陽(yáng)憲惠,徐用懋,魏慶福

互聯(lián)網(wǎng)作為當代社會(huì )的信息高速通道，把大量局域網(wǎng)連接成廣域網(wǎng)，對社會(huì )發(fā)展和人類(lèi)生活產(chǎn)生了重要影響。在該項技術(shù)迅速發(fā)展與不斷成熟的同時(shí)，也深刻影響著(zhù)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展?，F場(chǎng)總線(xiàn)是這一近年來(lái)倍受關(guān)注并得到迅速發(fā)展的自控新技術(shù)，在實(shí)現自控設備間數字通信與控制網(wǎng)絡(luò )互連的過(guò)程中，其技術(shù)發(fā)展趨勢明顯受到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)甚至成為現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展的新亮點(diǎn)。
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通常是WWW中網(wǎng)絡(luò )與數字通信技術(shù)的俗稱(chēng)。按ISO開(kāi)放系統互連參考模型的分層結構，它包括有通信模型中物理層與數據鏈路層的以太網(wǎng)規范；網(wǎng)絡(luò )層的網(wǎng)際互連協(xié)議IP；傳輸層的傳輸控制協(xié)議TCP、用戶(hù)數據報文協(xié)議UDP；會(huì )話(huà)層至應用層的簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議SMTP、域名服務(wù)DNS、文件傳輸協(xié)議FTP、虛擬終端TELNET等，即把以太網(wǎng)和TCP/IP緊密地捆綁在一起，再加上超文本鏈接HTTP、動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)發(fā)布等。
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)產(chǎn)生于80年代。當初人們在開(kāi)發(fā)這一自控設備間數據通信技術(shù)時(shí)，把主要注意力集中在滿(mǎn)足控制的實(shí)時(shí)性要求，工業(yè)環(huán)境下的抗干擾，總線(xiàn)供電等控制網(wǎng)絡(luò )特定條件下的需要。由于傳統控制網(wǎng)絡(luò )中要傳輸的數據量不大，那時(shí)開(kāi)發(fā)的現場(chǎng)總線(xiàn)的傳輸速率大都較低。那時(shí)人們還沒(méi)有意識到自控設備會(huì )有向網(wǎng)絡(luò )發(fā)布網(wǎng)頁(yè)信息的需要與可能，加上以太網(wǎng)采用載波監聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方式，其通信的非確定性使人們一直認為它不適于在控制網(wǎng)絡(luò )中使用。
隨著(zhù)信息技術(shù)的發(fā)展，也由于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)本身所蘊涵的經(jīng)濟潛力，出現了近年來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)之熱。據說(shuō)已出現各式各樣的現場(chǎng)總線(xiàn)一百多種，其中宣稱(chēng)為開(kāi)放型總線(xiàn)的就有40多種，并出現了各式各樣的地區與國家標準，由此引發(fā)了現場(chǎng)總線(xiàn)的國際標準大戰。
IEC/TC65負責測量和控制系統數據通信國際標準化工作的SC65C/WG6于1984年就開(kāi)始著(zhù)手標準的制定，并致力于推出于世界上單一的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。自1993年通過(guò)了IEC現場(chǎng)總線(xiàn)物理層標準IEC61158-2之后，由于種種經(jīng)濟、社會(huì )與技術(shù)原因，使現場(chǎng)總線(xiàn)標準的制定一直處于混亂狀態(tài)。IEC在歷經(jīng)多年爭斗與調解的努力之后，于2000年初宣布有IEC 61158、ControlNet、Profibus、P-Net、Foundation Fieldbus、Newcomer SwiftNet、WorldFIP、Interbus-S八種現場(chǎng)總線(xiàn)標準成為IEC現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準子集。這一結果確實(shí)令人失望，也違背了制定世界上單一現場(chǎng)總線(xiàn)標準的初衷。至今，除了少數組織還希望將其總線(xiàn)擠入IEC標準正不懈努力外，許多人對制定國際現場(chǎng)總線(xiàn)標準已失去信心與興趣，致使2000年之后的標準混戰明顯降溫。IEC現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準制定的結局也向世人表明，在相當長(cháng)一段時(shí)期內多種現場(chǎng)總線(xiàn)并存，控制網(wǎng)絡(luò )的系統集成與信息集成會(huì )面臨困難的復雜局面。無(wú)論是最終用戶(hù)還是制造商，普遍都在關(guān)注現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向，都在尋求高性能低成本的解決方案。
正是在現場(chǎng)總線(xiàn)標準爭論處于不可開(kāi)交之際，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)悄然進(jìn)軍現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域。這一方面是因為它技術(shù)成熟、易于得到，性能價(jià)格比高，另一方面是因為隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展現場(chǎng)設備對通信性能的要求提高，原有的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)難以滿(mǎn)足應用需求，因而轉向青睞互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
1  與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結合是現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )的應用需要
現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )位于企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )的底層，其根本任務(wù)是要完成生產(chǎn)現場(chǎng)的測量控制任務(wù)，提供生產(chǎn)過(guò)程與設備的各種信息。從網(wǎng)絡(luò )結構與企業(yè)信息集成的應用需求來(lái)看，企業(yè)要把管理、決策、市場(chǎng)信息和生產(chǎn)控制信息結合起來(lái)，把各種應用協(xié)調為一個(gè)整體，實(shí)現產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)加工、原料供應與產(chǎn)品儲運、市場(chǎng)信息、企業(yè)管理、決策等過(guò)程的一體化解決方案，就需要把現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )與企業(yè)內部網(wǎng)Intranet、互聯(lián)網(wǎng)Internet連接成為一個(gè)整體。

