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西门子工业无线网络详解:SCALANCEW应用与组态
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更新于2023-03-03
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本资源是一份关于西门子工业无线以太网(SCALANCEW)的应用指南,详细介绍了西门子在工业无线通讯领域的解决方案和技术。主要内容包括: 1. 西门子SCALANCEW系统概述:首先,对西门子工业通讯的整体环境进行了介绍,强调了SCALANCEW在网络通信中的角色,它是一个专为工业环境设计的无线通讯网络产品,支持无线网络、工业移动通信以及其在自动化和控制领域的优势。书中还提供了具体的应用实例,帮助读者理解其实际应用场景。 2. 网络结构与配置:指南深入解析了SCALANCEW网络的不同模式,如Ad-hoc(点对点)方式、基础架构网络(独立式、WLAN与LAN互联、多频道配置、无线分布式系统WDS以及冗余配置),以及如何通过PST3.2软件进行设备的安装和组态,包括为SCALANCEW788系列设备设置IP地址、网络模式和参数。 3. 工业功能特性:着重介绍了几个关键功能,如iQoS(工业服务质量)管理和优化,确保网络数据传输的高效性和可靠性;iPCF(工业过程通信功能),用于增强设备间的数据交换和管理;强制漫游功能,使设备能在不同无线信道间自动切换,提高网络稳定性。 4. 桥模式应用:SCALANCEW支持VLAN(虚拟局域网)和NAT(网络地址转换)配置,这有助于在复杂的工业网络环境中实现隔离和资源共享,提升网络安全和效率。 通过这份指南,用户可以全面了解西门子SCALANCEW在工业无线网络解决方案中的核心技术和实施步骤,对于设计、部署和维护工业无线网络具有重要的参考价值。无论是技术选型还是实际操作,这份文档都能提供实用的指导。
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西门子工业网络交换机应用指南
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SCALANCE W788-1RR
SCALANCE W788-1RR 网络接入点的功能与 SCALANCE W788-1PRO 工业无线局域网接入点
的功能一致。另外, SCALANCEW788-1RR 还提供有可靠的无线场,可实现移动用户在无线覆
盖区域之间的极为快速的数据传输(快速漫游)。该传输是极为快速的,即使是 PROFINET IO
通讯在漫游过程中也没有中断。
而且,无线场允许用户访问预测,从而可实现网络接入点最多 50 个用户的实时响应。
为实现极短的传输时间,只能在 RCoax 电缆的无线场中实现快速漫游,这是因为与带天线
的无线场相比,其无线场具有显著的确定性和可靠性。
无线用户必须配有相应的接口,才能与网络接入点进行通讯(例如 IWLAN/PB Link PN
IO)。由于 IEEE 802.11 标准不支持快速漫游,必须为此实施具有特殊机制的无线场。因此,
一台符合 IEEE 802.11 (WiFi) 的设备不能在快速漫游无线场中运行。但是,这也有优点,
那就是 WLAN 黑客工具也无法检测到这种无线场。从而可实现优秀的数据完整性,以及标准
无线局域网芯片组的所有优点(例如数据安全性,调制程序)。
尽管 SCALANCE W788-1PRO 的 IWLAN 无线场也允许 PROFINETIO 通讯,但由于 IEEE
802.11 漫游,会有几百毫秒的延时,阻止无故障地以快速刷新时间处理 PROFINET IO 通讯。
所有符合 IEEE802.11 的设备都会遇到几百毫秒的延时。
图 3 - 17:通过快速漫游,实现 RCoax 电缆网段之间的快速数据传输
由于循环数据传输支持移动悬挂齿轮, PROFINET IO 正愈来愈多地用于小车输送机。
为避免滑动触点磨损所带来的各种问题,非接触连接也越来越多地用于这种应用。为以固定
刷新时间传输循环通讯数据,无线网络也需要支持这种性能。为此,可使用具有快速漫游功
能的工业无线局域网。
注意:
