深入淺出NetLinx網(wǎng)絡架構

前言

　　目前，隨著現(xiàn)場總線技術的普及，基于網(wǎng)絡的控制理念逐漸深入人心。過去，由于不同的技術和產(chǎn)品歸屬不同廠商，因而出現(xiàn)了控制器、現(xiàn)場總線、人機界面、運動／傳動系統(tǒng)各自為陣的局面。雖然每一項技術都有其先進性，但是當這些技術集成在一起時，人們會發(fā)現(xiàn)并不能取得應有的效果，原因在于不同應用領域的技術缺乏通用性，不同軟硬件產(chǎn)品之間缺乏溝通與協(xié)作，產(chǎn)生了技術屏障。羅克韋爾自動化公司提出了集成架構的概念，逐步將原有的控制器、現(xiàn)場總線、人機界面、運動／傳動系統(tǒng)整合到一個統(tǒng)一的框架下，提出了以NetLinx技術的開放現(xiàn)場總線網(wǎng)絡為核心，配合FactoryTalk企業(yè)實時數(shù)據(jù)交換技術，采用統(tǒng)一的控制器和可視化平臺，實現(xiàn)控制系統(tǒng)、人機界面、批處理、運動／傳動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和信息無縫連接?！　《喾N現(xiàn)場總線協(xié)調(diào)并存，是現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢，隨之帶來的問題就是如何讓網(wǎng)絡之間的互連更加高效、更加透明。NetLinx網(wǎng)絡架構中將原有的DeviceNet網(wǎng)絡、ControlNet．網(wǎng)絡與新一代的EtherneL／IP網(wǎng)絡進行了整合，在各個網(wǎng)絡的應用層中都采用了統(tǒng)一的通用工業(yè)協(xié)議，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡之間信息路由和無縫連接，構造了一個從車間到企業(yè)、從設備底層到管理信息層的開放與集成的網(wǎng)絡平臺?！　”緯?章闡述通用工業(yè)協(xié)議，采用統(tǒng)一的應用層協(xié)議是：NetLinx的核心技術之一。第2章首先介紹了通信網(wǎng)絡和數(shù)字通信技術的基礎知識，然后著重闡述CIP的各個組成部分，面向?qū)ο笫荂IP的重要特點。作為CIP的擴展，CIPSync、CIP．Motion和CIPSafety是近年來發(fā)展的熱點，第2章也專門介紹了這些內(nèi)容。第3章、第4章和第5章分別詳細闡述了。NetLinx架構中DeviceNet、ControlNet和Ethernet／IP，除了使用相同的應用層協(xié)議之外，它們各具備不同的網(wǎng)絡模型，因此也決定了它們有各自的特點和使用場合，上述各章將會重點介紹這些內(nèi)容，并用實例演示各種網(wǎng)絡的使用方法。第6章是CIP三種網(wǎng)絡的比較和選擇的一般方法，還介紹了CIP網(wǎng)絡的新成員CompoNet。第7章介紹了RSLinx軟件和OPC技術。　　本書第3、7章由談英姿撰寫，其余部分均由黃允凱撰寫，全書由黃允凱統(tǒng)稿?！　”緯谧暹^程中得到了美國羅克韋爾自動化公司大學項目部的支持，該公司技術人員時本書的編寫提出了許多建設性意見。本書通過引用一些國內(nèi)外有關專著、教材、論文和期刊的資料，得到了進一步的充實。在此，向他們表示敬意和感謝。　　由于編者水平有限，編寫時間倉促，書中難免有錯誤和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《深入淺出NetLinx網(wǎng)絡架構》共分為7章，詳細闡述了NetLinx開放式網(wǎng)絡架構各方面基礎知識和應用方法。NetLinx網(wǎng)絡架構由采用DeviceNet的設備層、ControlNet的控制層和Ethernet／IP的信息層所組成，三層網(wǎng)絡上都采用標準的通用工業(yè)協(xié)議，實現(xiàn)了不同網(wǎng)絡間的信息“透明”和無縫集成。第2章重點闡述通用工業(yè)協(xié)議的規(guī)范和三個最新擴展。第3、4、5章分別詳細闡述DeviceNet、ControlNet和Ethernet／IP的網(wǎng)絡模型、應用方法、組態(tài)軟件等，并以實例說明它們的具體配置和使用方法。第6章簡單介紹了網(wǎng)絡選擇的方法及發(fā)展方向。第7章詳細介紹了OPC技術及OPC客戶端的設計方法。作為世界級的自動化設備及解決方案的供應商，羅克韋爾自動化（Rockwell Automation）公司提出了集成架構的概念，它以NetLinx技術的開放現(xiàn)場總線網(wǎng)絡為核心，配合　　FactoryTalk企業(yè)實時數(shù)據(jù)交換技術，采用統(tǒng)一的Logix控制器和可視化平臺，實現(xiàn)控制系統(tǒng)、人機界面、批處理、運動／傳動系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)共享和信息無縫連接。