔自动化掌握和ProSoft公司通信解决方案的胜利，五个类似的应用，包含EMS输送带系统和车辆装配车间的材料处理系统现正在安装之中。3.2铁路建设 背景 意铁（Italferr）是意大利领先的铁路基础设施公司，在意大利和国外运营传统、高

33、速或者城市轨道系统。公司的活动还延长到其他运输系统，以及全部相关工程领域。在最近的铁路基础设施项目中，意铁找到罗克韦尔自动化，关心其解决所需的平安隧道接地系统。该公司设计和协调全部与技术系统相关（铁路线路供电，平安设施，轨道交通和电信的掌握和监测系统）的工程活动，在欧洲为高速轨道和互操作性，供应设施的功能、开车和调试。意铁也是意大利第一个被认可作为检验机构的分包组织。通过专用结构，它执行验证（确认）民用工程项目及相关的工艺设备制造、内部开发。挑战新奥尔泰 - 法尔科纳拉线建设的设计和掌握是意大利国家铁路集团托付意铁的最苛刻项目。职权范围的一部分还包括了加强和进展主要城市的铁路枢纽。奥尔泰 - 法尔科纳拉主线是意大利铁路网的横线之一。延长了意大利半岛的中部，它连接罗马 - 佛罗伦萨主线和亚得里亚海的主线，通过中央亚平宁山脉。这项工作包括分阶段铺轨，对现有线加倍（部分在侧面，部分沿改进路线），对相关设施