SCALANCE W788-1RR 还可根据标准 IEEE 802.11 进行配置,代替IWLAN 无线场。此时
无法进行快速漫游。
西门子工业网络交换机应用指南
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1.4.2 SCALANCE W 788-2
IWLAN 网络接入点,内置有两个无线接口;无线网络 IEEE 802.11b/g/a,2.4/5 GHz -
54Mbit/s。国家认证; WPA/AES ;经由以太网供电(PoE),防护等级 IP65(-20 ℃ -+60℃);
SCALANCE W788-2PRO
图 3 - 18:通过快速漫游,实现 RCoax 电缆网段之间的快速数据传输
在这种配置中, 4 个 W788-2PRO 网络接入点的每一个无线接口和 W788-1PRO 网络接
入点可构建一个无线分布式系统 (WDS)。
每个网络接入点都可由其它接入点来访问。4 个 W788-2PRO 网络接入点的第二个无线
电接口用于在相应 SCALANCE W788-2PRO 位置建立一个无线电单元,便于用户操作。此时必
须注意两个天线之间的最小距离。每个用户之间也可进行通讯(即使是其它无线电单元中的
用户)。在无线分布式系统中,所有网络接入点都必须共享一个无线电频道的带宽。如果用
户必须通过该 WDS 访问系统,则必须准确检查每个连接的性能。
点对点连接是一种特殊形式的无线分布式系统(WDS)。对于这种运行模式,如果电缆安
装困难的话(例如公路网),两个以太网网段可通过一个无线电链路耦合。通过使用任选供
货的定向天线取代两个天线,室外距离可达几公里。
对于双网络接入点 SCALANCE W788-2PRO,两个网络接入点可集成在一个外壳中。由此,
可经济地实现各种应用。该产品尤其适用于设计可靠性要求较高应用中的冗余无线网络。并
可通过使用生成树(Spanning Tree)机制进行扩展。如果一个连接出现故障,则无线网络
自动寻找冗余路径。从而实现高度运行安全性。
对于这种运行模式,两个工业以太网网段耦合在一起,并通过两个无线卡并行传送数据
流。如果一个无线卡选择 2.4GHz 频段,而对另一个无线卡选择 5 GHz ,则实现的无线链路
具有最大的可靠性。
采用 SCALANCE W788-2PRO 冗余模式,可实现极为可靠的点对点连接。使用无线链路模
块(RLM)构建的现有无线网络也可使用 SCALANCE W788-1PRO 和 SCALANCE W788-2PRO 轻
松扩展。
西门子工业网络交换机应用指南
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图 3 - 19:采用 SCALANCE W788-2PRO 冗余模式,可实现极为可靠的点对点连接
SCALANCE W788-2RR
对于 SCALANCE W788-2RR 双网络接入点,SCALANCE W788-1RR 和 SCALANCEW788-1PRO
的功能可集成在一个外壳中。由此,可经济地实现各种应用。
如果需要使用符合标准 IEEE 802.11 的设备(例如现场编程器,MOBIC)管理或组态用
于解决移动用户漫游的应用或采用 IWLAN 和快速漫游的车辆,可使用 SCALANCE W788-2RR
双网络接入点,一个无线电卡以快速漫游 IWLAN 模式运行,另一个根据标准 IEEE 802.11
IWLAN 模式运行。然后,控制单元( 例如 MOBIC) 即可通过工业无线局域网接口访问
SCALANCE W788-2RR 双网络接入点,将其数据通讯该设备和 RCoax 电缆上的 IWLAN RR 无
线电卡,传送到移动车辆。
图 3 - 20:快速漫游
诊断和管理
• 基于 Web (HTTP 服务器)的管理工具,用于使用标准浏览器进行配置和诊断。
• LED 显示操作和故障状态。
西门子工业网络交换机应用指南
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• 通过 SNMP 陷阱或 e-mail 将故障传送到网络管理工具。
• 设备后面板上的螺钉固定轴用于更换介质 C-PLUG(配置插头),使得故障时模块更换简便,
无需编程器。
1.4.3 SCALANCE W 740
