ControlNet基础技术是美Rockwell
Automation公司自动化技术研究发展起来的。1995年10月开始面世,1997年7月由Rockwell等22家企业发起成立ControlNet国际化组织(CI),是个非赢利独立组织,主要负责向全世界推广ControlNet技术(包括测试软件)。目前已有50多个公司参加,如ABB
Roboties 、Honeywell Inc.、日本横河、东芝、Omron等大公司。
ControlNet基于改型CanBus技术,是符合IEC61158 Type 2
标准的一种高速确定性网络,作为一种高速串行通讯系统一种确定加预测的模式进行运作,适用于需要实时应用信息交换的设备之间的通讯。该总线网络是一种用于对信息传送有时间苛刻要求的、高速确定性网络,同时,它允许传送无时间苛求的报文数据。由Controlnet构成的系统结构示于下图。从中可以看出,从工厂到设备的5层结构简化为信息层(Ethernet)、控制层(ControlNet)和现场层(DeviceNet)3层结构。
Controlnet采用了一种新的通信模式,即生产者/客户(Producer/Consumer)模式。这种模式允许网络上的所有节点,同时从单个数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是增强了系统的功能,提高了效率和实现精确的同步。
在数据链路层,信息是通过建立节点间的连接来传送的。网络的媒体存取,通过独特的限制时间存取算法来控制,即采用并行时间域多路存取(CTDMA)方法,在每个网络刷新间隔(NUI)内调节节点的传送信息机会。客户通常通过软件选择ms级的网络刷新时间(NUT)来组态NUI重复的频繁程度,客户能够指定的最小NUT为2ms。
网络刷新时间NUT可划分为3部分:
预定时间 未预定时间 维护时间
NUT时间分配
NUT包含的时间 允许工作内容
预定时间 每个预定的节点(在一个循环的顺序次序的基础上)保 证有一个机会进行传送信息。
有时间苛求的信息必须在这段时间传送出去,比如IO数据的传输。
未预定时间 所有节点按一种顺序进行循环传送信息。
非确定报文的发送是非确定性的,他取决于用户的应用和组态-----结点数、应用程序和NUT。这种循环不断重复,一直到分配给这部分的时间用完为止。提供给未预定部分的时间决定与预定部分的通信量。在这个段内,控制网保证至少有一个节点有机会传送非预定数据。没有传送时间约束的信息应该在这个时间段内传送,比如从控制器上下载上传程序以及MSG指令触发的控制期间的消息传送。
维护时间 保留给网络维护的时间,用地址最低的节点所传送的信息,以保证其他节点同步化。这个时间将从NUT中自动扣除。
它为对等通信提供实时控制和报文传送服务。它作为控制器和I/O设备之间的一条高速通信链路,
综合了现有各种网络的能力,是一种最现代化的工业网络。主要用于PLC与计算机之间的通信网络。它可连接拖动装置、串并行设备、PC、人机界面等。包含于Controlnet系统的控制设备都是复杂控制设备,比如可编程逻辑控制器PLC、HMI以及基于PC的控制器。它还可以沟通逻辑控制和过程控制系统。
该网络总线速率为5Mbps,在端到端总长为250m的距离内,网络可支持的最大节点数为48个。总线拓扑结构可以是星型、树型、总线型或是这3者之间的任意组合。能够使用的中继器数目只受到系统延迟时间的限制,使用中继器,最大的端到端传输距离使用同轴电缆为3km,使用光纤传输可以达到30Km,并且支持冗余结构。
尽管ControlNet采用了比其他自动和控制网络更大的带宽,它并不能作为传统意义上的宽带网络来使用。实际上,这种差异使该网络成为工业控制应用中比较成功的系统。这种特色差异就在于ControlNet是确定性的。确定就意味着网络上的设备和控制器都是在预定的时刻进行通讯的。这与宽带通讯网络不同,在宽带网络中,设备会试图等待网络为其分配特定的机会来进行通讯。ControlNet中的每一个部件都已经提前确定好了通讯时刻和时长。由于ControlNet是确定性的,因此它非常稳定和可靠,特别适用于对时间要求较高的工业应用。该系统的核心设计思想同样要求信号传输不被中断且高速进行。
技术特点:
① 在单根电缆上支持两种信息传输,一种是对时间有严格苛求,另一种是对时间无苛求的信息发送和程序上/下载。
② 采取新的通信模式以生产者/客户的模式取代了传统的源/目的的模式。它支持点对点通讯,而且允许同一时间向多个设备通信。
③ 可使用同轴电缆,长度达6km,可寻址节点最多达99个,两节点间最长距离达1000m。网络拓扑结构可采用总线、树型和星型。
④ 安装简单、扩展方便以及介质冗余、本质安全、良好诊断功能应用领域。
它提供如下功能:
对在同一链路上的I/O、实时互锁、对等通信报文传送和编程操作,均具有相同的带宽。
对于离散和连续过程控制应用场合,均具有确定性和可重复性功能。
它作为ControlLogix的通信背板,构成新一代控制器,能同时完成逻辑、过程、拖动和运动控制。
新推出的controllogix是的通讯网络主要使用了controlnet,他的NUT范围为2ms—100ms,基于controlnet的controllogix发挥了功能强大、控制灵活、安装调试简便的特点。要使controlnet正常运行,必须经过Rsnetworx的网络调度,即在Rsnetworx中对网络中的参数,比如NUT,进行设置,之后才能使用。在实际的工业现场之中,根据有关的原则进行灵活调整,以能够做到通讯无误为准。
