ControlNet现场总线分析

ControlNet现场总线技术
1引言
ControlNet是IEC61158现场总线标准的子集。ControlNet是由美国罗克韦尔公司于1997年推出的面向控制层的实时性现场总线。1997年7月，Rockwell等22家企业联合发起成立了ControlNet International (CI)组织。CI主要负责全世界范围内推广发展ControlNet技术，提供测试软件及独立的合格性测试。出版发行ControlNet技术说明书和产品目录以及组织设计和使用ControlNet的培训等工作。
ControlNet使用的同轴电缆全部距离能够长达6Km，可寻址节点最多为99个，两节点间最长距离最长可达1000m，48个节点距离可达250m;采用光纤和中继器后,通信距离可达几十公里，支持大多数介质结构，网络结构可采用总线、树型、星型等结构或组合结构。使用时，用户可根据需要扩展物理长度，增加节点数量，提高安全性能。
（4）具有灵活的安装选择，可使用各种标准的低价同轴电缆，也可使用具有强抗干扰性和本征安全性的光纤，并支持媒体冗余方式。
2.3通信模式
ControlNet在单根电缆上支持两种信息传输：一种是对时间有苛刻要求的控制信息和I/O数据，ControlNet授予他们最高优先权，保证其不受其他信息的干扰，二是无时间苛求的信息和程序上/下载，他们被授予较低的优先权，在保证第一种信息传输的条件下进行传递。
3.3参数设置
从上面对MAC层的分析中可以看到,要想使用好ControlNet,其中最主要的是要对NUT,SMAX,UMAX,RPI等参数进行设置。用户应根据网络的实际配置情况对它们进行初步计算,然后组态软件。
NUT的大小决定了系统的循环周期，太大,系统的实时性变差;太小,影响了预定时间和无预定时间,使得系统的控制信息和显性报文的发送得不到保证.下面从理论上分析决定NUT大小的因素。

PLC知识一、概述ControlNet是近年来推出的面向控制层的实时性现场总线络，在同一物理层介质链路上提供时间关键性I／O数据和报文数据，包括程序的上载／下载，组态数据和端到端的报文传递等通讯支持，是具有高度确定性、可重复的高速控制和数据采集络，I／O性能和端到端通讯性能都较传统络有较大的提高。

二、ControlNet系统原理ControlNet是基于生产者/消费者模式(Producer／Consumer Model)的络。

ControlNet允许在同一链路上有多个控制器共存，支持输入数据或端到端的多路发送，这就大大的减少了络上的交通量，提高了络效率和络性能。

ControlNet是高度确定性、可重复性的络。

ControlNet能预见数据何时能够可靠传输到目标的能力，同时数据的传输时间不受络节点添加/删除情况或络繁忙状况而保持恒定的能力。

在实际应用中，通过络组态时选择性设定有计划I/O分组或互锁时间，这些要求能得到更进一步的保证。

生产者/消费者模式允许络中所有的节点同时获取来自同一数据源的数据。

最终，该模式提高了效率，因为数据只发送一次，而与数据使用者(Consumer)的数量无关，并且具有精确的同步性。

因为数据将同时到达每一个节点。

生产者－消费者模式的优点在于：多个节点可以同时消费(Consume，即读取)来自同一个生产省(Producer，即数据源)所提供的数据。

节点间易于同步，可以获得更为精确的系统性能，设备可以实现自主通信，无需系统主站。

ControlNet提供了简单、高度确定而且灵活的传输数据方式。

ControlNet在执行操作、数据实时监控时不会影响到I／O控制的性能。

因此，ControlNet非常适用于一些控制关系有复杂关联、要求控制控制信息同步、协调实时控制、数据传输速度要求较高的应用场合。

ControlNet的明显优点是：同一链路上满足I/O数据、实时互锁、端到端报文传输和编程/组态等信息应用的多样要求；是确定性、可重复性的控制络，适合离散控制和过程控制；同一链路上允许有多个控制器同时共存；输入数据和端到端信息的多路发送支持；可选的介质冗余和本征安全；安装和维护的简单性；络上节点居于对等地位，可以从任意节点实现络存取；灵活的拓扑结构（总线型、树型、星型等）和介质选择（同轴电缆、光纤和其它）。

现场总线ControlNet技术及应用
赵维全;李铁;熊辉
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2003(016)002
【摘要】本文介绍了ControINet现场总线的技术特点、信息交换方式和通信方式.并且结合具体应用详细阐述了ControINet现场总线在某电厂辅助系统设备集中监控中的应用.
【总页数】3页(P30-31,54)
【作者】赵维全;李铁;熊辉
【作者单位】西安建筑科技大学信控学院,710055;西安建筑科技大学信控学院,710055;西安长安大学信息工程学院,710055
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.ControlNet现场总线本安防爆系统在镁生产装置中的应用 [J], 李文忠
2.ControlNet现场总线技术在煤炭装卸港口的应用 [J], 刘鑫
3.ControlNet现场总线技术在楼宇自控系统中的应用 [J], 周竹
4.基于ControlNet现场总线的高炉水站控制冗余控制系统 [J], 胡峰;李瑾
5.基于ControlNet现场总线的船舶控制系统设计 [J], 杨国伟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于ControlNet现场总线的船舶控制系统设计杨国伟(河南轻工职业学院，河南郑州 450000)摘要: 当前海洋船舶运输对船舶自动化的要求越来越高，船舶控制系统自动化水平的高低决定着船舶性能的优劣，并且也决定着船舶运输的安全。

现场总线技术已经在船舶控制系统中得到广泛应用，本文提出一种基于ControlNet现场总线的船舶控制系统，该总线能够采用同时间多路访问机制，寻址方式灵活，传输速度不受传输距离影响。

本文对基于ControlNet现场总线的船舶控制系统进行整体设计，并对同时间多路访问机制在船舶传感器数据读取中的应用进行分析。

关键词：ControlNet；船舶；控制系统；现场总线中图分类号：U665.12 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2018)2A – 0187 – 03 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2018.2A.063The control system design of the ship based on ControlNet fieldbusYANG Guo-wei(Henan Vocational College of Light Industry, Zhengzhou 450000, China)Abstract: The ocean shipping is more and more high to the requirement of ship automation, the level of automation control system determines the ship performance, and also determine the safety of shipping. Field bus technology has been widely used in ship control system, this paper proposes a ship based on ControlNet fieldbus control system, the bus can use multiple access mechanism at the same time, flexible addressing mode, transmission speed is not affected by the transmis-sion distance. This paper designs the ship control system based on ControlNet fieldbus, and analyzes the application of the same time multi-way access mechanism in the data reading of ship sensor.Key words: ControlNet；the ship；control system；the fieldbus0 引　言船舶的自动化系统是将现代化的计算机技术、通信技术、大规模集成电路技术等应用到船舶控制系统中的结果，现代船舶的控制系统是一种高度自动化、智能化的系统，系统具有实时性高、稳定性好、安全性能好等特点，能最大程度地降低船舶工作人员的工作强度，不仅可以实现对船舶自身的控制，同时也可以完成对船舶的定位和其他船舶的通信等功能。