工业通信协议 EtherNet/IP 全面解析
工业通信协议 EtherNet/IP 全面解析
EtherNet/IP(以太网工业协议)是一种基于标准以太网的工业自动化通信协议,由 ODVA(开放设备网供应商协会) 管理。它融合了 CIP(通用工业协议) 和以太网技术,支持实时控制、设备配置和数据采集。以下从硬件接线、底层协议到应用层展开详解:
一、硬件接线与物理层
-
物理介质:
-
线缆:采用标准以太网线(Cat5e/Cat6/Cat6a),工业环境中常用 屏蔽双绞线(STP) 抗干扰。
-
接头:工业级 M12 防水接头(IP67防护)或RJ45,适应振动、粉尘等严苛环境。
-
传输距离:铜缆最长100米(可通过光纤扩展至数公里)。
-
-
拓扑结构:
-
星型拓扑:通过工业以太网交换机连接设备,支持冗余(如环网冗余协议 DLR)。
-
设备级联:支持菊花链拓扑(需交换机支持)。
-
-
关键硬件:
-
工业交换机:支持 IEEE 802.1Q VLAN、QoS(优先级标记)、IEEE 1588 PTP(精确时间同步)。
-
终端设备:PLC(如罗克韦尔ControlLogix)、I/O模块、变频器、HMI等。
-
二、底层协议栈(OSI模型分层)
EtherNet/IP 基于标准以太网协议栈,扩展了实时通信能力:
| OSI层 | 协议/技术 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 物理层 | IEEE 802.3(以太网) | 定义电气信号、线缆、接口(如100BASE-TX、1000BASE-T)。 |
| 数据链路层 | IEEE 802.3 MAC + VLAN标签 | MAC地址寻址,支持VLAN隔离流量,QoS(优先级标记,如CoS值)。 |
| 网络层 | IPv4/IPv6 | IP地址分配(静态/DHCP),支持子网划分。 |
| 传输层 | TCP(端口44818) + UDP(端口2223) | 显性消息(配置/诊断)用TCP,隐性消息(实时I/O)用UDP。 |
| 会话层 | CIP封装会话管理 | 建立/维护设备间逻辑连接。 |
| 表示层 | CIP数据编码(如BOOL, INT, STRING) | 标准化数据格式,确保设备间兼容。 |
| 应用层 | CIP(通用工业协议) | 定义设备对象模型、服务接口(如Read/Write Tag)。 |
三、核心协议:CIP(通用工业协议)
CIP 是 EtherNet/IP、DeviceNet、ControlNet 的共同应用层协议,提供统一的设备交互框架。
-
CIP 对象模型:
-
身份对象(Identity Object):包含设备厂商、型号、序列号等。
-
连接对象(Connection Object):管理实时数据通道参数。
-
参数对象(Parameter Object):存储设备配置参数。
-
I/O数据对象:映射输入输出数据。
-
-
通信模式:
-
显性消息(Explicit Messaging):基于TCP,用于非实时操作(如读写配置、诊断)。
-
隐性消息(Implicit Messaging):基于UDP,用于高速周期I/O数据交换(如传感器数据)。
-
-
服务类型:
-
Unconnected:临时通信(如设备发现)。
-
Connected:预建立连接,保障带宽和优先级。
-
四、应用层功能与典型场景
-
实时I/O控制:
-
使用 CIP Sync 扩展实现微秒级同步(基于IEEE 1588 PTP),适用于运动控制。
-
CIP Motion:直接控制伺服驱动器,实现多轴协同。
-
-
设备配置与诊断:
-
通过 EDS(电子数据表) 文件描述设备参数,支持离线配置。
-
使用 FINS/UDP 或 CIP指令 远程读取设备状态、日志。
-
-
安全机制:
-
CIP Security:支持设备身份认证、数据加密(如TLS 1.3)。
-
网络隔离:通过VLAN划分控制流量,防火墙过滤非授权访问。
-
五、与其他工业协议对比