圖1  企業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統的層次結構圖

圖1為企業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統的層次結構。一般可按功能把它劃分為三層：底層為完成生產(chǎn)現場(chǎng)測量控制功能的過(guò)程控制層PCS（Process Control System）；最上層為企業(yè)資源規劃層ERP（Enterprise Resource Planning）；而傳統概念上的監控、管理、調度等多項控制管理功能交錯的部分都被包羅在中間的制造執行層MES（Manufacturing Execution System）。圖中ERP與MES層大多采用以太網(wǎng)技術(shù)構成網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)多為各種計算機及其外設。隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在ERP與MES層的網(wǎng)絡(luò )集成與信息交互得到了較好解決。它們與外界互聯(lián)網(wǎng)之間的信息交互也相對比較容易。
由于生產(chǎn)現場(chǎng)自控設備的種類(lèi)繁多，測控設備間通信技術(shù)發(fā)展的相對滯后與不成熟，使得在現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )所處的過(guò)程控制層內部實(shí)現信息交換的難度較大。該層一般包含有現場(chǎng)總線(xiàn)設備、DCS、PLC、SCADA等。僅就現場(chǎng)總線(xiàn)系統而言，由于各種總線(xiàn)采用的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和介質(zhì)各不相同，不同標準的總線(xiàn)設備之間實(shí)現互連和互操作存在較多障礙。該層信息內容主要為生產(chǎn)裝置運行參數的測量值、控制量、開(kāi)關(guān)閥門(mén)的工作位置、報警狀態(tài)、設備的資源與維護信息、系統組態(tài)、參數修改、零點(diǎn)量程調校信息等。在一體化解決方案中，需要調用、設置這些參數值，需要解決該層內部、該層與上層及其與外部網(wǎng)絡(luò )在信息集成中存在的困難?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)深入到現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，無(wú)疑有助于實(shí)現層內與層間的信息集成。
控制網(wǎng)絡(luò )與互聯(lián)網(wǎng)的結合拓寬了測量控制系統的范圍與視野，為實(shí)現跨地區的遠程控制與遠程故障診斷創(chuàng )造了條件。人們可以在千里之外查詢(xún)生產(chǎn)現場(chǎng)的運行狀態(tài)；方便地實(shí)現偏遠地區生產(chǎn)設備的無(wú)人值守；遠程診斷生產(chǎn)過(guò)程或設備的故障；在辦公室查看并操作家中的各類(lèi)電器等。正是控制網(wǎng)絡(luò )與互連網(wǎng)的結合使實(shí)現這些應用成為可能。
2  互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展的新亮點(diǎn)
隨著(zhù)現場(chǎng)設備功能逐漸增強，現場(chǎng)設備之間、以及現場(chǎng)設備與MES層、ERP層之間需要進(jìn)行交換的數據量成倍增加。加之現在有了現場(chǎng)設備要內置Web Server、以網(wǎng)頁(yè)形式與外界溝通信息的需求，而現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段的通信速率一般都比較低，典型的如FF H1的通信速率為31.25kbps，一個(gè)以31.25kbps為傳輸速率的現場(chǎng)設備是無(wú)法支持上述功能的。