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 現(xiàn)場總線技術概述1.1.1 現(xiàn)場總線的產(chǎn)生1.1.2 現(xiàn)場總線的特點1.1.3 現(xiàn)場總線的發(fā)展趨勢1.2 NetLinx網(wǎng)絡架構概述1.2.1 集成架構1.2.2 三層網(wǎng)絡結構1.3 本書的基本結構第2章 通用工業(yè)協(xié)議2.1 基礎知識2.1.1 計算機通信網(wǎng)絡2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)2.1.3 通信參考模型2.2 CIP網(wǎng)絡概況2.3 CIP詳述2.3.1 對象模型2.3.2 服務2.3.3 通信機制2.3.4 通信對象2.3.5 對象庫2.3.6 設備描述2.3.7 配置和電子數(shù)據(jù)文檔2.3.8 路由2.4 CIPSync2.4.1 IEEE1588-2002時間同步標準2.4.2 報文優(yōu)先權2.5 CIPMotion2.5.1 解決確定性問題2.5.2 兼容性2.5.3 設備描述2.6 CIPSafety2.6.1 安全標準與等級2.6.2 安全總線網(wǎng)絡2.6.3 CIPSafety2.6.4 安全的實現(xiàn)2.6.5 完整性保證2.6.6 安全連接2.6.7 報文結構2.6.8 組態(tài)2.7 小結第3章 DeviceNet3.1 概述3.2 網(wǎng)絡模型3.2.1 DeviceNet傳輸介質(zhì)3.2.2 介質(zhì)訪問單元3.2.3 物理層信號3.2.4 介質(zhì)訪問控制3.2.5 邏輯鏈路控制3.2.6 應用層3.3 DeviceNet應用3.3.1 DeviceNet優(yōu)勢3.3.2 DeviceNet規(guī)劃和安裝3.3.3 DeviceNet網(wǎng)絡上的自動設備更新..3.3.4 DeviceNet網(wǎng)絡診斷3.4 RSNetWorxforDeviceNet網(wǎng)絡組態(tài)軟件3.5 DeviceNet應用舉例3.6 小結第4章 ControlNet4.1 概述4.2 網(wǎng)絡模型4.2.1 物理層4.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層4.3 ControlNet應用4.3.1 產(chǎn)品簡介4.3.2 網(wǎng)絡規(guī)劃4.3.3 同軸電纜系統(tǒng)4.3.4 光纖介質(zhì)系統(tǒng)4.3.5 性能優(yōu)化4.3.6 網(wǎng)絡診斷4.4 網(wǎng)絡組態(tài)軟件4.5 應用舉例4.5.1 演示生產(chǎn)者／消費者模式4.5.2 遠程終端控制4.5.3 在鋼鐵行業(yè)的應用4.6 小結第5章 Ethernet／IP5.1 概述5.2 網(wǎng)絡模型5.2.1 物理層5.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層5.2.3 網(wǎng)絡層與傳輸層5.2.4 應用層5.3 Ethernet／IP應用5.3.1 優(yōu)勢應用5.3.2 產(chǎn)品簡介5.3.3 網(wǎng)絡規(guī)劃5.3.4 工業(yè)Ethernet交換機5.3.5 網(wǎng)絡診斷5.4 Ethernet／IP應用舉例5.4.1 簡單應用舉例5.4.2 控制PowerFlex40變頻器5.4.3 在汽車行業(yè)的應用5.5 小結第6章 CIP網(wǎng)絡選擇及發(fā)展6.1 網(wǎng)絡選擇6.2 CompoNet第7章 RSLinx與OPC技術7.1 RSLinx7.2 OPC技術概述7.3 OPC技術結構體系7.3.1 OPC對象與接口7.3.2 OPC數(shù)據(jù)訪問規(guī)范7.3.3 OPC報警與事件7.3.4 OPC歷史數(shù)據(jù)存取7.4 OPC客戶端程序設計7.5 小結參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 緒論　　1.1　現(xiàn)場總線技術概述　　按照國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）和現(xiàn)場總線基金會（Fieldbus Foundation）的定義，現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡?；诂F(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）。通俗地說，現(xiàn)場總線技術是將各種智能化現(xiàn)場設備、控制器和計算機通過普通雙絞線、同軸電纜、光纖等多種途徑連接在一起，形成一個工業(yè)控制網(wǎng)絡系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸和信息共享。現(xiàn)場總線為原本分散的現(xiàn)場設備提供了可以全數(shù)字化、多變量、雙向、多節(jié)點，并通過一條物理介質(zhì)互相交換信息的紐帶，它給自動化領域帶來的變化，就如互聯(lián)網(wǎng)給單臺計算機帶來的革命性變化一樣。如今，現(xiàn)場總線是自動化領域技術發(fā)展的熱點之一，它的出現(xiàn)標志著工業(yè)控制技術領域又一個新時代的開始。FCS必將逐步取代傳統(tǒng)的集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)等，成為自動控制系統(tǒng)的主流?！　?.1.1 現(xiàn)場總線的產(chǎn)生　　一種新技術和系統(tǒng)的產(chǎn)生總是針對以往技術和系統(tǒng)中存在的缺陷而提出的，最終在用戶需求和市場競爭兩大外因推動下占領市場的主導地位?，F(xiàn)場總線和FCS的產(chǎn)生也不例外，它們與工業(yè)控制技術和系統(tǒng)的發(fā)展有關。 　　1.模擬儀表控制系統(tǒng)　　模擬儀表控制系統(tǒng)于20世紀60～70年代占主導地位。體系結構是基于4～20mA的模擬標準信號。其顯著缺點是模擬信號精度低，易受干擾。　　……

編輯推薦

　　《深入淺出NetLinx網(wǎng)絡架構》可作為電氣工程、自動化領域的工程技術人員設計、開發(fā)、應用NetLinx網(wǎng)絡架構的參考書或培訓教材；亦可以作為高等院校相關專業(yè)的高年級本科生或研究生學習現(xiàn)場總線的教材或參考書。

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