| 协议 | 优势 | 适用场景 |
|---|---|---|
| EtherNet/IP | 基于标准以太网,支持CIP灵活扩展 | 复杂控制、跨厂商集成(如汽车制造) |
| Profinet | 高实时性(IRT级) | 高速运动控制(如包装机械) |
| Modbus TCP | 简单易实现,资源占用低 | 中小型SCADA系统 |
六、总结
-
优势:兼容标准以太网基础设施,支持从非实时到硬实时的全场景,跨厂商互通性强。
-
挑战:需专业交换机支持实时性,配置复杂度高于Modbus。
-
典型应用:汽车生产线、食品加工设备、智能仓储物流系统。
通过上述分层解析,EtherNet/IP 展现了其在工业自动化中的高度灵活性和扩展性,是构建现代智能工厂的核心通信技术之一。
相关文章:
工业通信协议 EtherNet/IP 全面解析
工业通信协议 EtherNet/IP 全面解析 EtherNet/IP(以太网工业协议)是一种基于标准以太网的工业自动化通信协议,由 ODVA(开放设备网供应商协会) 管理。它融合了 CIP(通用工业协议) 和以太网技术&…...
使用docker配置PostgreSQL
配置docker阿里云镜像仓库 国内使用docker hub拉取镜像比较慢,所以首先配置个人的镜像仓库。 阿里云的个人镜像仓库是免费的,对个人来说足够用。 具体操作参考阿里云官方链接 。 关于个人镜像仓库的使用参考链接。 配置完个人镜像仓库后将公网配置到doc…...
UITextView删除原有字符串时,光标会上移并且光标会变高
代码运行效果如图: import Foundationclass TestVC: UIViewController {override func viewDidLoad() {super.viewDidLoad()let testV MyCustomTextView(frame: CGRect(x: 0, y: 130, width: SCREEN_WIDTH - 50, height: 170))self.view.addSubview(testV)testV.ba…...
python入门 介绍及变量的使用
1.python介绍 python 是一门计算机语言 常见的计算机语言:python、java、C语言。。。 什么是计算机语言:就是让计算机知道你想干什么,把你的需求使用它能听懂的语言说出来 中国也有一门计算机语言:易语言 能认为是语言的本质上…...
51单片机-按键
1、独立按键 1.1、按键介绍 轻触开关是一种电子开关,使用时,轻轻按开关按钮就可使开关接通,当松开手时,开关断开。 1.2、独立按键原理 按键在闭合和断开时,触点会存在抖动现象。P2\P3\P1都是准双向IO口,…...
Java 8 至 Java 23 版本特性对比表
Java现在发布的版本很快,每年两个,但是真正会被大规模使用的是三年一个的TLS版本。 版本年份LTS关键特性影响力等级Java 82014✅Lambda 表达式、Stream API、方法引用、接口默认方法、Optional 类⭐⭐⭐⭐⭐Java 92017❌模块化系统(JPMS&…...
在wsl环境中配置和开发verilog(一种比较新颖的verilog开发指南)
WSL是windows中自带的linux子系统,笔者在若干月前首次接触其便爱不释手,verilog作为一种硬件解释语言,可否像c语言那样被游刃有余的编译和运行呢,笔者这次大胆的尝试在WSL环境VSCODEIverilog开发verilog。 首先默认按照了WSL和VS…...
AI学习指南HuggingFace篇-Hugging Face 的核心工具
一、引言 Hugging Face作为AI领域的重要参与者,提供了许多强大的工具,极大地简化了自然语言处理(NLP)任务的开发流程。其中,Transformers、Datasets 和 Tokenizers 是Hugging Face的三大核心工具。本文将深入介绍这些工具的作用、功能以及它们如何相互配合,帮助读者更好…...