Automation公司自动化技术研究发展起来的。1995年10月开始面世,1997年7月由Rockwell等22家企业发起成立ControlNet国际化组织(CI),是个非赢利独立组织,主要负责向全世界推广ControlNet技术(包括测试软件)。目前已有50多个公司参加,如ABB
Roboties 、Honeywell Inc.、日本横河、东芝、Omron等大公司。
ControlNet基于改型CanBus技术,是符合IEC61158 Type 2
标准的一种高速确定性网络,作为一种高速串行通讯系统一种确定加预测的模式进行运作,适用于需要实时应用信息交换的设备之间的通讯。该总线网络是一种用于对信息传送有时间苛刻要求的、高速确定性网络,同时,它允许传送无时间苛求的报文数据。由Controlnet构成的系统结构示于下图。从中可以看出,从工厂到设备的5层结构简化为信息层(Ethernet)、控制层(ControlNet)和现场层(DeviceNet)3层结构。
Controlnet采用了一种新的通信模式,即生产者/客户(Producer/Consumer)模式。这种模式允许网络上的所有节点,同时从单个数据源存取相同的数据。这种模式最主要的特点是增强了系统的功能,提高了效率和实现精确的同步。
在数据链路层,信息是通过建立节点间的连接来传送的。网络的媒体存取,通过独特的限制时间存取算法来控制,即采用并行时间域多路存取(CTDMA)方法,在每个网络刷新间隔(NUI)内调节节点的传送信息机会。客户通常通过软件选择ms级的网络刷新时间(NUT)来组态NUI重复的频繁程度,客户能够指定的最小NUT为2ms。
网络刷新时间NUT可划分为3部分:
预定时间 未预定时间 维护时间
NUT时间分配
NUT包含的时间 允许工作内容
预定时间 每个预定的节点(在一个循环的顺序次序的基础上)保 证有一个机会进行传送信息。
有时间苛求的信息必须在这段时间传送出去,比如IO数据的传输。
未预定时间 所有节点按一种顺序进行循环传送信息。
非确定报文的发送是非确定性的,他取决于用户的应用和组态-----结点数、应用程序和NUT。这种循环不断重复,一直到分配给这部分的时间用完为止。提供给未预定部分的时间决定与预定部分的通信量。在这个段内,控制网保证至少有一个节点有机会传送非预定数据。没有传送时间约束的信息应该在这个时间段内传送,比如从控制器上下载上传程序以及MSG指令触发的控制期间的消息传送。
维护时间 保留给网络维护的时间,用地址最低的节点所传送的信息,以保证其他节点同步化。这个时间将从NUT中自动扣除。
它为对等通信提供实时控制和报文传送服务。它作为控制器和I/O设备之间的一条高速通信链路,
综合了现有各种网络的能力,是一种最现代化的工业网络。主要用于PLC与计算机之间的通信网络。它可连接拖动装置、串并行设备、PC、人机界面等。包含于Controlnet系统的控制设备都是复杂控制设备,比如可编程逻辑控制器PLC、HMI以及基于PC的控制器。它还可以沟通逻辑控制和过程控制系统。
该网络总线速率为5Mbps,在端到端总长为250m的距离内,网络可支持的最大节点数为48个。总线拓扑结构可以是星型、树型、总线型或是这3者之间的任意组合。能够使用的中继器数目只受到系统延迟时间的限制,使用中继器,最大的端到端传输距离使用同轴电缆为3km,使用光纤传输可以达到30Km,并且支持冗余结构。
尽管ControlNet采用了比其他自动和控制网络更大的带宽,它并不能作为传统意义上的宽带网络来使用。实际上,这种差异使该网络成为工业控制应用中比较成功的系统。这种特色差异就在于ControlNet是确定性的。确定就意味着网络上的设备和控制器都是在预定的时刻进行通讯的。这与宽带通讯网络不同,在宽带网络中,设备会试图等待网络为其分配特定的机会来进行通讯。ControlNet中的每一个部件都已经提前确定好了通讯时刻和时长。由于ControlNet是确定性的,因此它非常稳定和可靠,特别适用于对时间要求较高的工业应用。该系统的核心设计思想同样要求信号传输不被中断且高速进行。
技术特点:
① 在单根电缆上支持两种信息传输,一种是对时间有严格苛求,另一种是对时间无苛求的信息发送和程序上/下载。
② 采取新的通信模式以生产者/客户的模式取代了传统的源/目的的模式。它支持点对点通讯,而且允许同一时间向多个设备通信。
③ 可使用同轴电缆,长度达6km,可寻址节点最多达99个,两节点间最长距离达1000m。网络拓扑结构可采用总线、树型和星型。
④ 安装简单、扩展方便以及介质冗余、本质安全、良好诊断功能应用领域。
它提供如下功能:
对在同一链路上的I/O、实时互锁、对等通信报文传送和编程操作,均具有相同的带宽。
对于离散和连续过程控制应用场合,均具有确定性和可重复性功能。
它作为ControlLogix的通信背板,构成新一代控制器,能同时完成逻辑、过程、拖动和运动控制。
新推出的controllogix是的通讯网络主要使用了controlnet,他的NUT范围为2ms—100ms,基于controlnet的controllogix发挥了功能强大、控制灵活、安装调试简便的特点。要使controlnet正常运行,必须经过Rsnetworx的网络调度,即在Rsnetworx中对网络中的参数,比如NUT,进行设置,之后才能使用。在实际的工业现场之中,根据有关的原则进行灵活调整,以能够做到通讯无误为准。