Qu’est-ce que le Protocole Industriel Commun (CIP)?

Dans un article récent, nous avons expliqué les sept couches du protocole OSI (Open Systems Interconnection), y compris la couche supérieure, ou application, qui gère l’interaction entre les programmes ou applications et le réseau. Un exemple de couche d’application spécialisée est le protocole industriel commun.

Également appelé CIP, le Protocole industriel commun a été développé par Rockwell et est maintenant géré par le groupe industriel ODVA. Développé pour des applications industrielles, le NEP fournit une méthode d’organisation et de représentation des données, de gestion des connexions et de facilitation de la messagerie sur un réseau.

Le protocole industriel commun permet aux utilisateurs d’intégrer des applications d’automatisation — y compris le contrôle, la sécurité, la synchronisation et le mouvement — dans tous les aspects de l’entreprise. C’est un protocole orienté objet: les dispositifs sont représentés par un modèle d’objet, et les objets spécifiques au réseau définissent la façon dont les paramètres sont configurés, tandis que les objets de communication fournissent les moyens d’établir des communications et d’accéder aux données et services des dispositifs sur le réseau.

Chaque objet a des attributs (données), des services (commandes), des connexions et des comportements (réactions aux événements), qui sont définis dans la bibliothèque d’objets CIP. La bibliothèque d’objets prend en charge de nombreux dispositifs et fonctions d’automatisation courants, tels que les E / S analogiques et numériques, les vannes, les systèmes de mouvement, les capteurs et les actionneurs. Donc, si le même objet est implémenté dans deux périphériques ou plus, il se comportera de la même manière dans chaque périphérique. Un regroupement d’objets dans un appareil est appelé  » modèle d’objet  » de l’appareil. »

Le protocole industriel commun définit également les types de périphériques, chaque type de périphérique ayant un profil de périphérique. Les profils de périphériques spécifient quels objets CIP doivent être implémentés, quelles options de configuration sont possibles et les formats des données d’E/S. Cela signifie que les périphériques d’un type donné ont tous une interface d’application commune. Les objets qui définissent des mécanismes de routage permettent également de transmettre des messages de manière transparente entre différents réseaux CIP (EtherNet/IP et DeviceNet, par exemple).

Une autre caractéristique clé du CIP est qu’il définit deux types de communication, ou messages : explicite et implicite. Les messages explicites sont utilisés pour les données « selon les besoins » (informations) et sont transmis via TCP (transmission control protocol). Les messages implicites sont utilisés pour les données de contrôle (entrées et sorties) — où la vitesse élevée et la faible latence sont importantes – et sont transmis via UDP (user datagram protocol). Le protocole UDP permet d’envoyer des messages dans des tailles de paquets plus petites et permet d’utiliser le modèle producteur-consommateur pour ces messages implicites critiques.

Avec le modèle producteur-consommateur, un message est envoyé par un producteur, une fois, à de nombreux consommateurs (appareils récepteurs) — une méthode appelée multicasting. Cela contraste avec le modèle traditionnel source-destination, où un message doit être transmis plusieurs fois par le producteur pour atteindre chaque consommateur. Dans le modèle producteur-consommateur, un consommateur décide s’il doit consommer les données sur la base d’un identifiant inclus dans le paquet de données. Cela permet au modèle producteur-consommateur de fournir une utilisation plus efficace de la bande passante du réseau et une vitesse globale plus élevée que le modèle source-destination.

Il existe quatre réseaux industriels, parfois appelés  » réseaux NEP « , qui intègrent le NEP aux couches session, présentation et application. EtherNet/IP implémente le NEP sur Ethernet standard. De même, le NEP appliqué sur un réseau CAN constitue la base de DeviceNet. ControlNet utilise le NEP sur une couche de liaison de données CTDMA (accès multiple par répartition dans le temps simultané) et CompoNet implémente le NEP sur une couche de liaison de données TDMA (accès multiple par répartition dans le temps).

En plus de la famille de réseaux ci-dessus, le NEP comprend également des extensions qui améliorent ses fonctionnalités: Sécurité du NEP pour une communication à sécurité intégrée dans les implémentations de sécurité fonctionnelle; synchronisation du NEP pour la synchronisation en temps réel entre les appareils; Mouvement du NEP pour un mouvement réparti multi-axes avec un contrôle déterministe en temps réel; et Énergie du NEP pour la surveillance et la gestion de la consommation d’énergie afin d’assurer l’optimisation de la consommation d’énergie (OEU).