DeepSeek 助力 Vue 开发:打造丝滑的二维码生成(QR Code)
前言:哈喽,大家好,今天给大家分享一篇文章!并提供具体代码帮助大家深入理解,彻底掌握!创作不易,如果能帮助到大家或者给大家一些灵感和启发,欢迎收藏关注哦 💕 目录 Deep…...
QT 引入Quazip和Zlib源码工程到项目中,无需编译成库,跨平台,压缩进度
前言 最近在做项目时遇到一个需求,需要将升级的文件压缩成zip,再进行传输; 通过网络调研,有许多方式可以实现,例如QT私有模块的ZipReader、QZipWriter;或者第三方库zlib或者libzip或者quazip等࿱…...
深入解析桥接模式:软件设计中的解耦利器
桥接模式:软件设计中的解耦利器 在软件开发的复杂世界中,设计模式是开发者解决常见问题的有力工具。桥接模式作为一种重要的结构型设计模式,在处理抽象与实现的关系时展现出独特的优势,它能够巧妙地将抽象部分与实现部分分离&…...
MYSQL-数据库-DDL-DML-DQL-DCL-基础学习
MySql概念: 建立在关系模型基础上,有多张相互连接的二维表组成的数据库 SQL通用语法: 1.SQL语句可以单行或多行书写,以分号结尾 2.SQL语句可以使用空格/缩进来增强语句的可读性 3.MySQL数据库的SQL语句不区分大小写,关…...
rv1126解码的一些原理
rv1126解码篇中,出现最重要的两个api一个是,send_vdec_thread线程里面调用的RK_MPI_SYS_SendMediaBuffer,把数据发到解码器。另外一个是read_vdec_thread线程的RK_MPI_SYS_GetMediaBuffer获取解码器里面的数据。 今天想探讨一下他的底层原理。…...
二级公共基础之数据结构与算法篇(七)排序技术
目录 前言 一、交换类排序 1.冒泡排序法 1. 冒泡排序的思想 2. 冒泡排序的实现步骤 3. 示例 4. 冒泡排序的特点 2.快速排序 1. 快速排序的核心思想 2. 快速排序的实现步骤 3. 示例代码(C语言) 4. 快速排序的特点 二、插入类排序 1. 简单插入排序 1.简单插入排…...
深蕾科技智能多媒体SoC产品助力“DataEye剧查查之夜”微短剧盛会
深蕾科技助力微短剧盛会 深圳湾“DataEye剧查查之夜”微短剧盛会,于2025年2月20日18:00点,在深圳湾盛大开启。作为第十四届中国国际新媒体短片节的重要组成部分,“剧查查之夜”汇聚了微短剧行业的顶尖力量,吸引了众多大咖齐聚一堂…...
Apache Doris 实现毫秒级查询响应
1. 引言 1.1 数据分析的重要性 随着大数据时代的到来,企业对实时数据分析的需求日益增长。快速、准确地获取数据洞察成为企业在竞争中脱颖而出的关键。传统的数据库系统在处理大规模数据时往往面临性能瓶颈,难以满足实时分析的需求。例如,一个电商公司需要实时监控销售数据…...
计算机考研之数据结构:P 问题和 NP 问题
在算法的时间复杂度估算中,通常教材和题目中的估算结果包括: O ( 1 ) , O ( log n ) , O ( n ) , O ( n ) , O ( n log n ) , O ( n 2 ) , O ( n 3 ) , O ( log log n ) O(1),O(\log{n}),O(\sqrt{n}),O(n),O(n\log{n}),O(n^2),O(n^3),O(\log…...
新数据结构(13)——I/O
字符流 字符输入流(Reader) 字符输入流用于从数据源(如文件、字符串等)读取字符数据。Reader 是所有字符输入流的抽象基类。 常用实现类 FileReader 用于从文件中读取字符数据。 InputStreamReader 将字节流转换为字符流&…...
