1 modbus tcp/ip
該協(xié)議由施耐德公司推出,以一種非常簡單的方式將modbus幀嵌入到tcp幀中,使modbus與以太網(wǎng)和tcp/ip結(jié)合,成為modbus tcp/ip。這是一種面向連接的方式,每一個呼叫都要求一個應(yīng)答,這種呼叫/應(yīng)答的機制與modbus的主/從機制一致,但通過工業(yè)以太網(wǎng)交換技術(shù)大大提高了確定性,改善了一主多從輪詢機制上的制約。
2 profinet
profinet由siemens 開發(fā)并由profibus international支持,目前它有3個版本,第一個版本定義了基于tcp/udp/ip的自動化組件。采用標(biāo)準tcp/ip+以太網(wǎng)作為連接介 質(zhì),采用標(biāo)準tcp/ip協(xié)議加上應(yīng)用層的rpc/dcom來完成節(jié)點之間的通信和網(wǎng)絡(luò)尋址。它可以同時掛接傳統(tǒng)profibus系統(tǒng)和新型的智能現(xiàn)場設(shè) 備?,F(xiàn)有的profibus網(wǎng)段可以通過一個代理設(shè)備(proxy)連接到profinet網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,使整套profibus設(shè)備和協(xié)議能夠原封不動地在 profinet中使用。傳統(tǒng)的profibus設(shè)備可通過代理與profinet上面的com對象進行通信,并通過ole自動化接口實現(xiàn)com對象之間 的調(diào)用。它將以太網(wǎng)應(yīng)用于非時間關(guān)鍵的通信,用于高層設(shè)備和profibus-dp現(xiàn)場設(shè)備技術(shù)之間,以便將實時控制域通過代理集成到一個高層的水平上。
第二個版本中,profinet在以太網(wǎng)上開辟了兩個通道:標(biāo)準的使用tcp/ip協(xié)議的非實時通信通道,另一個是實時通道,旁路第 三層和第四層,提供精確通信能力。該協(xié)議減少了數(shù)據(jù)長度,以減小通信棧的吞吐量。為優(yōu)化通信功能,profinet根據(jù)ieee 802.p定義了報文的優(yōu)先級。最多可用7級。
profinet第三版采用了硬件方案以縮小基于軟件的通道,以進一步縮短通信棧軟件的處理時間。為連接到集成的以太網(wǎng)交換機,profinet第三版還開始解決基于ieee 1588同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪\動控制解決方案。
3 ethernet/ip
ethernet/ip是適合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的協(xié)議體系。它是由odva(open devicenet vendors asso-cation)和controlnet international兩大工業(yè)組織推出的最新成員與devicenet和controlnet一樣,它們都是基于cip(control and information proto-col)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。它是一種是面向?qū)ο蟮膮f(xié)議,能夠保證網(wǎng)絡(luò)上隱式(控制)的實時i/o信息和顯式信息(包括用于組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、診斷等)的有效傳輸。
ethernet/ip采用和devicenet以及controlnet相同的應(yīng)用層協(xié)議cip。因此,它們使用相同的對象庫和一致的行業(yè)規(guī)范,具有較好的一致性。ethernet/ip采用標(biāo)準的ethernet和tcp/ip技術(shù)傳送cip通信包,這樣通用且開放的應(yīng)用層協(xié)議cip加上已經(jīng)被廣泛使用的ethernet和tcp/ip協(xié)議,就構(gòu)成ethernet/ip協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。
4 ethercat
ethercat(ethernet for control automation technology)是由德國倍福beckhoff公司開發(fā),并由ethercat技術(shù)組(ethercat technology group,etg)支持。它采用以太網(wǎng)幀,并以特定的環(huán)狀拓撲發(fā)送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)上的每一個站均從以太網(wǎng)幀上取走與該站有關(guān)的數(shù)據(jù),或并插入該站本身特定的 輸入/輸出數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的最后一個模塊向第一個模塊發(fā)送一個幀以形成和創(chuàng)建一個物理和邏輯環(huán)。ethercat還通過內(nèi)部優(yōu)先級系統(tǒng),使實時以太網(wǎng)幀比其 他的數(shù)據(jù)(如組態(tài)或診斷數(shù)據(jù),等)具有較高的優(yōu)先級。組態(tài)數(shù)據(jù)只在傳輸實時數(shù)據(jù)的間隙(如間隙時間足夠傳輸?shù)脑?中傳輸,或者通過特定的通道傳輸。 ethercat還保留標(biāo)準以太網(wǎng)功能,并與傳統(tǒng)ip協(xié)議兼容。為了實現(xiàn)這樣的裝置,需要專用asic芯片,以集成至少兩個以太網(wǎng)端口,并采用基于 ieee 1588的時間同步機制,以支持運動控制中的實時應(yīng)用。
5 powerlink
powerlink由貝加萊b&r公司開發(fā),并由ethernet powerlink標(biāo)準化組(ethernet powerlink standardisation group,epsg)支持。
powerlink 協(xié)議對第三、四層的tcp(udp)/ip棧進行了擴展。它在共享式以太網(wǎng)網(wǎng)段上采用槽時間通信網(wǎng)絡(luò)管理(slot communication network management,scnm)中間件控制網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量。scnm采用主從調(diào)度方式,每個站只有在收到主站請求的情況下,才能發(fā)送實時數(shù)據(jù)。因此, 在一個特定的時間,只有一個站能夠訪問總線,所以沒有沖突,從而確保了通信的實時性。為此,powerlink需采用基于ieee 1588的時間同步。在其擴展的第二版中,包括了基于canopen的通信與設(shè)備行規(guī)。