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[摘 要]随着现代信息技术和计算机技术的不断发展，分布式控制系统在企业自动化和过程自动化中应用迅速增长，现场总线技术已成为工业网络通信中的佼佼者。网络通信方式的多样化和通信效率的提高，使信息交换领域从现场设备控制层发展到企业管理层，以网络为主的自动化分布式控制系统成为行业趋势。
[关键词]网络通信;网络协议;网络链接;IP地址设定
[中图分类号]U672;TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–00–03
Industrial Network Communication of AB System
——Ethernet / IP Network
Zhang Xiao-you
[Abstract]With the continuous development of modern information technology and computer， the application of distributed control system in enterprise automation and process automation is growing rapidly， and fieldbus technology has become the leader in industrial network communication. With the diversification of network communication and the improvement of communication， the field of information exchange has developed from the field equipment control layer to the enterprise management layer， and the automatic distributed control system based on network has become the industry trend.
[Keywords]network communication; network protocol; network link; IP address setting
面对工业控制的基本要求，如何完成各设备之间的数据交换，提供什么样的网络数据交换可以无缝连接，且更容易使用和维护，AB工业网络通信系统可以解决这些问题，其中普遍使用EtherNet/IP网络（工业以太网），下面就以EtherNet/IP网络为例，介绍AB工业网络通信系统。
1 EtherNet/IP网络简介
EtherNet/IP网络使用标准的EtherNet和TCP/IP技术以及被称为通用工业协议的开放的应用层协议。
1.1 EtherNet/IP网络模型和设备模式
EtherNet/IP网络的模型与标准以太网相似，不同的是在会话层、表示层和应用层融为一体，满足工业控制系统中特有的通信需求。EtherNet/IP模型如图1所示。
信息的传输过程都是数据交换，数据交换是通过EtherNet/IP网络的数据包来传输的，数据包的传输模式有单播、多播和广播3种。数据包传输过程的识别和判断依靠传输协议来实现，传输协议有地址解析协议（ARP）、名称解析协议（DNS）和网络地址解析协议（NAT）。
1.2 EtherNet/IP网络组成和网络协议
EtherNet/IP网络组成的原则是根据应用对网络的需求来选择的，网络的协议则提供了网络管理的功能，网络的管理使网络具有高性能的优势。
2 EtherNet/IP网络上的连接
EtherNet/IP通信模块必须考虑在EtherNet/IP网络上的连接和以太节点数目。如ControlLogix系统1756-L72控制器，通信模块1756-EN2T，支持节点128路。
连接是点对点的通信机制，用于在传送者和接收者之间传送数据，连接可以是逻辑的或物理的。网络中两种连接类型TCP和CIP连接被分于不同层且在各自时间传送数据，TCP连接是首先建立的连接，它用于所有的EtherNet/IP通信，并被所有的CIP連接所需要。
当组态应用EtherNet/IP网络时，有如下几点要求：
（1）所有的连接EtherNet/IP网络上传送数据都使用各自的周期时间。
（2）当组态应用时，就指定了CIP连接信息类型和CIP连接类型。
（3）每个EtherNet/IP通信模块有TCP和CIP的连接限量。
（4）通信模块上CIP连接的消耗同时也占用了控制器连接。
3 EtherNet/IP网络的拓扑结构
EtherNet/IP网络拓扑结构常见的是环形链接、星形链接和线形链接，其中环形链接是AB系统主要的一种EtherNet/IP网络链接形式。
环形链接对于每一个设备，需要两个端口，以便连线的一进一出，构成环状链接。选型设备时，要根据确定的网络链接形式选择接口设备，如图2所示。
线形网络拓扑是链接而成的EtherNet/IP网络的设备的集合，连接成线形网络拓扑的设备电缆用嵌入交换技术而不需要隔离交换，如图3所示。
星形网络拓扑包含通过以太网交换机各自独立链接的多个设备，如图4所示。
