在最近的一篇文章中，我们解释了OSI(开放系统互连)协议的七层，包括顶层应用程序层，它管理程序或应用程序与网络之间的交互。专用应用层的一个例子是公共工业协议。
通用工业协议也被称为CIP，是由罗克韦尔开发的，现在由工业集团管理，ODVA．CIP是为工业应用程序开发的，它提供了一种方法，用于组织和表示数据、管理连接和促进网络上的消息传递。
通用工业协议允许用户在业务的各个方面集成自动化应用程序，包括控制、安全、同步和运动。它是一个面向对象的协议:设备由对象模型表示，特定于网络的对象定义如何配置参数，而通信对象提供建立通信并通过网络从设备访问数据和服务的方法。
每个对象都有属性(数据)、服务(命令)、连接和行为(对事件的反应)，这些都在CIP对象库中定义。该对象库支持许多常见的自动化设备和功能，如模拟和数字I/O，阀门，运动系统，传感器和执行器。因此，如果同一个对象在两个或多个设备中实现，它在每个设备中的行为将是相同的。设备中的对象分组被称为设备的“对象模型”。
通用工业协议还定义了设备类型，每个设备类型都有一个设备概要文件。设备概要文件指定必须实现哪些CIP对象、可能的配置选项以及I/O数据的格式。这意味着给定类型的设备都有一个通用的应用程序接口。定义路由机制的对象还允许消息在不同的CIP网络(例如EtherNet/IP和DeviceNet)之间无缝传递。
CIP的另一个关键特性是它定义了两种通信类型，即消息:显式和隐式。显式消息用于“按需”的数据(信息)，并通过TCP(传输控制协议)。隐式消息用于控制数据(输入和输出)——高速和低延迟很重要——并通过UDP(用户数据报协议)。UDP协议允许以较小的数据包发送消息，并使使用生产者-消费者模型来处理这些关键的、隐式的消息成为可能。
在生产者-消费者模型中，一条消息由一个生产者一次发送给多个消费者(接收设备)——这种方法被称为多播。这与传统形成了鲜明的对比源目的地模型，其中消息必须由生产者传送多次才能到达每个消费者。在生产者-消费者模型中，消费者根据数据包中包含的标识符决定是否消费数据。这使得生产者-消费者模型能够比源-目的地模型更有效地使用网络带宽和更高的总体速度。
在生产者-消费者通信模型中，生产者只发送一次消息，每个消费者只接收为它准备的数据。
图片来源:EtherCAT技术集团
有四个工业网络，有时称为“CIP网络”，它们在会话层、表示层和应用程序层合并CIP。以太网/ IP在标准以太网上实现CIP。类似地，在CAN网络上应用的CIP构成了DeviceNet的基础。ControlNet在CTDMA (concurrent time domain multiple access)数据链路层上使用CIP, CompoNet在TDMA (time domain multiple access)数据链路层上实现CIP。
除了上述网络家族，CIP还包括增强其功能的扩展:CIP Safety用于功能安全实现中的故障安全通信;CIP Sync用于设备之间的实时同步;CIP运动用于多轴、分布式运动的确定性、实时控制;和CIP Energy，用于监控和管理能源消耗，以确保能源使用(OEU)的优化。
从底层开始，OSI层是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。(这个图在顶部包含一个额外的层，称为“用户”层，其中存储设备概要文件。)尽管物理层、数据链路层、网络层和传输层不同，CIP网络家族都在顶层实现CIP。
图片来源:ODVA
了下:运动控制技巧
