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工业以太网循环数据交换方式

此文档用通俗的图片描述工业以太网的循环数据交换也叫过程数据交换方式;一般在进行循环数据之前会有一些参数数据初始化过程也可叫做握手过程,这个过程由于每个工业以太网协议有各自的参数初始化方式,这里不描述。
方法/步骤
1

Modbus-TCP此工业以太网协议是完全公开而且开源的。施耐德及一些国产的设备支持此协议的比较多;Modbus TCP使用一种面向连接的、可靠的传输层通信协议--TCP。Modbus TCP延续了RTU的数据交换方式,只是底层物理层协议从原来的485升级到以太网。其数据交换方式更像老师问学生问题,问一句答一句。

2

CC-Link IE Field Basic此协议是三菱与cclink协会制定的工业以太网协议,在三菱的自带网口的PLC上均集成了此协议网口。此协议针对低端、小型设备,其对速度要求并不高,但对成本比较敏感。此协议使用UDP进行数据交换。UDP是一个无连接的传输协议,这样省去了连接这个步骤,从而大大提高数据传输效率。CC-Link IE Field Basic的数据交换是有主站利用广播的方式发出数据循环请求,从站接收后再以单播的方式回应。

3

EtherCAT此协议归属于倍福,是完全公开的协议;实时性能非常好,多用于运动控制系统。EtherCAT主站发送一个报文,报文经过所有节点。EtherCAT从站设备高速动态的(on the fly)读取寻址到该节点的数据,并在数据帧继续传输的同时插入数据。这样数据帧的传输延时只取决于硬件传输延时。当某一个网段或分支上的最后一个节点检测到开放端口时,利用以太网的全双工特性,将报文返回给主站。

4

Profinet 循环IO通信关系此协议是属于西门子的。此协议内部比较复杂,现只介绍循环IO部分。为建立更高层控制器和IO设备之间的通信, 必须建立通信路径。通信路径由IO控制器在系统启动期间根据工程系统中的组态数据而建立。明确规定了数据交换。每个数据交换被嵌入到一个AR(应用关系,Application Relation )中。在AR内,CR (通信关系)明确规定数据。这样,用于设备模型的所有数据包括通用通信参数被下载到IO设备。 一个IO设备可同时与不同IO控制器建立多个AR。同时建立用于循环数据交换(IO数据CR)、非循环数据交换(记录数据CR)和报警(报警CR)的通信通道。

5

循环IO数据通过“IO数据CR”可以配置的时基进行传输,在控制器和IO设备之间作为非确认的实时数据交换。对于与各设备的连接,可单独规定其周期时间以适应应用需求。同样在250us-512ms范围内可为输入数据和输出数据选择不同的周期时间。 通过一个定时器来监视连接,监控的设置为周期时间的倍数。在数据交换期间,在帧的数据后面跟随一个设备状态。该状态信息被相应的设备进行评估。因此,可以仅从循环数据交换来判断数据的有效性。数据如果没有在监视时间内到达,则设备将报出错误。

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