盡管有些總線(xiàn)可以得到更高的通信速度，如ControlNet的傳輸速率為5Mbps，PROFIBUS-DP的傳輸速率可以高達12Mbps，但是它們需要特定通信芯片的支持，這些通信芯片的使用數量和價(jià)格都無(wú)法與以太網(wǎng)的相應部分相抗衡。市場(chǎng)需要技術(shù)成熟、魯棒性好、成本低的通信技術(shù)?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)能夠滿(mǎn)足這些要求，便于以較低的費用獲得高性能、低成本的控制網(wǎng)絡(luò )。
在現場(chǎng)總線(xiàn)領(lǐng)域采用快速以太網(wǎng)技術(shù)，以物美價(jià)廉的以太網(wǎng)設備替代控制網(wǎng)絡(luò )中相對昂貴的專(zhuān)用總線(xiàn)設備是趨勢之一。以太網(wǎng)是IEEE802.3所支持的局域網(wǎng)標準，最早由Xerox開(kāi)發(fā)，后經(jīng)數字儀器公司、Intel公司和Xerox聯(lián)合擴展，成為以太網(wǎng)標準。目前不僅在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域內，而且在各個(gè)企業(yè)的管理網(wǎng)絡(luò )都得到廣泛應用。由于它技術(shù)成熟，連接電纜和接口設備價(jià)格相對較低，帶寬在迅速增長(cháng)，出現了千兆、萬(wàn)兆以太網(wǎng)。采用快速以太網(wǎng)設備滿(mǎn)足現場(chǎng)設備對通信速度增加的要求，的確是物美價(jià)廉的方便之舉。
在現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中采用全雙工交換式以太網(wǎng)交換機，以改善網(wǎng)絡(luò )通信的實(shí)時(shí)性，是互連網(wǎng)技術(shù)在現場(chǎng)總線(xiàn)領(lǐng)域滲透的又一實(shí)例。以太網(wǎng)交換機以星形拓撲結構為其端口上的每個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)提供了獨立帶寬，使連接在同一個(gè)交換機上面的不同設備不存在資源爭奪，相當于每個(gè)設備獨占一個(gè)網(wǎng)段，使不同設備之間產(chǎn)生沖突的可能性大大降低，加上采用五類(lèi)線(xiàn)將接收、發(fā)送信號分開(kāi)，使全雙工交換式以太網(wǎng)有條件成為確定性網(wǎng)絡(luò )。
在現場(chǎng)設備中內置WEB服務(wù)器，使現場(chǎng)設備具備網(wǎng)頁(yè)發(fā)布功能，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)與外界交換信息，應該說(shuō)這是將互聯(lián)網(wǎng)設備的功能與技術(shù)直接引入到現場(chǎng)總線(xiàn)設備的結果。
當前許多現場(chǎng)總線(xiàn)組織都在積極致力于開(kāi)發(fā)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結合的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品。與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結合已經(jīng)成為現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展中的新亮點(diǎn)。
3  對通信非確定性的解決方案
