《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用（微課版）》 課件 第7章 工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)李穎工業(yè)控制系統(tǒng)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)第7章工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)是在現(xiàn)有智能數(shù)字儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的最新技術(shù)，它不僅能傳送現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如各類(lèi)變送器）的檢測(cè)參數(shù)的測(cè)量值信號(hào)（如壓力、溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值），還可以同時(shí)傳送多種類(lèi)型信息，如設(shè)備狀態(tài)和診斷報(bào)警、過(guò)程變量的測(cè)量單位、回路電流和百分比范圍、生產(chǎn)商和設(shè)備標(biāo)簽等。應(yīng)用的行業(yè)包括石化、冶金、電力、煤炭、煙草、長(zhǎng)距離管線(xiàn)、海上石油平臺(tái)等各行各業(yè)。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述7.1.1無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)簡(jiǎn)介無(wú)線(xiàn)通信是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)自身有很多優(yōu)點(diǎn)，成本較低，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)不必建立物理線(xiàn)路，更不用大量的人力去鋪設(shè)電纜，而且無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)不受工業(yè)環(huán)境的限制，對(duì)抗環(huán)境的變化能力較強(qiáng)，故障診斷也較為容易，相對(duì)于傳統(tǒng)的有線(xiàn)通信的設(shè)置與維修，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的維修可以通過(guò)遠(yuǎn)程診斷完成，更加便捷；擴(kuò)展性強(qiáng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)展時(shí)，無(wú)線(xiàn)通信不需要擴(kuò)展布線(xiàn)；靈活性強(qiáng)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不受環(huán)境地形等限制，而且在使用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)只需要做很少的調(diào)整，就能適應(yīng)新環(huán)境的要求。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述1.Zig-Bee技術(shù)Zig-Bee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)而建立的一種短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。Zig-Bee來(lái)源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂（Bee）是靠飛翔和‘嗡嗡’（Zig）地抖動(dòng)翅膀來(lái)與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息，從而構(gòu)成了蜂群的通信網(wǎng)絡(luò)。。2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙（Bluetooth）最早始于1994年，由瑞典愛(ài)立信研發(fā)，截止目前為止已經(jīng)更新了9個(gè)版本，通信半徑從幾米延伸到幾十米，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)和聲音傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1Mbps，通訊介質(zhì)為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍(lán)牙技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中各類(lèi)數(shù)據(jù)及語(yǔ)音設(shè)備，如PC、撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話(huà)和高品質(zhì)耳機(jī)等，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)設(shè)備之間隨時(shí)隨地進(jìn)行通信。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述3.Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi的全稱(chēng)是Wireless-Fidelity，即無(wú)線(xiàn)保真，是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是一種基于802.11協(xié)議的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入技術(shù)。從1999年推出以來(lái)一直是是我們生活中較常用的訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的方式之一。4.UWB技術(shù)UWB（UltraWideband，超寬帶）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。5.NFC技術(shù)NFC是一種新的近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，其工作頻率為13.56MHz，與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同，這就為所有的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品提供了一種方便的通訊方式，已經(jīng)成為得到越來(lái)越多主要廠(chǎng)商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述7.1.2無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）WLAN為WirelessLAN的簡(jiǎn)稱(chēng)，即無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)是利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速接入的以太網(wǎng)技術(shù)。主要在中短距離覆蓋范圍內(nèi)承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持固定和移動(dòng)接入。Wi-Fi是WLAN技術(shù)中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，由“Wi-Fi聯(lián)盟”所發(fā)布，其核心技術(shù)采用了電子電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）制定的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)。WLAN指的是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)并兼容有線(xiàn)以太網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)。因此，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)通常被稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)。在PROFINETRT、EtherNet/IP或Modbus/TCP等基于以太網(wǎng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)WLAN可無(wú)線(xiàn)集成自動(dòng)化設(shè)備。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述1.WLAN的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)隨著各行業(yè)數(shù)字化趨勢(shì)愈演愈烈，要實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)字化，需要強(qiáng)大的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)作為核心技術(shù)之一，代表著出色的性能和可靠性。1）多臺(tái)設(shè)備構(gòu)建的大型網(wǎng)絡(luò)。WLAN具有與以太網(wǎng)相同的特性，即通過(guò)多臺(tái)設(shè)備構(gòu)建大型網(wǎng)絡(luò)。2）漫游技術(shù)支持設(shè)備自由移動(dòng)。WLAN的一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于支持設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)。大型WLAN網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可自由移動(dòng)，從而自動(dòng)切換無(wú)線(xiàn)連接至無(wú)線(xiàn)信號(hào)較佳的接入點(diǎn)，這一過(guò)程即為漫游。WLAN網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)增加接入點(diǎn)無(wú)限擴(kuò)展。3）高性能和高可靠性新型WLAN系統(tǒng)符合IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)，相比舊WLAN標(biāo)準(zhǔn)，提供高達(dá)數(shù)百

