⼯业控制⽹络常⽤通信协议
⼯业控制⽹络常⽤通信协议
⼲货：⼯业控制⽹络常⽤通信协议.xmind
传统控制⽹络
CCS
概述：计算机集中控制系统
控制系统的结构从最初的CCS（计算机集中控制系统），到第⼆代的DCS（分散控制系统），发展到现在流⾏的FCS（现场总线控制系统）。
DCS
概述：分散控制系统/分布式控制系统
DCS是分布式控制系统的英⽂缩写（Distributed Control System），在国内⾃控⾏业⼜称之为集散控制系统。是相对于集中式控制系统⽽⾔的⼀种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统CCS的基础上发展、演变⽽来的。
DCS它是⼀个由过程控制级和过程监控级组成的以通信⽹络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显⽰和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态⽅便。
FCS
概述：现场总线控制系统
现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的⼀种⼯业数据总线，它主要解决⼯业现场的智能化仪器仪表、控制器、执⾏机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和⾼级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实⽤等⼀系列突出的优点，因⽽受到了许多标准团体和计算机⼚商的⾼度重视。
它是⼀种⼯业数据总线，是⾃动化领域中底层数据通信⽹络。
简单说，现场总线就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，是连接智能现场设备和⾃动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
现场总线
CAN
概述：控制器局域⽹络(Controller Area Network, CAN)
是由以研发和⽣产汽车电⼦产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应⽤最⼴泛的现场总线之⼀。 在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌⼊式⼯业控制局域⽹的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为⼤型货车和重⼯机械车辆设计的J1939协议。
CAN 的⾼性能和可靠性已被认同，并被⼴泛地应⽤于⼯业⾃动化、船舶、医疗设备、⼯业设备等⽅⾯。现场总线是当今⾃动化领域技术发展的热点之⼀，被誉为⾃动化领域的计算机局域⽹。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有⼒的技术⽀持。
DeviceNet
概述
DeviceNet是⼀种⽤在⾃动化技术的现场总线标准，由美国的Allen-Bradley公司在1994年开发。DeviceNet使⽤控制器局域⽹络（CAN）为其底层的通讯协定，其应⽤层有针对不同设备所定义的⾏规（profile）。主要的应⽤包括资讯交换、安全设备及⼤型控制系统。在美国的市场占有率较⾼。
DeviceNet通讯协定是由美国的Allen-Bradley公司（后来被洛克威尔⾃动化公司合并）所开发，以Bosch公司开发的控制器局域⽹络（CAN）为其通讯协定的基础。DeviceNet移植了来⾃ControlNet（
另⼀个由Allen-Bradley公司开发的通讯协定）的技术，再配合控制器局域⽹络的使⽤，因此其成本较传统以RS-485为基础的通讯协定要低，但⼜可以有较好的强健性。
为了要推展DeviceNet在世界各地的使⽤，洛克威尔公司决定将此技术分享给其他⼚商。后来DeviceNet通讯协定是由位在美国的独⽴组织开放DeviceNet⼚商协会（ODVA）管理。ODVA维护DeviceNet的规格、也提供⼀致化测试），确保⼚商的产品符合DeviceNet通讯协定的规格。
后来ODVA将DeviceNet通讯和其他相关的通讯协定整合成通⽤⼯业协定（CIP），其中包括以下的通讯协定
EtherNet/IP（其N为⼤写，此处的IP不是⽹际协议，为“Industrial Protocol”的简称）
ControlNet