通信非確定性是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入控制領(lǐng)域的最大障礙?，F場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )不同于普通數據網(wǎng)絡(luò )的最大特點(diǎn)在于它必須滿(mǎn)足控制作用對實(shí)時(shí)性的要求。實(shí)時(shí)控制往往要求對某些變量的數據準確定時(shí)刷新。由于以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波監聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方式，一條總線(xiàn)上掛接的多個(gè)節點(diǎn)采用平等競爭的方式爭用總線(xiàn)。節點(diǎn)要求發(fā)送數據時(shí)，先監聽(tīng)總線(xiàn)是否空閑，如果空閑就發(fā)送數據，如果總線(xiàn)忙就只能以某種方式繼續監聽(tīng)，等總線(xiàn)空閑后再發(fā)送數據。即便如此也還會(huì )出現幾個(gè)節點(diǎn)同時(shí)發(fā)送而發(fā)生沖突的可能性，因而傳統以太網(wǎng)技術(shù)難以滿(mǎn)足控制系統要求準確定時(shí)通信的實(shí)時(shí)性要求，一直被稱(chēng)之為非確定性（nondeterministic）網(wǎng)絡(luò )。
正是快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給解決以太網(wǎng)通信的非確定性帶來(lái)了希望，使這一應用成為可能。首先以太網(wǎng)的通信速率一再提高，從十兆到百兆，目前千兆以太網(wǎng)已在局域網(wǎng)、城域網(wǎng)中普遍應用，萬(wàn)兆以太網(wǎng)也正加緊研制。相同通信量的條件下，通信速率的提高意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )負荷的減輕，而減輕網(wǎng)絡(luò )負荷則意味著(zhù)提高網(wǎng)絡(luò )通信的確定性。
在全雙工交換式以太網(wǎng)上，交換機將網(wǎng)絡(luò )切分為多個(gè)網(wǎng)段，交換機之間通過(guò)主干網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行連接。在網(wǎng)段分配合理的情況下，由于網(wǎng)段上多數的數據不需要經(jīng)過(guò)主干網(wǎng)傳輸，因此交換機能夠過(guò)濾掉這些數據，使這些數據只在本地網(wǎng)絡(luò )傳輸。這種方法使本地的數據傳輸不占用其他網(wǎng)段的帶寬，從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)絡(luò )的負荷。
在1個(gè)用5類(lèi)雙絞線(xiàn)來(lái)連接的全雙工交換式以太網(wǎng)中，若一對線(xiàn)用來(lái)發(fā)送數據，另外一對線(xiàn)用來(lái)接收數據，因此1個(gè)100M的網(wǎng)絡(luò )提供給每個(gè)設備的帶寬有200M，這樣交換式全雙工以太網(wǎng)消除了沖突的可能，有條件達到確定性網(wǎng)絡(luò )的要求。
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，各現場(chǎng)總線(xiàn)相繼推出了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新一代現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品，有的已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應用和推廣階段。雖然各家對新系統的命名各不相同，但是在具體實(shí)施上卻有如下相似之處：
物理介質(zhì)采用標準以太網(wǎng)連線(xiàn)。
使用標準以太網(wǎng)連接設備（如交換機等）。
采用IEEE 802.3 物理層和數據鏈路層標準、TCP/IP協(xié)議組。
兼容上一代現場(chǎng)總線(xiàn)系統甚至DCS系統。
將傳統的三層網(wǎng)絡(luò )模型簡(jiǎn)化為二層甚至一層。
下面將以FF、PROFIBUS、Controlnet和LonWorks為例，簡(jiǎn)要介紹幾種現場(chǎng)總線(xiàn)與以太網(wǎng)結合的解決方案。
4  FF與互聯(lián)網(wǎng)結合的HSE（高速以太網(wǎng)）