Mbps的數(shù)據(jù)速率，傳輸距離更長(zhǎng)，穩(wěn)定性更佳。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述2.IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種不同的無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了規(guī)定，如表7-1所示。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述7.1.3工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（IWLAN）工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（IndustrialWirelessLocalAreaNetwork，簡(jiǎn)稱(chēng)IWLAN），是一種基于無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。它可以提供無(wú)線(xiàn)通信傳輸，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了設(shè)備布線(xiàn)和設(shè)備移動(dòng)的時(shí)間。1.IWLAN的優(yōu)勢(shì)1）高靈活、易使用。2）高可靠、易維護(hù)。3）數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。4）成本降低。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述2.工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要應(yīng)用在設(shè)備或環(huán)境實(shí)現(xiàn)物理連接困難以及技術(shù)上不允許或不希望用物理連接的場(chǎng)合，如移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離設(shè)備管理、障礙物阻隔環(huán)境、高危環(huán)境等，以彌補(bǔ)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的不足。目前工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：1）工業(yè)自動(dòng)化由于工業(yè)自動(dòng)化需要大量的無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)，工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化的必要條件。2）機(jī)器人機(jī)器人使用工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可以將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚韱卧瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控。3）物流和倉(cāng)儲(chǔ)工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可以幫助物流和倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化管理，包括固定和移動(dòng)裝置的追蹤和流程優(yōu)化。7.1工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概述3.工業(yè)WLAN與通用WLAN的比較工業(yè)WLAN比一般企業(yè)辦公和家庭應(yīng)用環(huán)境用的WLAN要求要高許多，可歸納如下：

（1）嚴(yán)格的延遲要求：用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備要求延遲不大于10ms，用于運(yùn)動(dòng)控制不大于1ms，對(duì)于周期性的控制通信，使延遲時(shí)間的波動(dòng)減至最小也是很重要的指標(biāo)。

（2）確定性性能的保證：保證確定性是對(duì)任務(wù)執(zhí)行有嚴(yán)格保證的工業(yè)通信系統(tǒng)必備的特性。

（3）支持大量設(shè)備掛網(wǎng)，并容許掛網(wǎng)設(shè)備的接入數(shù)量可隨機(jī)變化：工業(yè)WLAN的接入點(diǎn)約為數(shù)百個(gè)的數(shù)量級(jí)。若節(jié)點(diǎn)過(guò)多和接入的節(jié)點(diǎn)數(shù)有變化，有可能導(dǎo)致IEEE802.11的MAC協(xié)議層效率太低。

（4）網(wǎng)絡(luò)安全的保證：滿(mǎn)足安全保密法規(guī)是工業(yè)WLAN的基本要求。包括防止黑客用戶(hù)的侵入及對(duì)這些接入點(diǎn)的檢測(cè)等。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，為向企業(yè)提供交換各種數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施，西門(mén)子開(kāi)發(fā)了具有特殊附加功能的專(zhuān)用工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)產(chǎn)品，以滿(mǎn)足工業(yè)中WLAN的特殊需求。西門(mén)子工業(yè)無(wú)線(xiàn)通信系列產(chǎn)品都具備高度的可靠性、耐用性和安全性，各組件可在十分惡劣的室內(nèi)和室外條件下使用。開(kāi)放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET或Ethernet/IP以及PROFIsafe也可確保更高的效率、靈活性和安全性。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備7.2.1西門(mén)子SCALANCEW系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介西門(mén)子SCALANCEW系列是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)產(chǎn)品。具有如下優(yōu)勢(shì)：1.投資安全性高。所有產(chǎn)品都符合國(guó)際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11，并適用于2.4GHz和5GHz。2.可節(jié)約成本。無(wú)磨損和破損，從而可節(jié)省插入式連接、電纜架等裝置的維護(hù)和維修成本。3.可實(shí)現(xiàn)安全、可靠通信。通過(guò)PROFINET、PROFIsafe、Ethernet/IP、CIPSafety和其它自動(dòng)化協(xié)議，無(wú)線(xiàn)傳輸標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和故障安全信號(hào)。4.高數(shù)據(jù)傳輸率。傳輸率最高可達(dá)1733Mbps，適用于要求高帶寬和高網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)密度的應(yīng)用。5.可維護(hù)性強(qiáng)。通過(guò)KEY-PLUG或CLPiFeature擴(kuò)展SCALANCEW產(chǎn)品的特殊工業(yè)功能，可以在發(fā)生故障時(shí)輕松更換設(shè)備。6.穩(wěn)健和靈活。具有IP65防護(hù)等級(jí)的SCALANCEW設(shè)備適用于控制柜外部應(yīng)用。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備7.2.2西門(mén)子無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)接入點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端1.西門(mén)子SCALANCEW774和W734設(shè)備簡(jiǎn)介SCALANCEW774無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和SCALANCEW734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端模塊是為了在控制柜內(nèi)部使用而開(kāi)發(fā)的。它們可作為控制器或分布式I/O的頭部組件，以確?？煽康臒o(wú)線(xiàn)通信。由于具有IP65防護(hù)等級(jí)，SCALANCEW774接入點(diǎn)和SCALANCEW734客戶(hù)機(jī)模塊也可安裝在控制柜外部。由于總數(shù)據(jù)速率高達(dá)300Mbit/s且具有可選的iFeatures功能，即使是在要求更加苛刻的應(yīng)用環(huán)境下也可以正常使用。兩個(gè)設(shè)備的外觀(guān)及設(shè)備描述信息如圖7-1所示。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備SCALANCEW774和W734設(shè)備具有如下屬性：

