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随着自动化、计算机、通信网络、控制和模块化集成等技术的发展,工业控制网络也在不断向前发展,从基于模拟信号传输的集散控制系统(DCS),发展到数字化、智能化、全分散的现场总线,再到近年来新出现并且得到迅速发展的工业以太网。本文首先简要介绍了现场总线和工业以太网的发展和研究现状,以及目前流行的几种现场总线和工业以太网,选择其中具有代表性的美国罗克韦尔自动化公司提出的ControlNet现场总线和EtherNet/IP工业以太网为研究对象。本文通过对ControlNet与EtherNet/IP网络模型的描述及各层网络协议的分析研究,总结出它们各自的网络特点,并提出了它们所具有的优势和存在的问题。ControlNet与EtherNet/IP作为工业控制网络,实时性要求高。本文主要通过ControlNet数据链路层的媒质访问控制(MAC)协议,分析研究其通信模式,MAC报文帧结构,并行时间域多路存取(CTDMA)算法,建立和仿真报文传输延时模型,分析网络的实时性能;利用实验方法,分析网络的实时性能,得出一些网络设置结论,对网络优化有实际指导意义。本文还通过EtherNet/IP数据链路层的媒质访问控制(MAC)协议,分析研究其通信模式,MAC报文帧结构,载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)协议,通过报文传输延时模型,分析实时性能,并提出改进实时性能的办法。ControlNet与EtherNet/IP是两种开放式的工业控制网络,其应用层都采用了通用工业协议(CIP)协议,可以实现两个网络信息的无缝集成,本文也对这部分进行了详细的分析研究。文章的最后对ControlNet与EtherNet/IP网络性能、组态及应用进行了分析比较,并展望了其未来的发展。