4 EtherNet/IP网络设备的IP地址设定
EtherNet/IP网络上设备的IP地址设定分为初始IP地址设定和修改IP地址设定。初始IP地址设定分为以太网端口是设备唯一通信接口和设备有其他通信接口，修改IP地址设定则简单易行。 IP地址设置方式如下：
（1）用BOOTP-DHCP服务器设定。
（2）RSLinxClassic软件设定。
（3）设备组态软件（Studio5000）设定。
（4）设备SD闪存卡设定。
4.1 用BOOTP-DHCP服务器设定设备的IP地址
采用BOOTP服务器设定IP的两种情况：
（1）设备初次上电，设备出厂设定为BOOTP使能。
（2）设备已经开始运行后重上电，设备BOOTP使能并且手动设定IP;设备DHCP使能并且自动设定IP。
BOOTP-DHCP服务器设定设备的IP地址具体操作步骤如下：
（1）在Rockwell Software下找到BOOTP-DHCP Sever软件，单击打开，弹出设置页面，BOOTP-DHCP服务器和对象设备所在局域网的IP相关参数，按照项目规划进行设定，或暂时不设定，单击OK，进入BOOTP/DHCP Sever界面。
（2）在TOOL菜单，选择Network Settings并单击，服务器展开设置页面，选中列表中要设置的MAC地址的设备，单击Add to Relation List按钮，弹出New Entry页面，将对应的IP地址输入即可。
（3）单击OK按钮，完成IP地址的设置，Relation List出现新的设定IP地址的设备。
（4）选定对象设备，单击Enable BOOP按钮，查看设备状态显示已成功设定IP地址。
（5）选定对象设备，单击Disable BOOT/DHCP按钮，取消设备的BOOT/DHCP使能，以保障设备重新上电时设置的IP地址不会丢失。
4.2 用RSLinx Classic软件设置设备IP地址
用RSLinx Classic软件设置设备IP地址，以太网设备已有初始IP，先要能够找到设备，才能进行相应的操作，RSLinx Classic的初次使用，需要组态通信驱动。
RSLinx Classic软件的通信驱动设定具体操作步骤如下：
（1）在Rockwell Software下找到RSLinx打开，选定RSLinx Classic单击打开，弹出链接软件页面。
（2）选择Communications菜单，选中Configure Drivers...，点击进入Configure Drivers页面。
（3）下拉Available Driver Types：驱动选型菜单，显示所有AB系统链接驱动，选择相应的链接驱动如Ethernet/IP Dever，单击Add New...按钮，弹出默认驱动名称的窗口，可以修改驱动名称，单击OK按钮，进入选择网络设定页面。
（4）选定链接网络，单击OK按钮，退出设定页面，回到浏览页面，单击+号，展开后看到同一个子网的所有设备。
（5）建立了以太网驱动，通过以太网络，可以访问到目标设备，在设备进行IP地址的设定。
以控制器IP地址设定为例，通过以太网接口设置，只限于修改IP地址，控制器的初次IP设置是不能做到的。选中目标设备右击下拉菜单，单击Module Configuration，进入端口组态页面Port Configuration，修改IP地址后，单击Apply按钮或OK按钮，出现警告对话框，告知链接将会中断，单击Yes按钮，控制器改变新的IP地址。
4.3 用设备组态软件（Studio5000）设置设备IP地址
运用Studio5000软件设置设备的IP地址，只适合修改IP地址，控制器的初次IP设置是不能做到的。Studio5000软件设置设备IP地址具体操作步骤如下。
（1）在编程软件的I/O组态树形结构下，选中需要设置IP地址的设备，双击或者右击下拉菜单选择属性，进入属性页面，单击Internet Protocol页面，展现IP地址组态页面，如果选项在BOOTP或DHCP，必须改为手动组态IP设定，可修改IP地址參数。
（2）单击Port Configuration，展开高级组态页面，两个端口组态，使能端口，使能自适应，在端口诊断栏，单击...，进入诊断，单击OK按钮或者Apply按钮，设备新的IP地址组态完成。
4.4 用SD闪存卡设控制器IP地址
控制器没有设定IP地址，尚在初始状态，SD闪存卡的装载也能为控制器设定IP地址，这种做法特别适合OEM批量机器的装载。
用SD闪存卡设控制器IP地址具体操作步骤如下。
（1）SD闪存卡中已经存储了控制器项目。
（2）SD闪存卡上的控制器项目包含的IP地址，与控制器当前正在使用的IP地址不同或者相同。
（3）SD闪存卡所存储的控制器项目组态装载映像参数设为On Power Up。
（4）控制器重新上电，带有新的IP地址的控制器项目被装载到控制器。
5 结语
通过EtherNet/IP网络，实现设备之间数据交换的无缝连接，并同时在线对系统中所控制设备进行编程和组态，满足工业控制的需求，使系统具有极其的柔性和兼容性。网络通信的实时性和可靠性，以及网络故障的智能诊断和排除都成为工业网络通信的焦点，通信在自动化系统中无处不在，是整个自动化控制系统的灵魂。
参考文献
[1] 邓李.集成架构中型系统[M].北京：机械工业出版社，2014.