PySide6学习专栏(四):用多线程完成复杂计算任务
如果计程序中要处理一个非常庞大的数据集中的数据,且数据处理计算很复杂,造成数据处理占用大量时间和CPU资源,如果不用多线程,仅在主进程中来处理数据,将会使整个程序卡死,必须采用多线程来处理这些数据是唯…...
Python多线程编程理解面试题解析
一、多线程介绍 Python 的多线程是一种实现并发编程的方式,允许程序同时执行多个任务。然而,由于 Python 的全局解释器锁(GIL)的存在,多线程在某些场景下可能无法充分利用多核 CPU 的性能。以下是对 Python 多线程的理…...
Java 语言特性(面试系列2)
一、SQL 基础 1. 复杂查询 (1)连接查询(JOIN) 内连接(INNER JOIN):返回两表匹配的记录。 SELECT e.name, d.dept_name FROM employees e INNER JOIN departments d ON e.dept_id d.dept_id; 左…...
在HarmonyOS ArkTS ArkUI-X 5.0及以上版本中,手势开发全攻略:
在 HarmonyOS 应用开发中,手势交互是连接用户与设备的核心纽带。ArkTS 框架提供了丰富的手势处理能力,既支持点击、长按、拖拽等基础单一手势的精细控制,也能通过多种绑定策略解决父子组件的手势竞争问题。本文将结合官方开发文档,…...
循环冗余码校验CRC码 算法步骤+详细实例计算
通信过程:(白话解释) 我们将原始待发送的消息称为 M M M,依据发送接收消息双方约定的生成多项式 G ( x ) G(x) G(x)(意思就是 G ( x ) G(x) G(x) 是已知的)࿰…...
质量体系的重要
质量体系是为确保产品、服务或过程质量满足规定要求,由相互关联的要素构成的有机整体。其核心内容可归纳为以下五个方面: 🏛️ 一、组织架构与职责 质量体系明确组织内各部门、岗位的职责与权限,形成层级清晰的管理网络…...
HTML前端开发:JavaScript 常用事件详解
作为前端开发的核心,JavaScript 事件是用户与网页交互的基础。以下是常见事件的详细说明和用法示例: 1. onclick - 点击事件 当元素被单击时触发(左键点击) button.onclick function() {alert("按钮被点击了!&…...
自然语言处理——Transformer
自然语言处理——Transformer 自注意力机制多头注意力机制Transformer 虽然循环神经网络可以对具有序列特性的数据非常有效,它能挖掘数据中的时序信息以及语义信息,但是它有一个很大的缺陷——很难并行化。 我们可以考虑用CNN来替代RNN,但是…...
Angular微前端架构:Module Federation + ngx-build-plus (Webpack)
以下是一个完整的 Angular 微前端示例,其中使用的是 Module Federation 和 npx-build-plus 实现了主应用(Shell)与子应用(Remote)的集成。 🛠️ 项目结构 angular-mf/ ├── shell-app/ # 主应用&…...
JAVA后端开发——多租户
数据隔离是多租户系统中的核心概念,确保一个租户(在这个系统中可能是一个公司或一个独立的客户)的数据对其他租户是不可见的。在 RuoYi 框架(您当前项目所使用的基础框架)中,这通常是通过在数据表中增加一个…...
离线语音识别方案分析
随着人工智能技术的不断发展,语音识别技术也得到了广泛的应用,从智能家居到车载系统,语音识别正在改变我们与设备的交互方式。尤其是离线语音识别,由于其在没有网络连接的情况下仍然能提供稳定、准确的语音处理能力,广…...
微服务通信安全:深入解析mTLS的原理与实践
🔥「炎码工坊」技术弹药已装填! 点击关注 → 解锁工业级干货【工具实测|项目避坑|源码燃烧指南】 一、引言:微服务时代的通信安全挑战 随着云原生和微服务架构的普及,服务间的通信安全成为系统设计的核心议题。传统的单体架构中&…...
