Hvad er den fælles Industriprotokol (CIP)?

i et nyligt indlæg forklarede vi de syv lag i OSI-protokollen (Open Systems Interconnection), inklusive det øverste eller applikationslag, der styrer interaktionen mellem programmer eller applikationer og netværket. Et eksempel på et specialiseret applikationslag er den fælles Industrielle protokol.

også kaldet CIP, den fælles Industrielle protokol blev udviklet af Rockvelden og administreres nu af branchegruppen, ODVA. CIP er udviklet til industrielle applikationer og giver en metode til at organisere og repræsentere data, styre forbindelser og lette meddelelser på et netværk.

den fælles Industrielle protokol giver brugerne mulighed for at integrere automatiseringsapplikationer — herunder kontrol, sikkerhed, synkronisering og bevægelse — på tværs af alle aspekter af virksomheden. Det er en objektorienteret protokol: enheder er repræsenteret af en objektmodel, og netværksspecifikke objekter definerer, hvordan parametre konfigureres, mens kommunikationsobjekter giver midlerne til at etablere kommunikation og få adgang til data og tjenester fra enheder over netværket.

hvert objekt har attributter (data), tjenester (kommandoer), forbindelser og adfærd (reaktioner på begivenheder), som er defineret i CIP-objektbiblioteket. Objektbiblioteket understøtter mange almindelige automatiseringsenheder og funktioner, såsom analog og digital I/O, ventiler, bevægelsessystemer, sensorer og aktuatorer. Så hvis det samme objekt implementeres i to eller flere enheder, vil det opføre sig på samme måde i hver enhed. En gruppering af objekter i en enhed kaldes enhedens “objektmodel.”

den fælles Industrielle protokol definerer også enhedstyper, hvor hver enhedstype har en enhedsprofil. Enhedsprofilerne angiver, hvilke CIP-objekter der skal implementeres, hvilke konfigurationsmuligheder der er mulige, og formaterne for I/O-data. Dette betyder, at enheder af en given type Alle har en fælles applikationsgrænseflade. Objekter, der definerer routingmekanismer, tillader også, at meddelelser sendes problemfrit mellem forskellige CIP-netværk (f.eks.

et andet vigtigt træk ved CIP er, at det definerer to typer kommunikation eller meddelelser: eksplicit og implicit. Eksplicitte meddelelser bruges til” efter behov ” data (information) og overføres via TCP (transmission control protocol). Implicitte meddelelser bruges til kontroldata (input og output) — hvor høj hastighed og lav latenstid er vigtige — og overføres via UDP (user datagram protocol). UDP-protokollen gør det muligt at sende meddelelser i mindre pakkestørrelser og gør det muligt at bruge producent-forbrugermodellen til disse kritiske, implicitte meddelelser.

med producent-forbrugermodellen sendes en meddelelse af en producent en gang til mange forbrugere (modtagende enheder) — en metode kaldet multicasting. Dette er i modsætning til den traditionelle kilde-destinationsmodel, hvor en meddelelse skal sendes flere gange af producenten for at nå hver forbruger. I producent-forbrugermodellen beslutter en forbruger, om den skal forbruge dataene baseret på en identifikator, der er inkluderet i datapakken. Dette gør det muligt for producent-forbrugermodellen at give mere effektiv brug af netværksbåndbredde og højere samlet hastighed end kilde-destinationsmodellen.

der er fire industrielle netværk, undertiden benævnt “CIP-netværk”, der inkorporerer CIP på session, præsentation og applikationslag. EtherNet / IP implementerer CIP over standard Ethernet. Tilsvarende danner CIP anvendt over et CAN-netværk grundlaget for DeviceNet. ControlNet bruger CIP over et ctdma (concurrent time division multiple access) datalinklag, og CompoNet implementerer CIP på et TDMA (time division multiple access) datalinklag.

ud over familien af netværk ovenfor inkluderer CIP også udvidelser, der forbedrer dens funktionalitet: CIP-sikkerhed til fejlsikker kommunikation i funktionelle sikkerhedsimplementeringer; CIP-synkronisering til realtidssynkronisering mellem enheder; CIP-bevægelse til multiakse, distribueret bevægelse med deterministisk kontrol i realtid; og CIP-energi til overvågning og styring af energiforbrug for at sikre optimering af energiforbrug (OEU).