[发明专利]一种工业以太网适配器

说明书

技术领域

本发明涉及一种现场总线控制技术，尤其是涉及一种基于Ethernet/IP协议的工业以太网适配器，Ethernet/IP协议是属于控制信息协议(CIP)的一种。

背景技术

工业以太网就是基于以太网和传输控制协议/网间协议(TCP/IP)技术的一种工业控制网络。

近几年来，工业自动化控制系统向着分布化和智能化方面发展。现场总线技术的出现和发展给工业自动化带来了一次深刻的革命。多家厂商推出了各自的总线标准，争夺总线的巨大市场，导致了多种现场总线互不兼容。随着多种总线不兼容的问题的突出，人们对统一的通信协议日益迫切，促使厂家把目光关注在以太网。

以太网(Ethernet)最初是商用，采用载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)媒体访问控制方式，不能保证网络传输的确定性和实时性，被认为是不确定的一种网络，不能应用于对确定性和实时性要求的高控制网络。但是随着以太网技术的进步和成熟，智能集线器的使用，主动切换功能的实现、优先权的引入以及双工的布线等，在很大程度上为解决以太网的不确定性和实时性低等问题提供了条件。

以太网并没有提供面向工业应用的标准协议。为了满足工业应用的需求，许多研究者在以太网技术和TCP/IP技术上做了大量的改进和探索。概括说，目前采取的方法主要有三种：一种是开发在以太网和现有的工业网络之间的网关；另外一种是把现有的工业应用层协议和以太网、传输控制协议/网间协议整合起来；第三种是开发在以太网、传输控制协议/网间协议基础之上的全新工业应用层协议。

工业以太网与其他控制网络的优势主要体现在以下几个方面：

1)工业以太网可以满足控制系统各个层次的要求，使企业信息网络和控制网络得以统一。

2)以太网受到广泛的开发技术支持。由于以太网是应用最广泛的计算机网络技术，几乎所有的编程语言都支持以太网的应用开发。采用以太网作为现场总线，可以保证多种开发工具、开发环境供选择。

3)以太网同时还受到硬件开发商的高度重视，这使得以太网系统的设计有广泛的硬件产品可供选择。并且由于应用的广泛，其硬件价格必然十分低廉。

4)通信速率高。目前以太网的通信速率为10M，100M的快速以太网也开始广泛应用，1000M以太网技术也逐渐成熟，10G以太网也正在研究。以太网完全可以满足对带宽有更高要求的需要。

5)以太网具有大量的软件资源。人们对以太网设计和应用有很多经验，对以太网技术十分熟悉。这意味着可以显著降低系统的开发和培训费用，从而显著降低系统的整体成本，并大大加快系统的开发和推广速度。

6)易于实现管理控制一体化。易于实现控制网络与信息网络的无缝集成，建立统一的企业网络。易实现各种底层设备接入以太网，直至与因特网(Internet)相连。

Ethernet/IP(Ethernet Industrial Protocol)工业以太网通讯协议是在2000年ODVA(OpenDeviceNet Vendor Association)/CI(ControlNet International)联合IEA(Industrial EthernetAssociation)提出的。2001年，在ODVA的官方网站公布了Ethernet/IP的规范，并免费提供下载。控制信息协议(CIP)是其特色部分，控制信息协议采用面向对象的设计方法，运用对象来描述控制设备中的通信信息、服务、节点的外部特征和行为等，提高了设备的互操作性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既可以复用原有的设备，节省工业成本，又可以提高系统的性能和兼容性的工业以太网适配器。

本发明设有底板插槽、电源模块、适配器模块和本地IO模块。电源模块、适配器模块和本地IO模块的通讯端口插在底板插槽上实现互连。本地IO模块的通讯端口是一个通用接口，设有数据口、地址口、控制口和供电接口等，后续开发的任何满足此通讯接口的模块都可以直接接入本发明。电源模块负责供电，适配器模块负责处理工业以太网数据包和采集IO模块数据，本地IO模块负责设备节点通讯。