CIP

通用工业协议

通用工业协议（Common Industrial Protocol，CIP）是一种应用在工业自动化的通信协定，由开放DeviceNet厂商协会（Open DeviceNet Vendors Association，ODVA）所维护。以前的名称为控制和信息协议（Control and Information Protocol，也即CIP）。

简介

通用工业协议（CIP，Common Industrial Protocol）为开放的现场总线 DeviceNet、ControlNet、Componet、EtherNet/IP等网络提供了公共的应用层和设备描述。它建立在单一的、与介质无关的平台上，为从工业现场到企业管理层提供无缝通信，使用户可以整合跨越不同网络的有关安全、控制、同步、运动、报文和组态等方面的信息。有助于使工程和现场安装的开销最小化，使用户获得最大的投资收益。作为设备间进行自动化数据传输的通信协议，CIP把每一个网络设备看作一系列对象的集合，每个对象也只是一组设备相关数据的集合，称为属性，它通过设备描述对网络中的设备进行完整的定义。CIP是设计工业控制设备的基于对象的一种方法（例如体系结构、数据类型、服务等），它是独立于特定网络的应用层协议，提供了访问数据和控制设备操作的服务集。

CIP是一个端到端的面向对象并提供了工业设备和高级设备之间的连接的协议，CIP有两个主要目的，一是传输同I/O设备相联系的面向控制的数据；二是传输其他同被控系统相关的信息，如组态、参数设置和诊断等。

组成

CIP主要由对象建模、报文协议、通信对象、对象库、设备描述、设备配置方法和数据管理等部分组成。

（1）对象建模。CIP使用抽象的对象模型来描述一组可实现的通信服务、CIP节点的外部可视行为、IP设备内部数据的访问和交换的一般方法。

（2）报文协议。CIP是面向连接网络的最高层。一个CIP连接在多个应用之间提供一条路径。当连接建立后，发送节点和接收节点通过双方的连接标识符对连接以及报文进行确认。

（3）通信对象。CIP的通信对象管理并提供运行时报文的交换。

（4）对象库。CIP协议定义了大量的对象集合。CIP的对象类可分为3种类型：通用对象.如标识对象、报文路由对象、组合对象、连接对象等；应用特定对象，如寄存器对象、离散输入点对象、离散输出点对象、AC/DC变频器对象等；网络特定对象，如DeviceNet对象、ControlNet对象、ControlNet智能对象、TCP/IP接口对象等。

（5）设备描述。CIP设备描述是对象结构和行为的一个完整说明，以此来实现设备的互操作性和互换性。

（6）设备配置方法。CIP提供了多种设备配置方法，如打印数据表、参数对象与参数对象存根、电子数据表以及上述几种方法的组合。

（7）数据管理。数据管理定义了对象的数据结构与编址类型。CIP的控制部分用于实时I/O数据的传送与互锁；CIP的信息部分用于报文交换以实现对等通信、报警、配置以及诊断等功能。CIP使用单一网络即可实现控制、配置与数据采集，是·种效率高、可靠性好、实时性强的通用性网络协议。

特点

1、CIP中采用了全新的生产者/消费者网络模型。在生产者/消费者模型中，信息按内容来标识，如果一个节点要接收一个数据.仅仅需识别与此信息相连的特定的标识符，每个数据包不再需要源地址位和目标地址位。因为数据是按内容进行标识的，数据源只需将数据发送一次。许多需用此数据的节点通过在网上同时识别这个标识符，可同时从同一生产者取用此消费同一数据。消费者节点之间可实现精确的同步，而且提高了带宽的有效使用率，其他的设备加入网络后并不增加网络负载，因为它们同样可以消费这些相同的信息。当节点发送多个数据组时，对每个数据组使用不同的标识符。

2、CIP协议可以传输多种类型的数据。CIP根据所传输的数据对传输服务质量要求的不同，把报文分为两种：显性报文和I/O报文。显性报文传输工厂控制层网络传送一般的计算机通信网络中需传送的报文，I/O报文传送实时的输入/输出（I/O）控制信息及整个控制系统中各控制器互锁信息等。

3、CIP支持多种I/O数据触发方式。除了传统的轮询方法（polling）外，CIP还允许用两种新的功能的I/O触发方法：状态改变发送（Change-of-State）和周期I/O发送（Cyclic）。

4、CIP支持多种通信模式。包括主从（Master/Slaver）、多主（Multi-Master）、对等（Peer-to-Peer），或者三种模式的任意组合。

5、CIP的另一个重要特点是面向连接。在通信开始之前必须建立起连接，获取唯一的连接标识符（Connection ID，CID）。如果连接涉及双向的数据传输，就需要两个CID。CID的定义及格式是与具体网络有关的，比如DeviceNet的CID定义是基于CAN标识符的。通过获取CID，连接报文就不必包含与连接有关的所有信息，只需要包含CID即可，从而提高了通信效率。

应用

CIP在多种技术领域进行使用，如DeviceNet，ControlNet，EtherNet/IP。

DeviceNet是一种基于CAN的网络，除了其物理层的传输介质、收发器等是自己定义的以外，物理层的其他部分和数据链路层都采用CAN的协议。

ControlNet的物理层是自己定义的，数据链路层用的是并存时间域多路存取（Concurrent Time Domain Multiple Access，CTDMA）协议。

EtherNet/IP是一种基于以太网技术和TCP/IP技术的工业以太网，其物理层和数据链路层用的是以太网协议，网络层和传输层用的是TCP/IP协议族中的协议。

三种网络的应用层协议使用CIP，包括CIP报文路由，连接管理：CIP数据管理服务，显式报文、I/O报文；CIP应用层等。以太网应用层除了使用CIP外，还使用了TCP/IP协议族中的应用层协议。

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