以太网客户机模块 SCALANCE W744-1PRO 可将一个带有以太网接口的移动设备无线连
接到无线网络。SCALANCE W744-1PRO 和 SCALANCE W788-1PRO 虽然具有相同的和接口,但
其功能不同:SCALANCE W744-1PRO 可在使用 SCALANCE W788-1PRO 实现的无线网络中自由
移动。以太网客户机模板可以自动、透明地从一个网络接入点切换到另一个网络接入点。
图 3 - 21:1.6.1 SCALANCE W 740 外型
• SCALANCE W-740 系列以太网客户端模块最佳适用于连接具有工业以太
网接口的站,可集成到能够可靠通讯的工业无线局域网 (IWLAN) 和
PROFINET 环境。
• 支持 IEEE 802.11,具有附加扩展功能,可用于工业环境
• 坚固的金属外壳,防护等级 IP65,防水,防尘;也可用于室外, -20 ℃
~ +60 ℃ ( 耐冷凝)
• 借助于 WPA 和 128 位编码(AES),可高度保护未授权访问、间谍、窃
听和伪造
• 频带为 2.4 GHz 或 5 GHz,数据传输速率最大为 54 Mbit/s
• 根据安全向导和在线帮助,进行组态
• 使用 Web-Server 和 SNMP,管理简单
• 任选 C-PLUG (组态插头)交换介质,故障时设备更换快速
• 丰富的附件,带天线、插头、电缆,包括 RCoax 电缆(光纤),控制传
输功率的辐射
• IWLAN 理想用于对可靠无线通讯要求较高的工业应用:
• 通过无线电链路,可以实现可预测的数据流(对实时要求严格)和明确
的响应时间
• 可靠的无线电链路(例如通过冗余连接),即使与工业以太网连接中断
也能自动漫游(强制漫游),循环监控无线电链路(链路检查)或 IP 连
接监控(IP alive)
• 一个无线电网络,即可用于可靠接入运行、关键过程数据(例如报警信
号)和非关键通讯(例如用于维修和诊断),节省成本
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• 所有产品都与国际标准 IEEE 802.11 兼容,并适用于 2.4 GHz 和 5
GHz,确保投资安全;
• 通讯网络安装工作量减少,工厂部件调试快
• 旋转及移动设备或工厂部件无磨损
• 可经济地连接远程难以访问或苛刻环境中的设备适用于工业环境,坚固
的金属外壳,通过工业认证(UL,FM, CE),防爆保护 Zone 2 (Atex)
或耐冷凝
• 通过使用 RCoax 电缆与移动式通讯伙伴的非接触数据传输,因而无磨
损,提高工厂的可用性
SCALANCE W744-1PRO
以太网客户端模块 SCALANCE W744-1PRO 可将一个带有以太网接口的移动设备无线连
接到无线网络。SCALANCE W-788 网络接入点可实施无线网络, SCALANCE W-744 客户端模
块可在其中自由移动。以太网客户端模块可以自动、透明地从一个网络接入点切换到另一个
网络接入点(漫游)。
SCALANCE W744-1PRO 可管理一个独立的 IP 地址设备。如果被替换,以太网客户端模
块能够自动识别,管理新的地址设备。这将降低工厂停工时间和故障源。
除了基础设施模式以外, SCALANCE W744-1PRO 还可以以 ad hoc 模式运行。对于这种
很少使用的模式,无需使用网络接入点,即可在几个移动设备之间建立一个简单的无线链路。
这样,SCALANCE W744-1PRO 可与其它 SCALANCE W740 或与无线卡(例如 CP 7515)进行通
讯。
图 3 - 22:自动引导车辆(AGV)中的移动控制
除了基础设施模式以外,SCALANCE W744-1PRO 还可以以 ad hoc 模式运行。对于这种
不常用模式,无需使用网络接入点,即可在几个移动设备之间建立一个简单的无线链路。通
过对等模式,SCALANCE W744-1PRO 可与其它 SCALANCE W740 或与无线卡(例如 CP 7515)
进行通讯。
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mob_guy
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