1.CompoNet组成
图3-43所示为CompoNet网络组成示意。它有主站、远程I/O从站、中继器器、电缆及终端电阻。
（1）主站
为配置有CompoNet主站模块的PLC。在网络中，要有一个主站，也只能有一个主站。主站管理网络并发起与从站通信。主站除了循环地与从站远程I/O通信（Implicit，隐式通信），还可按需要与从站进行信息通信（Explicit，显式通信，只能1对1）。后者具有读取网络状态、配置网络工作的功能。同时，可连接配置有CompoNet插板的计算机。如果需要，CIP网络家族的其他层网络的相关站点也可与CompoNet的从站进行信息通信。
（2）从站
可按需要配置，最多可达384个。从站类型有4种：
1）位从站单元。在CPU单元的I/O内存中，以2位为单位分配地址的从站。1个位从站单元提供2个或4个开关状态I/O点。位从站单元有IP20或者IP54防护等级的型号。
2）字从站：在CPU单元的I/O内存中，以16位（字）为单位分配地址。提供8个或更多开关I/O点。一个字从站还可安装1个扩展数字I/O模块，以增加I/O点数。
3）模拟量I/O从站。用于处理模拟量I/O值的从站单元。
图3-43 CompoNet网络组成
4）智能从站。有一定数据处理能力的从站，如温度模块、通信模块等。
（3）电缆
为四芯专用电缆。其中两根用以传输信号，两根用以提供从站工作电源。使用的专用电缆有扁平电缆、一般圆形电缆及耐油高柔度圆形电缆等。
（4）网络附件
有与电缆对应的种种连接器及接线工具。还有中继器，既可用以延长网络传输距离，又可用以建立分支方便站点安装。网络最多可安装64个中继器。网络用的电源为DC24V标准电源。可在网络的任何地方接入。此外，还有用于干线的远端接1/4W、121Ω终端电阻。
2.CompoNet模型结构
对照OSI模型，它仅有4层，即物理层、数据链路层、传输网络层及应用层，如图3-44所示。
（1）物理层
引用RS-485规范，使用曼彻斯特编码，并使用脉冲变换器（Transformer）做信号转换。脉冲变换器可使站点与电缆隔离，降低信号干扰，提高传输信号的可靠性。还可使传输的信号电压加倍，增加接收端信号幅值，便于接收端信号接收。此外，CompoNet在接收端还使用数字信号滤波器进行接收屏蔽（Recevice mask），这种接收屏蔽还能增加抗拒尖峰电压与波形反射的能力，当信号幅值降低或畸变时，也能可靠地接收。
物理层还允许使用专用的中继器（Repeater）。使用它可延长干线距离，扩大网络控制范围与规模。可混用不同规格的电缆，主干线路可用圆电缆，而分支线路可用方便安装的扁平电缆。中继器可把网络分为多层（最多三层），分层加分支最多可使用64个中继器。
（2）数据链路层
它的MAC层用的是时域多址访问（Time Domain Multiple Access，TDMA，与本书第1章介绍的TDMA不完全一样）技术。具体是，网络主站点在每一轮询从站时，都会向各从站发送命令、数据及一个同步信号，用同步信号同步所有站点的时钟。在同步信号之后，每个站点在各自特定时间片内（如中间有中继器适当提前）发送响应数据，如图3-45a所示。
TDMA技术与图3-45b所示的传统一问一答的探询通信相比，它没有或只有很小的通信间隙，在从站点较多时，通信效率要高得多。特别在有中继器时，它的这个优势更明显。因为数据经中继器时总要接收、整形，再发送，因而总要延时。而CompoNet使用的中继器是专用的，中继器（中继器也有地址）后的从站可认知自己的位置。这样，在使用TDMA技术时，中继器后的从站可根据自身在网络中的位置提前发送响应帧。这可补偿中继器的延时，实现即使用了中继器通信也无间隙。
图3-44 CompoNet网络模型结构
但是，TDMA技术要求各从站点都要配备一个有确定时间片长度的、稳定的时间基准及能进行相应处理，价格也可能高些。TDMA的另一个弱点是报文长度受时间片大小的限制。也因此它只适合像CompoNet这样远程I/O传输的网络。
CompoNet网络的帧格式如图3-46所示。它有4部分组成：起始位，命令码，CRC校验码。
CompoNet定义的帧有OUT、TRG、BEA-CON、CN、IN、A_EVENT、B_EVENT 7种。其中CN、IN为从站所用。其他为主站所用。OUT用于主站向从站写输出（O）数据。TRG帧为主站向从站读数据。IN用于从站向主站传输输入（I）数据。CN为从站向主站相关命令的回应。BEACON为主站通知从站它所使用的波特率。A_EVENT为主站向从站发送显式数据。B_EVENT为主站读取从站状态信息。等等。有了这些帧不仅可使主站与从站进行循环远程I/O通信、循时显式通信，还有便于网络的管理与诊断。
（3）传输与网络层
由于CompoNet应用层除了循环传送远程I/O数据，还有可跨网络的、循时显式信息传送。由于显式通信的报文可能较大，所以它才有不同于AS-i、CC-Link/LT，用以处理网络桥接与路由及报文分割与重组的传输网络层。
CompoNet使用UCMM（Unconnected Message Manager）管理显式信息。在主站向从站发送显式信息通信之前必须先通知目标从站，为从站的CN、CN帧提供传输分时，进而使从站以参与的状态进入传输层。
图3-45 时域多址访问示意
图3-46 CompoNet帧格式