圖2  HSE通信系統的模塊結構圖

HSE（High Speed Ethernet）是FF在屏棄了原有高速總線(xiàn)H2之后的新作。圖2表示了HSE通信系統的模塊結構。從圖中可以明顯看到，它正是以太網(wǎng)協(xié)議802.3、TCP/IP協(xié)議組與FF H1的結合體。FF現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )明確將HSE定位于實(shí)現控制網(wǎng)絡(luò )與互聯(lián)網(wǎng)Internet的集成。由HSE鏈接設備將H1網(wǎng)段信息傳送到以太網(wǎng)的主干上。這些信息可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)Internet送到主控制室，并進(jìn)一步送到企業(yè)的ERP和管理系統。操作員在主控室可以直接使用網(wǎng)絡(luò )瀏覽器查看現場(chǎng)運行情況?，F場(chǎng)設備同樣也可以從網(wǎng)絡(luò )獲得控制信息。

 
圖3  HSE系統的設備類(lèi)型與連接示意圖

圖3表示了HSE通信系統的設備類(lèi)型與連接關(guān)系?？梢钥吹?，HSE技術(shù)的一個(gè)核心部分就是鏈接設備（Linking Device）。它是HSE體系結構中將H1（31.25kbps）設備連接到100Mbps的HSE主干網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分。位于以太網(wǎng)的主機系統能夠對鏈接設備上掛接的子系統和基于HSE的設備進(jìn)行組態(tài)和監視。 HSE鏈接設備同時(shí)也具有網(wǎng)橋和網(wǎng)關(guān)的功能。它的網(wǎng)橋功能能夠用來(lái)連接多個(gè)H1總線(xiàn)網(wǎng)段，使不同H1網(wǎng)段上面的H1設備之間能夠進(jìn)行對等通信而無(wú)需主機系統的干預。HSE主機可以與所有的鏈接設備和鏈接設備上掛接的設備進(jìn)行通信，使操作數據能傳送到遠程的現場(chǎng)設備，并接收來(lái)自現場(chǎng)設備的數據信息，實(shí)現監控和報表功能。監視和控制參數可直接映射到標準功能塊中。
鏈接設備的網(wǎng)關(guān)功能允許將HSE網(wǎng)絡(luò )連接到其他的工廠(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò )和信息網(wǎng)絡(luò )。HSE鏈接設備不需要為H1子系統做報文解釋?zhuān)菍?lái)自H1總線(xiàn)網(wǎng)段的報文數據集合起來(lái)并且將H1地址轉化成為IP地址。
5  PROFInet
針對工業(yè)應用需求，將原有PROFIBUS與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結合，形成了名為PROFInet的網(wǎng)絡(luò )方案。圖4表示了它的網(wǎng)絡(luò )結構。
PROFInet主要包含三方面的技術(shù)：一是基于通用對象模型（COM）的分布式自動(dòng)化系統；二是規定了PROFIBUS和標準以太網(wǎng)之間的開(kāi)放、透明通信；三是提供了一個(gè)獨立于制造商、包括設備層和和系統層的系統模型。

 
圖4  PROFInet的網(wǎng)絡(luò )結構示意圖

PROFInet的基礎是組件技術(shù)（component technology）。在PROFInet中，每個(gè)設備都被看作一個(gè)具有COM（component object module，組件對象模型）接口的自動(dòng)化設備，同類(lèi)設備都具有同樣的COM接口。在系統中通過(guò)調用COM接口來(lái)調用設備功能。組件模型使不同制造商遵循同一原則創(chuàng )建的組件之間能夠混合應用，簡(jiǎn)化了通信編程。每一個(gè)智能設備中都有一個(gè)標準組件，智能設備的功能則通過(guò)對組件進(jìn)行特定的編程來(lái)完成。同類(lèi)設備具有相同的內置組件，對外提供相同的COM接口，為不同廠(chǎng)家的設備之間提供了良好的互換性和互操作性。COM對象之間還可通過(guò)DCOM連接協(xié)議進(jìn)行互連和通信。
PROFInet采用標準TCP/IP以太網(wǎng)作為連接介質(zhì)，采用標準TCP/UDP/IP協(xié)議加上應用層的RPC/DCOM來(lái)完成節點(diǎn)之間的通信和網(wǎng)絡(luò )尋址。它可以同時(shí)掛接傳統PROFIBUS系統和新型的智能現場(chǎng)設備?，F有的PROFIBUS網(wǎng)段可以通過(guò)一個(gè)代理設備（proxy）連接到PROFInet網(wǎng)絡(luò )當中，使整套PROFIBUS設備和協(xié)議能夠原封不動(dòng)的在PROFInet中使用。傳統的PROFIBUS設備可通過(guò)代理proxy與PROFInet上面的COM對象進(jìn)行通信。并通過(guò)OLE自動(dòng)化接口實(shí)現COM對象之間的調用。
6  Ethernet/IP
EtherNet/IP（以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議）是主推Controlnet現場(chǎng)總線(xiàn)的Rockwell公司對以太網(wǎng)進(jìn)入自動(dòng)化領(lǐng)域做出的積極響應。Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò )采用商業(yè)以太網(wǎng)通信芯片和物理介質(zhì)，采用星形拓撲結構，利用以太網(wǎng)交換機實(shí)現各設備間的點(diǎn)對點(diǎn)連接。能同時(shí)支持10M和100M 以太網(wǎng)的商業(yè)產(chǎn)品。它的一個(gè)數據包最多可達1500個(gè)字節，數據傳輸速率可達10/100Mbps，因而采用EtherNet/IP便于實(shí)現大量數據的高速傳輸。