[关键词]网络通信;网络协议;网络链接;IP地址设定
[中图分类号]U672;TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–00–03
Industrial Network Communication of AB System
——Ethernet / IP Network
Zhang Xiao-you
[Abstract]With the continuous development of modern information technology and computer， the application of distributed control system in enterprise automation and process automation is growing rapidly， and fieldbus technology has become the leader in industrial network communication. With the diversification of network communication and the improvement of communication， the field of information exchange has developed from the field equipment control layer to the enterprise management layer， and the automatic distributed control system based on network has become the industry trend.
[Keywords]network communication; network protocol; network link; IP address setting
面对工业控制的基本要求，如何完成各设备之间的数据交换，提供什么样的网络数据交换可以无缝连接，且更容易使用和维护，AB工业网络通信系统可以解决这些问题，其中普遍使用EtherNet/IP网络（工业以太网），下面就以EtherNet/IP网络为例，介绍AB工业网络通信系统。
1 EtherNet/IP网络简介
EtherNet/IP网络使用标准的EtherNet和TCP/IP技术以及被称为通用工业协议的开放的应用层协议。
1.1 EtherNet/IP网络模型和设备模式
EtherNet/IP网络的模型与标准以太网相似，不同的是在会话层、表示层和应用层融为一体，满足工业控制系统中特有的通信需求。EtherNet/IP模型如图1所示。
信息的传输过程都是数据交换，数据交换是通过EtherNet/IP网络的数据包来传输的，数据包的传输模式有单播、多播和广播3种。数据包传输过程的识别和判断依靠传输协议来实现，传输协议有地址解析协议（ARP）、名称解析协议（DNS）和网络地址解析协议（NAT）。
1.2 EtherNet/IP网络组成和网络协议
EtherNet/IP网络组成的原则是根据应用对网络的需求来选择的，网络的协议则提供了网络管理的功能，网络的管理使网络具有高性能的优势。
2 EtherNet/IP网络上的连接
EtherNet/IP通信模块必须考虑在EtherNet/IP网络上的连接和以太节点数目。如ControlLogix系统1756-L72控制器，通信模块1756-EN2T，支持节点128路。
连接是点对点的通信机制，用于在传送者和接收者之间传送数据，连接可以是逻辑的或物理的。网络中两种连接类型TCP和CIP连接被分于不同层且在各自时间传送数据，TCP连接是首先建立的连接，它用于所有的EtherNet/IP通信，并被所有的CIP連接所需要。
当组态应用EtherNet/IP网络时，有如下几点要求：
（1）所有的连接EtherNet/IP网络上传送数据都使用各自的周期时间。
（2）当组态应用时，就指定了CIP连接信息类型和CIP连接类型。
（3）每个EtherNet/IP通信模块有TCP和CIP的连接限量。
（4）通信模块上CIP连接的消耗同时也占用了控制器连接。
3 EtherNet/IP网络的拓扑结构
EtherNet/IP网络拓扑结构常见的是环形链接、星形链接和线形链接，其中环形链接是AB系统主要的一种EtherNet/IP网络链接形式。
环形链接对于每一个设备，需要两个端口，以便连线的一进一出，构成环状链接。选型设备时，要根据确定的网络链接形式选择接口设备，如图2所示。
线形网络拓扑是链接而成的EtherNet/IP网络的设备的集合，连接成线形网络拓扑的设备电缆用嵌入交换技术而不需要隔离交换，如图3所示。
星形网络拓扑包含通过以太网交换机各自独立链接的多个设备，如图4所示。
4 EtherNet/IP网络设备的IP地址设定
EtherNet/IP网络上设备的IP地址设定分为初始IP地址设定和修改IP地址设定。初始IP地址设定分为以太网端口是设备唯一通信接口和设备有其他通信接口，修改IP地址设定则简单易行。 IP地址设置方式如下：
