路由與PROFINET IO實時通信培訓(xùn)（工程師培訓(xùn)）

路由與PROFINETIO實時通信培訓(xùn)路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹14本地路由與靜態(tài)路由的配置3目錄PROFINETIO實時通信2博圖V14軟件安裝路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識——網(wǎng)絡(luò)層的4個基本任務(wù)封裝路由解封裝用IP地址編址IP協(xié)議要求每臺發(fā)送和接收設(shè)備要有唯一的IP地址。在IP網(wǎng)絡(luò)中，具有IP地址的設(shè)備稱為主機(jī)。發(fā)送主機(jī)的IP地址為源IP地址，接收設(shè)備的IP地址為目的IP地址。網(wǎng)絡(luò)間發(fā)送的PDU都需要在IP頭中標(biāo)識源和目的地的IP地址。添加信息的過程稱為封裝。（封裝傳輸層輸送的數(shù)據(jù)段，變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包）。在網(wǎng)絡(luò)層，路由器打開數(shù)據(jù)包并查看數(shù)據(jù)包頭中的IP地址信息，依賴于其配置及目的網(wǎng)絡(luò)，選擇傳輸數(shù)據(jù)包的最佳網(wǎng)絡(luò)。將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到所選的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。路徑上最后一臺路由器將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)目的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)的目的主機(jī)。路由器接收數(shù)據(jù)包，去掉第2層封裝的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)包向上發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)層。在不同層次移去封裝數(shù)據(jù)的過程稱為解封裝。路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識——IPV4地址IPV4地址分為兩個部分：網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。用32個比特位定義IPV4的主機(jī)地址。為便于記憶、書寫與表達(dá)，使用十進(jìn)制進(jìn)行表達(dá)。主機(jī)部分使用的位數(shù)決定了網(wǎng)絡(luò)中可以容納的主機(jī)數(shù)量。02網(wǎng)絡(luò)部分網(wǎng)絡(luò)部分主機(jī)部分主機(jī)部分最后一個8位是主機(jī)部分；前面三個8位代表網(wǎng)絡(luò)部分。10101100.00010000.00000100.00010100示例：路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識——IPV4地址的三種地址類型路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識——IPV4地址如何才能知道多少位代表網(wǎng)絡(luò)部分，多少位代表主機(jī)部分？方法1：網(wǎng)絡(luò)前綴表示IPV4網(wǎng)絡(luò)地址時，我們在網(wǎng)絡(luò)地址后添加一個前綴長度，以便給出地址中網(wǎng)絡(luò)部分的比特位數(shù)。例如：/24中，/24就是前綴長度，說明前24位為網(wǎng)絡(luò)地址，即最后8為代表主機(jī)部分。路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識——IPV4地址如何才能知道多少位代表網(wǎng)絡(luò)部分，多少位代表主機(jī)部分？方法2：子網(wǎng)掩碼前綴和子網(wǎng)掩碼是同一件事情的不同表達(dá)方式。子網(wǎng)掩碼使用32位值定義定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IPV4地址的網(wǎng)絡(luò)部分。子網(wǎng)掩碼同IPV4地址一樣用十進(jìn)制表示。在代表網(wǎng)絡(luò)部分的每個位的位置上設(shè)置二進(jìn)制1，在代表主機(jī)部分的每個位的位置上置入二進(jìn)制0即可創(chuàng)建子網(wǎng)掩碼。例如：前綴/24以子網(wǎng)掩碼表示即為前綴/16以子網(wǎng)掩碼表示即為路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹網(wǎng)關(guān)路由器是用于連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，它們可以理解OSI第3層數(shù)據(jù)包和協(xié)議，并可以計算最佳路徑。路由是指路由器接收數(shù)據(jù)包、分析目的地址信息、選擇數(shù)據(jù)包路徑然后將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到所選網(wǎng)絡(luò)的下一臺路由器。數(shù)據(jù)包到達(dá)下一臺設(shè)備稱為跳。路由

向本地網(wǎng)絡(luò)外發(fā)送數(shù)據(jù)包需要使用網(wǎng)關(guān)，也稱為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。如果數(shù)據(jù)包目的地址的網(wǎng)絡(luò)部分與發(fā)送主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)不同，則必須將該數(shù)據(jù)包路由到發(fā)送網(wǎng)絡(luò)以外。為此，需要將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。此網(wǎng)關(guān)是連接到本地網(wǎng)絡(luò)的路由器接口。網(wǎng)關(guān)接口具有與主機(jī)網(wǎng)絡(luò)地址匹配的網(wǎng)絡(luò)層地址。主機(jī)則將該地址配置為網(wǎng)關(guān)。路由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識介紹動態(tài)路由靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡(luò)的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)管理員必需了解路由器的拓?fù)溥B接，通過手工方式指定路由路徑，而且在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變動時，也需要網(wǎng)管手工修改路由路徑。靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。靜態(tài)路由路由器可以從其他路由器中學(xué)習(xí)路由信息，稱為動態(tài)路由。動態(tài)路由從其他路由器更新信息。動態(tài)路由需要路由器的處理開銷，但在初始設(shè)置之后管理成本低。PS在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當(dāng)動態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準(zhǔn)。本地路由與靜態(tài)路由的配置本地路由練習(xí)本地路由練習(xí)邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖通過路由解決VLAN間通信問題本地路由與靜態(tài)路由的配置本地路由練習(xí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃SCALANCEXM408的IP地址為1/24，通過PST工具設(shè)置；Network1的IP網(wǎng)段為/16，網(wǎng)關(guān)IP地址為/16，屬于VLAN100；Network2的IP網(wǎng)段為/16，連接SCALANCEXM408的網(wǎng)關(guān)IP地址為/16，屬于VLAN150。本地路由與靜態(tài)路由的配置本地路由練習(xí)1、配置上位機(jī)、XM408交換機(jī)與X208交換機(jī)IP地址和網(wǎng)關(guān)將上位機(jī)的IP地址配置為，網(wǎng)關(guān)設(shè)置為（必須設(shè)置網(wǎng)關(guān)）；利用PST工具，將SCALANCEXM408的IP地址配置為1，將X208的IP地址配置為，網(wǎng)關(guān)設(shè)置為（必須設(shè)置網(wǎng)關(guān)）。2、VLAN劃分本地路由與靜態(tài)路由的配置本地路由練習(xí)3、啟動路由在目錄樹“Layer3”→“Configuration”中，勾選“Routing”項前的復(fù)選框，并點擊“SetValues”按鈕本地路由與靜態(tài)路由的配置本地路由練習(xí)4、分配網(wǎng)關(guān)IP給兩個VLAN示例：分配網(wǎng)關(guān)IP給VLAN100本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)靜態(tài)路由練習(xí)邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖說明：示例中X208交換機(jī)作為普通PC用，用以對來自上位機(jī)的ping命令做出回應(yīng)；將此X208替換為S71200

PLC或普通電腦，實驗效果一樣。本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（1）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃第1個SCALANCEXM408（A）的IP地址為1/24，通過PST工具設(shè)置；第2個SCALANCEXM408（B）的IP地址為2/24，通過PST工具設(shè)置；Network1的IP網(wǎng)段為/16，網(wǎng)關(guān)IP地址為/16，屬于VLAN100；Network2的IP網(wǎng)段為/16，對應(yīng)第一個SCALANCEXM408（A）的網(wǎng)關(guān)IP地址為/16，對應(yīng)第2個SCALANCEXM408（B）的網(wǎng)關(guān)IP地址為/16，屬于VLAN150。Network3的IP網(wǎng)段為/24，網(wǎng)關(guān)IP地址為/24，屬于VLAN200。本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（2）

配置上位機(jī)、交換機(jī)的IP地址和網(wǎng)關(guān)將上位機(jī)的IP地址配置為，網(wǎng)關(guān)設(shè)置為（必須設(shè)置網(wǎng)關(guān)）；利用PST工具，將第1個SCALANCEXM408（A）的IP地址配置為1，將第2個SCALANCEXM408（B）的IP地址配置為2，將X208的IP地址配置為1，網(wǎng)關(guān)設(shè)置為（必須設(shè)置網(wǎng)關(guān)）。本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（3）第1個SCALANCEXM408（A）配置1）給對應(yīng)的端口添加VLANID注意：與其他三層交換機(jī)（或路由器）連接的端口不能設(shè)置為M本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（3）第1個SCALANCEXM408（A）配置2）啟用路由功能在目錄樹“Layer3”→“Configuration”中，勾選“Routing”項前的復(fù)選框，并點擊“SetValues”按鈕本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（3）第1個SCALANCEXM408（A）配置3）分配網(wǎng)關(guān)IP給VLAN100和VLAN150在目錄樹“Layer3”→“Subnets”中，選擇“Overview”頁簽。在該界面中，在“Interface”下拉列表中選擇LAN100，然后點擊“Create”按鈕，將添加“vlan100條目”。選中表格中“interface”下的“vlan100”，進(jìn)入“Configuration”頁簽頁面，在此頁面下輸入IPAddress為，輸入SubnetMask為，最后點擊“SetValues”按鈕。以VLAN100為例本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（3）第1個SCALANCEXM408（A）配置同理為VLAN150分配網(wǎng)關(guān)IP。為VLAN100和VLAN150分配網(wǎng)關(guān)后的結(jié)果本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（3）第1個SCALANCEXM408（A）配置4）添加靜態(tài)路由表在目錄樹“Layer3”→“Routes”中，填寫DestinationNetwork為，SubnetMask為，Gateway為，然后點擊“Create”按鈕。如圖所示。從網(wǎng)段到達(dá)網(wǎng)段要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)。