PROFINET网络中设备名称和IP地址的参数分配

    为了使PROFINET设备可作为PROFINET上的节点进行寻址，必须满足唯一的PROFINET设备名称和相关IP子网中的唯- IP地址。

   STEP 7在硬件和网络编辑器中排列PROFINET设备期间分配设备名称。IP地址通常由STEP 7自动分配，并根据设备名称分配给设备，也可以手动更改设备名称和IP地址。

    可以在STEP 7的监视窗口中PROFINET接口属性的“以太网地址”  (Ethernet addresses)下找到设备名称和IP地址，如图7-28所示。

    图7-28    STEP 7中的设备名称和IP地址

   (1)设备名称和设备编号

   I/O设备必须具有设备名称，才可通过I/O控制器寻址。在PROFINET网络中，使用名称比使用复杂的IP地址更为简单。为具体的I/O设备分配的设备名称可与设置DP从站的PROFIBUS地址进行比较。出厂时，I/O设备没有设备名称，在I/O控制器可对I/O设备进行寻址（例如，用于传输组态数据）之前，必须先通过PG/PC分配设备名称。具有可移动存储介质插槽的I/O设备允许将设备名称直接写入编程设备的可移动存储卡介质中，使用无需可移动介质的设备更换某设备时，I/O控制器会根据拓扑组态来分配设备名称。

    在STEP 7中组态PROFINET、S7 -1200、S7 -1500、ErI200MP、ErI200SP和ErI200AL等设备时，默认自动为其分配设备名称。这些名称由CPU名称或接口模块名称构成。对于具有多个PROFINET接口的设备，接口的名称有所增强，例如：

    “plc_1.profinet - interface_2”或“io - device_1”

    可以使用DNS命名惯例结构化设备名称。这些命名惯例是由“在应用程序中实现国际化域名”( IDNA)定义的，因此设备名称应为小写字母。“域名系统”(DNS)是一种分布式数据库( http：//iana.  org)，可管理Internet上的名称空间，为了结构化名称，将使用句点(“．”)，从左向右以升序显示其层级，例如：

    …<子域名>．<域名>．<顶级域名>

    如果名称不符合DNS，则该名称将由STEP 7自动转换为“plcxbl.profinetschnittstellexb2022c”或“io - devicexb15 b32”。

    除设备名称之外，在分配I/O设备时，STEP 7还分配设备编号（从“1”开始）。设备编号显示在监视窗口的PROFINET接口属性内PROFINET区域中的“以太网地址”(Ethernet addresses)下，如图7-29所示。

    图7-29    设备编号

   (2) IP地址

    要使PROFINET设备可作为工业以太网上的设备进行寻址，该设备还需要在网络中具有唯一的IP地址。IP地址通常由STEP 7自动分配，并根据设备名称分配给设备。如果是独立网络，则可以应用STEP 7建议的IP地址和子网掩码。如果网络为公司现有以太网网络的一部分，则应向网络管理员获取这些数据。

    根据Internet协议V4 (IPv4)，IP地址由四个十进制数字组成，每个十进制数字的范围为0~ 255，各十进制数字之间用句点分隔（例如192. 162.0.0）。IP地址由网络地址和设备的地址（I/O控制器或I/O设备的PROFINET接口）组成。

   I/O设备的IP地址由STEP 7生成，并在CPU启动时首次分配给I/O设备。此外，对于某些I/O设备（例如SCALANCE X、S7 -300 CP），还可以不在I/O控制器启动期间获得IP地址，而是在使用之前在设备上设置IP地址。I/O设备的IP地址始终与I/O控制器的子网掩码相同，并通过I/O控制器的IP地址按升序进行分配。如果需要，可以手动更改IP地址。对于具有多个PROFINET接口的设备(例如CPU 1516 -3 PN/DP)，IP地址必须位于不同的子网中。

    子网掩码中设置的位决定IP地址中包含网络地址的部分，通常应该遵循以下原则：

   1)网络地址通过将IP地址与子网掩码进行“与”运算获得。

   2)设备地址通过将IP地址与子网掩码进行“与非”运算获得。

    例如：

    子网掩码：255.255.0.0（十进制）=11111111. 11111111. 00000000. 00000000（二进制）

   IP地址：192. 168.0.2（十进制）=11000000. 10101000. 00000000. 00000010（二进制）

    含义：IP地址的前两个字节（即192.168）用于确定网络。后两个字节（即0.2）用于对设备进行寻址。

    当必须通过TCP/IP或UDP将数据转发给本地网络之外的合作伙伴时，将使用默认的路由器。在STEP 7中，默认路由器名为Router。可以在CPU的监视窗口中，使用“IP协议”( IP protocol)部分的“使用路由器”(Use router)复选框启用路由器。默认情况下，STEP 7将为默认路由器分配本地IP地址。在I/O控制器的PROFINET接口中设置的路由器地址可自动地传输给组态的I/O设备。

    有关IP地址范围与“默认子网掩码”的分配存在具体的规定，IP地址中的第一个十进制数字（从左边起）确定默认子网掩码的结构，“1”值（二进制）的个数见表7 -15。224~ 255之间的值也可以用作IP地址的第一个十进制数字（地址类别D等），但由于对这些值不进行地址检查，因此不建议使用。

    表7-15    IP地址与默认子网掩码的关系