主站通过CN帧检测现存的从站。当主站接收一个非参与状态从站的CN帧时，自动处理其为参与状态。这里的STR（状态读）和STW（状态写，由主站B_EVENT帧写）用作参与处理。显式信息（用A_EVENT帧）传送给处参与状态的从站。STW告知从站执行TD-MA要用到的“Cn Time Domain”、“In Time Domain”及“Out Block Pointer”。根据接收到的“Time Domain”告知，从站用一个IN和CN帧响应，然后重新读取主站OUT帧的数据。
参与处理之后，一个预定义的显式信息连接集生效。而当处参与状态的从站回应的CN和IN帧超过预定时间，主站则认为从站出现超时故障。(www.xing528.com)
主站的I/O接口用于传送TDMA与上层网络之间的IN或OUT帧数据。而IN和OUT帧数据由TDMA自动更新。I/O接口可取得IN数据，同时还为TDMA传送OUT数据。TDMA通过OUT帧管理OUT数据分隔。I/O接口可分隔由上层网络传来的OUT数据，使其转换为TDMA管理的格式。
CompoNet事件管理器分割显式信息，也用其检测响应及重发送。CompoNet事件管理器可缓存由上层网络送来显式信息。并在向TDMA发送要求之前，它把长帧分割为适合TDMA使用若干较小的帧。
TDMA收到显式信息响应会告知CompoNet事件管理器。当事件管理器接收分割的若干小帧时，会将其重组为显式信息响应，并把重组的信息传输给上层网络。管理器还会检测此响应是否超时。如果超时，管理器或重发信息，或把从站处理为超时故障。
（4）应用层
也是网络高层。涵盖OSI模型表示层以上的各层。它使用ODVA开发的共同工业协议（Common Industry Protocol，CPI）。这协议是通用的应用层开放的协议、与具体网络硬件无关的协议。这意味着它能用于很多不同的网络，不仅是CompoNet的高层协议，也还是OD-VA管理下的DeviceNet、ControlNet及EtherNet的高层协议。它允许报文能够毫无阻碍的从EtherNet/IP到ControlNet再到DeviceNet。近期，CIP协议的两个扩展协议CIPSafety和CIPSync也成功地运用在EtherNet/IP上，这样通过EtherNet/IP就可实现安全网络和高精度时间同步应用。可通过EtherNet/IP实现分布式运动控制应用。
CIP是严格面向对象的协议。每个CIP对象都有属性（数据）、服务（命令）及行为（事件反应）。CIP还定义部件类型，其中含部件设置描述。这个描述指明该部件类型的对象集合、配置选项及I/O数据格式。这样的好处是，在CIP网络上，使该类型部件时都有一个公用的应用接口，很便于不同厂家同类型产品的相互操作。这些产品如有特殊之处，还可另定义特殊对象，去支持其特殊增加的功能。
无缝桥接与路由可使从一个网络接口得到的数据，传递到另一个网络接口。这是CIP最重要的优点。这无缝桥接与路由只是使能已定义一组“路由机制”的对象。用户的责任仅仅是描述信息传送必须遵循的路径。之后CIP将正确地处理这个信息，而不管CIP所属的下层具体网络，进而可确保在这个路由过程中信息内容不被改变。
此协议落实到CompoNet，定义CompoNet的通信主要是远程I/O通信。这对PLC设备网或现场总线，如同AS-i、CC-Link、LT一样，是最基本的通信。此外还有显式通信。这是前两个网络所没有的。对OMRON PLC这显式通信还可使用OMRON的FINS协议。
3.CompoNet拓扑结构
CompoNet为总线结构。一般使用干线（Trunk Lines），指主站与终端电阻之间的传输路径。也可使用中继器延长干线，延长的部分称子干线（Sub-trunk lines），为中继器与终端电阻之间的传输路径。也可从主干线或子干线分支建立传输路径，称之为分支线（Branch Lines）。也还可再从分支线分支建立传输路径，称之为子分支线（Sub-branch Lines）。具体总线结构如图3-47所示。有关限制条件见表3-44。
图3-47 CompoNet拓扑结构
表3-44 拓扑结构使用的限制条件
①每个分支的最大节点数是可以连接到一个多分支或T分支（子分支）的最大从站单元数或中继器单元数。
②节点数包括中继器单元。
③不能连接T分支（只有多分支连接时可以）。
④从分支线过来的T分支连接。
（续）
4.CompoNet主要规格
表3-45所示为CompoNet的主要规格。
表3-45 CompoNet主要规格
5.CompoNet特点
1）容量大、速度快。可连接384个从站，最多可控制2560 I/O点。通信速率高（最高速率达4Mbit/s），响应时间短，1000点I/O扫描时间可小于1ms。
2）安装灵活、接线方便。站点可分散分布，位从站使用可更分散布线。可使用专用电缆，快速接线。当波特率为93.75kbit/s时，网络最大距离可达1500m。
3）设置简单。只要设置好主站模式及波特率，设置好各从站地址，连好线就可运行。不要软件配置。
4）使用方便。从站可带电退出与接入网络。
5）内置智能功能。有完整的状态显示，可方便进行网络故障快速诊断。也可用Compo-Net支持软件帮助检测接线错误、电源失效及其他故障。使用中继器做网络分段，还可即使出现故障还可隔离，不至于整个网络瘫痪。故障还可予以记录，可保持有关历史数据。图3-48所示为上述功能的图解示意。
图3-48 智能功能图解示意
6.全球化公开网络
有国际标准支持，应用广泛，特别适用于如下3种场合：
1）站点分散，分布面广的制造业生产线。
2）大型多传送带传送控制。
3）大型立体仓库控制。
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