本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（4）第2個SCALANCEXM408（B）配置1）給對應(yīng)的端口添加VLANID為對應(yīng)的端口添加VLAN150和VLAN200本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（4）第2個SCALANCEXM408（B）配置2）啟用路由功能3）分配網(wǎng)關(guān)IP給對應(yīng)的VLAN為VLAN150和VLAN200分配網(wǎng)關(guān)后的結(jié)果本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（4）第2個SCALANCEXM408（B）配置4）添加靜態(tài)路由表從網(wǎng)段到達(dá)網(wǎng)段要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)。本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（5）通訊測試在上位機(jī)的“命令提示符”環(huán)境中輸入命令“ping1”，結(jié)果如圖所示。由處于VLAN200中的上位機(jī)發(fā)出的報文，能夠通過路由轉(zhuǎn)發(fā)到處于VLAN100中的X208中。本地路由與靜態(tài)路由的配置靜態(tài)路由練習(xí)（5）通訊測試為了進(jìn)一步驗證與查看設(shè)置的靜態(tài)路由所起的作用，在“命令提示符”環(huán)境中輸入路由命令“tracert1”，結(jié)果如圖所示。可以看出，報文首先到達(dá)第二個路由器中的網(wǎng)關(guān)，然后第二個路由器查看靜態(tài)路由表，發(fā)現(xiàn)要訪問的IP地址處于網(wǎng)絡(luò)，因此把報文轉(zhuǎn)發(fā)到第一個路由器中的網(wǎng)關(guān)。然后通過第一個SCALANCEXM408的內(nèi)部路由把報文轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而到達(dá)VLAN100中目標(biāo)主機(jī)，即IP地址為1的X208。本地路由與靜態(tài)路由的配置博圖V14軟件安裝PROFINETIO實時通信PROFINETIOPROFINETIO在IO控制器和IO設(shè)備之間進(jìn)行過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換。IO控制器：用于對連接的IO設(shè)備進(jìn)行尋址的設(shè)備。通常是運(yùn)行自動化程序的控制器。IO設(shè)備：分配給某個IO控制器的分布式現(xiàn)場設(shè)備，例如，分布式IO、閥終端、變頻器。智能設(shè)備也可作為IO設(shè)備，如控制器。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.1Q，PROFINETIO消息幀優(yōu)先于標(biāo)準(zhǔn)消息幀。PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)PROFINETIO實驗邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（1）新建項目配置IO控制器（2）在項目中通過“添加新設(shè)備”添加S71200PLC，添加成功后，在設(shè)備視圖中選中S71200，在屬性→常規(guī)→項目信息頁面中將名稱修改為“IO-Controller”；PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（3）設(shè)置IO-Controller的子網(wǎng)、IP地址和子網(wǎng)掩碼。在設(shè)備視圖中選中S71200，在屬性→常規(guī)→PROFINET接口→以太網(wǎng)地址中設(shè)置子網(wǎng)、IP地址和子網(wǎng)掩碼，如圖所示。PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（4）屬性→常規(guī)→PROFINET接口→操作模式，使用默認(rèn)配置，即將該P(yáng)LC作為IO控制器。PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（5）為IO控制器添加數(shù)據(jù)類型為Byte的變量，變量名稱分別為Tag_1和Tag_2，地址分別為%QB2和%IB2。PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（6）添加監(jiān)控表。項目樹→IO-Controller→監(jiān)控與強(qiáng)制表下雙擊“添加新監(jiān)控表”，在新建的“監(jiān)控表_1”中，在“名稱”列下分別選擇Tag_1和Tag_2變量，將顯示格式分別設(shè)置為二進(jìn)制和字符。PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)配置IO設(shè)備（7）在項目中通過“添加新設(shè)備”添加S71200PLC，添加成功后，在設(shè)備視圖中選中S71200，在屬性→常規(guī)→項目信息頁面中將名稱修改為“IO-Device”；PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（8）設(shè)置IO-Device的子網(wǎng)、IP地址和子網(wǎng)掩碼。在設(shè)備視圖中選中S71200，在屬性→常規(guī)→PROFINET接口→以太網(wǎng)地址中設(shè)置子網(wǎng)、IP地址和子網(wǎng)掩碼PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（9）在設(shè)備視圖中選中S71200，屬性→常規(guī)→PROFINET接口→操作模式，勾選“IO設(shè)備”前的復(fù)選框；在“已分配的IO控制器”下拉列表中選擇IO控制器“IO-Controller.PROFINET接口_1”PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（10）為IO設(shè)備添加數(shù)據(jù)類型為Byte的變量，變量名稱分別為Tag_3和Tag_4，地址分別為%IB2和%QB3PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（11）添加監(jiān)控表。項目樹→IO-Device→監(jiān)控與強(qiáng)制表下雙擊“添加新監(jiān)控表”，在新建的“監(jiān)控表_1”中，在“名稱”列下分別選擇Tag_3和Tag_4變量，將顯示格式分別設(shè)置為二進(jìn)制和字符PROFINETIO實時通信PROFINETIO練習(xí)（12）設(shè)置傳輸區(qū)。在設(shè)備視圖中選中S71200，屬性→常規(guī)→PROFINET接口→操作模式→智能設(shè)備通信，雙擊“新增”添加傳輸區(qū)。如圖所示，增加了兩個傳輸區(qū)，第一個傳輸區(qū)表達(dá)的是將IO控制器中地址為Q2的變量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄茉O(shè)備中地址為I2的變量中，第二