1.1.1.   1开放网络体系结构 NetLinx

Rockwell Automation 提供先进的工业控制网络技术NetLinx 开放网络体系结构。NetLinx 体系结构包括一系列网络服务，相同的应用层协议，以及开放的软件接口，以保证高效、无缝的信息以及控制数据流。 其网络设计的最重要的目标，就是在同一网络上实现实时控制、系统组态以及数据采集等多种不同的功能。可以高效地实现不同网络的互联而又保证了系统的性能。NetLinx 不是某种特定产品的具体名称，而是代表了特定的网络体系结构。

1.1.1.1    Netlinx的基本解释

NetLinx中，“Net”包含以下基本含义：

1. 采用了基于“生产者/消费者模式”（producer/consumer）的网络通讯协议，规定了一系列高级网络服务（Services）；
2. 介质无关性。是指NetLinx可以在不同的物理介质链路上实现，不局限于某种特定介质的网络。例如，DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP、FieldBus Foundation现场总线，甚至ControlLogix系统背板总线都可以采用NetLinx技术。

“Linx”的基本含义是网络接口,包含了

1. 各种网络连接和接口转换的外置式或嵌入式卡件，
2. 软件驱动或者Windows API接口，充分利用了NetLinx所提供的网络服务。利用NetLinx技术的典型例子包括OPC(OLE for Process Control),罗克韦尔软件数据通讯服务器软件RSLinx、I/O Linx等。

1.1.1.2     NetLinx基本功能

NetLinx定义了三种最基本的功能：

ü      实时控制: 基于控制器或者智能型设备中所储存的组态信息，提供具体操作或者特定工艺过程中的实时工厂数据交换，通过网络中所传输的状态变化实现控制目的。这些状态的刷新或者基于预先规划，或者基于状态变化，或者在每次新一轮操作开始时进行。

ü      网络组态:允许在某一中心位置集中起动网络或者网络上某一个具体的网络设备，或者起动其他的基于NetLinx架构的网络。可以在网络起动时进行网络设备组态，在线修改设备参数，或者通过网络修改控制器逻辑。而不必为了完成组态从一个网络移动到另外一个网络，或者从一个设备移动到下一个网络设备。无需进行任何的逻辑或者梯形图编程，就可以实现沿网络进行路由，而且可以浏览到网络上所有的设备。借助于NetLinx技术，可以从一个位置上起动整个的网络系统。

ü      数据采集:采集人机接口显示所需要的数据。包括趋势和分析、配方管理、系统维护和故障诊断。无论是基于既定节拍，还是根据应用需要，都可以非常方便地实现数据采集。在整个数据采集的过程中都无需控制器参与进行流量控制。

1.1.1.3    NetLinx 的结构层次

NetLinx 体系结构包括三层开放的网络技术： DeviceNet, ControlNet 和EtherNet/IP。之所以称之为开放网络技术，是因为这三种网络的技术规范不属于或者受控于任何单一制造商。DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP现场总线技术的市场推广和进一步的发展分别由独立的国际组织开放设备网销售商协会（Open DeviceNet Vendors Association ，ODVA） 和控制网国际（ControlNet International） 。这些国际组织中都有由感兴趣的成员构成的特殊兴趣小组，对技术问题提出修改意见，提供一致性测试以保证来自不同厂商产品的互操作性。其结果是数以百计的不同的供应商提供多种多样的具备网络互操作性的产品，以满足不同的控制需求。开放还意味着国际范围的广泛接受。自从基于NetLinx架构的网络通讯技术诞生以来，迄今为止已经有超过两百万个节点应用于不同行业、不同的应用中。更为重要的是，NetLinx 网络架构中三层网络技术及规范已经先后成为广泛接受的国际标准。NetLinx 体系结构涵盖了工业控制几乎所有的元件，真正实现了“从顶层（因特网）到底层（设备层）”。

需要补充说明的是，设备层中的DeviceNet主要用来连接传感器/执行器，或者一些简单的智能化设备如变频器、固态起动器、轴承等。但是在过程控制领域，大量应用的各种现场仪表怎么解决？NetLinx选择了基金会现场总线(FF)来连接各种智能仪表和变送器等，从而构成一个有机的整体。NetLinx三层网络结构示意图参见上页图。

1.1.1.4    NetLinx的核心技术

NetLinx 体系结构的核心技术是控制与信息协议(Control and Information Protocol ,CIP)。DeviceNet ,ControlNet和EtherNet/IP采用这种协议进行通讯。CIP协议的控制部分用以进行实时I/O数据传送和互锁。信息处理部分用以进行报文信息的交换，如对等的通讯、报警、组态、操作员显示站以及故障诊断等。CIP 协议突出网络效率，可在同一介质上实现实时控制、设备组态以及数据采集等工作。在NetLinx技术出现之前，这是不可想象的。

效率是NetLinx 网络体系结构的关键所在。 实现这一目标的核心技术是“生产者/消费者模式”（produce/consumer）。连接在网络上的智能设备侦听网络上对所传送的其有意义的报文信息，而忽略不重要的信息。这种模式下，网络上任意一种设备（包括控制器）都可以一次性发送（生产）某一报文信息，网络上其他若干个设备则同时接收（消费）到这一信息。所有的节点都可以利用这些数据而无需任何额外的处理时间。例如，某一高速计数模块发送数据，网络上的控制器、两个操作员终端和质量控制系统同时接收到（消费）这些数据，然后分别做出响应。效率比较高，网络实时相应性能比较好。

相比之下，许多其他的传统的网络体系结构采用所谓的“源-目的地”(Source-Destination)通讯模式，需要将单一的报文逐一传送到各个相关设备，这样的解决方案有较明显的缺点和局限性：

ü      无论对于网络还是网络设备，都占用了更多的时间和带宽，效率较低。

ü      网络节点数量、网络拓扑的变化、网络通讯任务量的变化，都会影响网络相应的时间，网络数据传送的确定性、可重复性较差。

另外，在基于NetLinx架构的网络中， CIP协议支持多处理器结构。网络上任何一个处理器都可以“拥有”自己的输入输出或设备，但又可以侦听网络上所有其它设备的输入输出状态，与其他的控制器进行实时互锁或者端到端报文传送。

2.1.2   从车间网络到企业级网络