DeviceNet
CompoNet
CCL-Link
概述
CC-Link是Control&Communication Link(控制与通信链路系统)的缩写，在1996年11⽉，由三菱电机为主导的多家公司推出。在其系统中，可以将控制和信息数据同时以10Mbit/s⾼速传送⾄现场⽹络，具有性能卓越、使⽤简单、应⽤⼴泛、节省成本等优点。其不仅解决了⼯业现场配线复杂的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性。
CC-Link是⼀个以设备层为主的⽹络，同时也可覆盖较⾼层次的控制层和较低层次的传感层。
Profibus
概述
PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery。它具有⾼速低成本，⽤于设备级控制系统与分散式I/O的通信。它与PROFIBUS－PA（Process Automation ）、PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )共同组成了PROFIBUS标准。
PROFIBUS是⼀个⽤在⾃动化技术的现场总线标准，在1987年由德国西门⼦公司等⼗四家公司及五个研究机构所推动，PROFIBUS是程序总线⽹络（PROcess FIeld BUS）的简称。PROFIBUS和⽤在⼯业以太⽹的PROFINET是⼆种不同的通信协议。
Profibus-DP
概述
PROFIBUS–DP协议明确规定了⽤户数据怎样在总线各站之间传递，但⽤户数据的含义是在PROFIBUS⾏规中具体说明的。另外，⾏规还具体规定了PROFIBUS－DP如何⽤于应⽤领域。使⽤⾏规可使不同⼚商所⽣产的不同设备互换使⽤，⽽⼯⼚操作⼈员⽏须关⼼两者之间的差异。因为与应⽤有关的含义在⾏规中均作了精确的规定说明。
Profibus-DP⽤于现bai场层的⾼速数据传送。du在这⼀级，中央处理器（如PLC，PC）通过⾼zhi速串⾏线同分散dao的现场设备（i/0，驱动器、阀门等）进⾏通讯。
PROFIBUS DP（分布式周边，Decentralized Peripherals）⽤在⼯⼚⾃动化的应⽤中，可以由中央控制器控制许多的传感器及执⾏器，也可以利⽤标准或选⽤的诊断机能得知各模块的状态。
Profibus-PA
概述
Profibus-PA 适⽤于Profibus过程⾃动化。PA 将⾃动化系统和过程控制系统与压⼒、温度和液位变送器等现场设备连接起来，并可⽤来替代4-20mA的模拟技术。
PROFIBUS PA（过程⾃动化，Process Automation）应⽤在过程⾃动化系统中，由过程控制系统监控量测设备控制，是本质安全的通信协议，可适⽤于防爆区域（⼯业防爆危险区分类中的Ex-zone 0及Ex-zone 1）。其物理层（缆线）匹配IEC 61158-2，允许由通信缆线提供电源给现场设备，即使在有故障时也可限制电流量，避免制造可能导致爆炸的情形。因为使⽤⽹络供电，⼀个PROFIBUS PA⽹络所能连接的设备数量也就受到限制。PROFIBUS PA的通信速率为31.25 kbit/s。PROFIBUS PA使⽤的通信协议和PROFIBUS DP相同，只要有转换设备就可以和PROFIBUS DP⽹络连接，由速率较快的PROFIBUS DP作为⽹络主⼲，将信号传递给控制器。在⼀些需要同时处理⾃动化及过程控制的应⽤中就可以同时使⽤PROFIBUS DP及PROFIBUS PA。
Profibus-FMS
概述
Profibus-FMS的设计旨在解决车间监控级通信任务，提供⼤量的通信服务。可编程序控制器
（如如PLC，PC机等）之间需要⽐现场层更⼤量的数据传送，⽤以完成中等传输速度进⾏的循环与⾮循环的通信服务，但通信的实时性要求低于现场层。
⼯业以太⽹
EtherNet/IP
概述
⼯业以太⽹协议 (Ethernet/IP) 是由ODVA所开发并得到了罗克韦尔⾃动化的强⼤⽀持。它使⽤已⽤于ControlNet和DeviceNet的控制和信息协议 (CIP) 为应⽤层协议。
EtherNet/IP指的是"以太⽹⼯业协议"(Ethernet Industrial Protocol)。它定义了⼀个开放的⼯业标准，将传统的以太⽹与⼯业协议相结合。该标准是由国际控制⽹络(CI, ControlNet International)和开放设备⽹络供应商协会 (ODVA)在⼯业以太⽹协会 (IEA, Industrial Ethernet Association)的协助下联合开发的，并于2000年3⽉推出。EtherNet/IP是基于TCP/IP系列协议，因此采⽤以原有的形式OSI层模型中较低的4层。所有标准的以太⽹通信模块，如PC接⼝卡、电缆、连接器、集线器和开关都能与 EtherNet/IP ⼀起使⽤。