 
圖5  EtherNet/IP與OSI模型比較圖

圖5表示了EtherNet/IP與OSI模型的參照比較。它由IEEE 802.3物理層和數據鏈路層標準、以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議組和控制與信息協(xié)議（Control Information Protocol，CIP）3個(gè)部分組成。前面兩部分為標準的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其特色部分就是被稱(chēng)作控制和信息協(xié)議的CIP部分。它是在1999年發(fā)布的，其開(kāi)發(fā)目的是為了提高設備間的互操作性。它與在ControlNet和DeviceNet控制網(wǎng)絡(luò )中使用的CIP相同。在ControlLogix，PLC-5和SLC家族的所有EtherNet/IP產(chǎn)品都使用CIP通信。CIP一方面提供實(shí)時(shí)I/O通信，一方面實(shí)現信息的對等傳輸。其控制部分用來(lái)實(shí)現實(shí)時(shí)I/O通信，信息部分則用來(lái)實(shí)現非實(shí)時(shí)的信息交換。

圖6  LONWORKS/Ethernet網(wǎng)絡(luò )示意圖

EtherNet/IP的許多模塊有內置的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，能支持HTTP功能。模塊、網(wǎng)絡(luò )和系統數據信息可以通過(guò)標準的網(wǎng)絡(luò )瀏覽器獲得?，F有的EtherNet/IP產(chǎn)品能夠通過(guò)HTTP提供以下功能：讀/寫(xiě)數據、讀診斷、發(fā)送電子郵件和編輯組態(tài)數據。
7  LONWORKS/Ethernet
圖6為L(cháng)ONWORKS/Ethernet網(wǎng)絡(luò )示意圖。該系統中的關(guān)鍵設備是i.LON 1000。i.LON 1000取代了傳統的網(wǎng)關(guān)設備而成為連接LONWORKS和以太網(wǎng)的橋梁。它將LONWORKS的報文打包，封裝在TCP/IP數據包中，然后在網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送。當這個(gè)數據包通過(guò)以太網(wǎng)傳送到遠程的LONWORKS網(wǎng)段時(shí)，TCP/IP封裝被拋棄，LONWORKS數據包被重新放置在網(wǎng)絡(luò )上。這樣一個(gè)集成網(wǎng)絡(luò )使得系統的安裝、監視、故障診斷和維護會(huì )更加容易，使各節點(diǎn)之間有完全的連通性。在任何地方聯(lián)入系統便可與網(wǎng)段上的任一節點(diǎn)進(jìn)行交互。
iLON 1000象其它普通以太網(wǎng)節點(diǎn)那樣具有自己的IP地址，其一端掛接在以太網(wǎng)上，另一端掛接在LONWORKS控制網(wǎng)段上。它還可以作為網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器向Internet發(fā)布設備的實(shí)時(shí)信息，任何一個(gè)標準的網(wǎng)絡(luò )瀏覽器都可以通過(guò)IP對其進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。
LONWORKS系統中一個(gè)節點(diǎn)的應用程序可以根據它從其他設備中獲得的有關(guān)系統信息做出自己的控制決策，以構成基于信息的控制系統。
8  結語(yǔ)
總之，許多有影響的現場(chǎng)總線(xiàn)都在致力于發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)的結合，如WorldFIP提出的FIPWEB Internet方案，在不影響實(shí)時(shí)通信的情況下將WorldFIP網(wǎng)段“透明”連接到Internet，并專(zhuān)門(mén)為此開(kāi)發(fā)了IP包軟件與嵌入式HTTP服務(wù)器等。各種現場(chǎng)總線(xiàn)都在保護已有技術(shù)和投資的條件下拓寬自己的生存空間?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)已深深影響了控制網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的發(fā)展，我國在開(kāi)發(fā)自己的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品時(shí)應充分注意到這一技術(shù)發(fā)展趨勢。但人們也應該清醒地看到，控制網(wǎng)絡(luò )通信有其本身的特點(diǎn)，并非是照搬互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以完全替代的，需要發(fā)展適合自控應用需求的工業(yè)數據通信與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。