（1）用BOOTP-DHCP服务器设定。
（2）RSLinxClassic软件设定。
（3）设备组态软件（Studio5000）设定。
（4）设备SD闪存卡设定。
4.1 用BOOTP-DHCP服务器设定设备的IP地址
采用BOOTP服务器设定IP的两种情况：
（1）设备初次上电，设备出厂设定为BOOTP使能。
（2）设备已经开始运行后重上电，设备BOOTP使能并且手动设定IP;设备DHCP使能并且自动设定IP。
BOOTP-DHCP服务器设定设备的IP地址具体操作步骤如下：
（1）在Rockwell Software下找到BOOTP-DHCP Sever软件，单击打开，弹出设置页面，BOOTP-DHCP服务器和对象设备所在局域网的IP相关参数，按照项目规划进行设定，或暂时不设定，单击OK，进入BOOTP/DHCP Sever界面。
（2）在TOOL菜单，选择Network Settings并单击，服务器展开设置页面，选中列表中要设置的MAC地址的设备，单击Add to Relation List按钮，弹出New Entry页面，将对应的IP地址输入即可。
（3）单击OK按钮，完成IP地址的设置，Relation List出现新的设定IP地址的设备。
（4）选定对象设备，单击Enable BOOP按钮，查看设备状态显示已成功设定IP地址。
（5）选定对象设备，单击Disable BOOT/DHCP按钮，取消设备的BOOT/DHCP使能，以保障设备重新上电时设置的IP地址不会丢失。
4.2 用RSLinx Classic软件设置设备IP地址
用RSLinx Classic软件设置设备IP地址，以太网设备已有初始IP，先要能够找到设备，才能进行相应的操作，RSLinx Classic的初次使用，需要组态通信驱动。
RSLinx Classic软件的通信驱动设定具体操作步骤如下：
（1）在Rockwell Software下找到RSLinx打开，选定RSLinx Classic单击打开，弹出链接软件页面。
（2）选择Communications菜单，选中Configure Drivers...，点击进入Configure Drivers页面。
（3）下拉Available Driver Types：驱动选型菜单，显示所有AB系统链接驱动，选择相应的链接驱动如Ethernet/IP Dever，单击Add New...按钮，弹出默认驱动名称的窗口，可以修改驱动名称，单击OK按钮，进入选择网络设定页面。
（4）选定链接网络，单击OK按钮，退出设定页面，回到浏览页面，单击+号，展开后看到同一个子网的所有设备。
（5）建立了以太网驱动，通过以太网络，可以访问到目标设备，在设备进行IP地址的设定。
以控制器IP地址设定为例，通过以太网接口设置，只限于修改IP地址，控制器的初次IP设置是不能做到的。选中目标设备右击下拉菜单，单击Module Configuration，进入端口组态页面Port Configuration，修改IP地址后，单击Apply按钮或OK按钮，出现警告对话框，告知链接将会中断，单击Yes按钮，控制器改变新的IP地址。
4.3 用设备组态软件（Studio5000）设置设备IP地址
运用Studio5000软件设置设备的IP地址，只适合修改IP地址，控制器的初次IP设置是不能做到的。Studio5000软件设置设备IP地址具体操作步骤如下。
（1）在编程软件的I/O组态树形结构下，选中需要设置IP地址的设备，双击或者右击下拉菜单选择属性，进入属性页面，单击Internet Protocol页面，展现IP地址组态页面，如果选项在BOOTP或DHCP，必须改为手动组态IP设定，可修改IP地址參数。
（2）单击Port Configuration，展开高级组态页面，两个端口组态，使能端口，使能自适应，在端口诊断栏，单击...，进入诊断，单击OK按钮或者Apply按钮，设备新的IP地址组态完成。
4.4 用SD闪存卡设控制器IP地址
控制器没有设定IP地址，尚在初始状态，SD闪存卡的装载也能为控制器设定IP地址，这种做法特别适合OEM批量机器的装载。
用SD闪存卡设控制器IP地址具体操作步骤如下。
（1）SD闪存卡中已经存储了控制器项目。
（2）SD闪存卡上的控制器项目包含的IP地址，与控制器当前正在使用的IP地址不同或者相同。
（3）SD闪存卡所存储的控制器项目组态装载映像参数设为On Power Up。
（4）控制器重新上电，带有新的IP地址的控制器项目被装载到控制器。
5 结语
通过EtherNet/IP网络，实现设备之间数据交换的无缝连接，并同时在线对系统中所控制设备进行编程和组态，满足工业控制的需求，使系统具有极其的柔性和兼容性。网络通信的实时性和可靠性，以及网络故障的智能诊断和排除都成为工业网络通信的焦点，通信在自动化系统中无处不在，是整个自动化控制系统的灵魂。
参考文献
[1] 邓李.集成架构中型系统[M].北京：机械工业出版社，2014.