CIP提供了⼀系列标准的服务，提供“隐式”和“显⽰”⽅式对⽹络设备中的数据进⾏访问和控制。 CIP数据包必须在通过以太⽹发送前经过封装，并根据请求服务类型⽽赋予⼀个报⽂头。这个报⽂头指⽰了发送数据到响应服务的重要性。通过以太⽹传输的CIP数据包具有特殊的以太⽹报⽂头，⼀个IP头、⼀个TCP头和封装头。封装头包括了控制命令、格式和状态信息、同步信息等。这允许CIP数据包通过TCP或UDP传输并能够由接收⽅解包。相对于DeviceNet或ControlNet，这种封装的缺点是协议的效率
⽐较低。以太⽹的报⽂头可能⽐数据本⾝还要长，从⽽造成⽹络负担过重。因此，EtherNet/IP更适⽤于发送⼤块的数据 ( 如程序 ) ，⽽不是DeviceNet和ControlNet更擅长的模拟或数字的I/O数据。
EtherCAT
概述
EtherCAT（以太⽹控制⾃动化技术）是⼀个开放架构，以以太⽹为基础的现场总线系统，其名称的CAT为控制⾃动化技术（Control Automation Technology）字⾸的缩写。EtherCAT是确定性的⼯业以太⽹，最早是由德国的Beckhoff公司研发。
⾃动化对通讯⼀般会要求较短的资料更新时间（或称为周期时间）、资料同步时的通讯抖动量低，⽽且硬件的成本要低，EtherCAT开发的⽬的就是让以太⽹可以运⽤在⾃动化应⽤中。
⼀般⼯业通讯的⽹络各节点传送的资料长度不长，多半都⽐以太⽹帧的最⼩长度要⼩。⽽每个节点每次更新资料都要送出⼀个帧，造成带宽的低利⽤率，⽹络的整体性能也随之下降。EtherCAT利⽤⼀种称为“飞速传输”（processing on the fly）的技术改善以上的问题。 [1]
在EtherCAT⽹络中，当资料帧通过EtherCAT节点时，节点会复制资料，再传送到下⼀个节点，同时识别对应此节点的资料，则会进⾏对应的处理，若节点需要送出资料，也会在传送到下⼀个节点的资料
中插⼊要送出的资料。每个节点接收及传送资料的时间少于1微秒，⼀般⽽⾔只⽤⼀个帧的资料就可以供所有的⽹络上的节点传送及接收资料。
HSE
概述
HSE（⾼速以太⽹）连接主机、I/O⼦系统、⽹关和现场设备，运⾏速度为100 Mbps。基⾦会现场总线协议Fieldbus已经作为IEC
61804中的现场总线标准。
Profinet
概述
PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新⼀代基于⼯业以太⽹技术的⾃动化总线标准。
PROFINET为⾃动化通信领域提供了⼀个完整的⽹络解决⽅案，囊括了诸如实时以太⽹、运动控制、
分布式⾃动化、故障安全以及⽹络安全等当前⾃动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容⼯业以太⽹和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。
参考链接：
EPA
概述
EPA是Ethernet for Plant Automation的缩写，它是Ethernet、TCP/IP等商⽤计算机通信领域的主流技术直接应⽤于⼯业控制现场设备间的通信，并在此基础上，建⽴的应⽤于⼯业现场设备间通信的开放⽹络通信平台。
发展历程
2005年 12⽉EPA被正式列⼊现场总线国际标准IEC 61158（第四版）中的第⼗四类型，并列为与IEC 61158相配套的实时以太⽹应⽤⾏规国际标准IEC 61784-2中的第⼗四应⽤⾏规簇（Common Profile Family 14，CPF14）。
2005年 02⽉我国⾃主研发的实时以太⽹EPA通信协议Real time Ethernet EPA (Ethernet for Plant Automation) 顺利通过IEC各国家委员会的投票，正式成为IEC/PAS 62409⽂件。
通信协议
2005年 01⽉　“2004年度⼯控及⾃动化领域⼗⼤新闻”评选结果揭晓，“EPA为IEC收录，作为PAS国际标准予以发布”荣膺⼗⼤新闻之列。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。