（1）具有2個(gè)RJ-45以太網(wǎng)接口，支持全雙工和半雙工10Mbps和100Mbps速率，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跨接和自動(dòng)極性變換。（2）具有2個(gè)天線(xiàn)接口，可連接ANT795-4MA型號(hào)的全向天線(xiàn)。（3）WLAN接口支持IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)兼容IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)，可在2.4GHz和5GHz范圍內(nèi)工作，可實(shí)現(xiàn)高速WLAN通信。（4）支持WPA、WPA-PSK、WPA2、WPA2-PSK和IEEE802.1x驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，并支持WEP、AES和TKIP加密方法。（5）通過(guò)向?qū)Ш驮诰€(xiàn)幫助實(shí)現(xiàn)組態(tài)支持；通過(guò)Web服務(wù)器和SNMP實(shí)現(xiàn)輕松管理。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.西門(mén)子無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)接入點(diǎn)SCALANCEW774的功能無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)接入點(diǎn)（wirelessAccessPoint，簡(jiǎn)稱(chēng)AP）是組建無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)時(shí)最核心的設(shè)備。AP相當(dāng)于是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)，是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)和有線(xiàn)網(wǎng)之間溝通的橋梁。SCALANCEW774無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)的主要功能就是將各個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端連接到一起，然后將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng)，從而達(dá)到無(wú)線(xiàn)覆蓋的目的。AP的中繼加橋接功能可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備通訊，也可以起到放大信號(hào)的作用，保證了傳輸速度和穩(wěn)定性；AP的主從模式可以方便網(wǎng)管統(tǒng)一管理子網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接。SCALANCEW774無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)通過(guò)MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)線(xiàn)鏈路，最多可以使用四個(gè)流同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。適用于具有實(shí)時(shí)和冗余要求的苛刻應(yīng)用，如PROFINET、PROFIsafe，擴(kuò)展工業(yè)功能尤其適用于高可靠性要求的場(chǎng)合。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3.西門(mén)子無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端SCALANCEW734的功能SCALANCEW734是無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端（wirelessAccessClient，簡(jiǎn)稱(chēng)AC），是一種具有WLAN功能的設(shè)備，在該設(shè)備中永久性安裝了一個(gè)無(wú)線(xiàn)卡。SCALANCEW734客戶(hù)端模塊可保證實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)通信，在滿(mǎn)足極高帶寬要求的情況下保持穩(wěn)定運(yùn)行。該節(jié)省空間的客戶(hù)機(jī)模塊適合需要將設(shè)備安裝在控制柜內(nèi)的應(yīng)用。由于采用SIMATIC設(shè)計(jì)，SIMATICS7PLC、ET200SP等自動(dòng)化組件可無(wú)縫集成到工業(yè)WLAN中，可以節(jié)省控制柜內(nèi)的空間。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備4.全向天線(xiàn)和定向天線(xiàn)在工業(yè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中使用的天線(xiàn)主要有全向天線(xiàn)和定向天線(xiàn)兩種，其外觀(guān)如圖7-3所示。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5.工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使用無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)AP和無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端AC可以建立各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1）使用AP的獨(dú)立組態(tài)

2）對(duì)有線(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)3）通過(guò)客戶(hù)端或客戶(hù)端模式下的接入點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)7.3實(shí)訓(xùn)本章實(shí)訓(xùn)的主要目標(biāo)是能熟練配置和使用工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。首先能完成對(duì)西門(mén)子SIMATICW774無(wú)線(xiàn)AP和W734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端的基本管理配置，包括復(fù)位和IP地址配置。在此基礎(chǔ)上要求學(xué)生能熟練完成工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無(wú)線(xiàn)通信功能配置，從而能夠在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中靈活應(yīng)用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)中。最后介紹了NAT和NAPT技術(shù)在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與配置。1.實(shí)訓(xùn)目的（1）掌握西門(mén)子SIMATICW774無(wú)線(xiàn)AP和W734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端的基本管理配置；（2）掌握在SIMATICW774無(wú)線(xiàn)AP和SIMATICW734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端上實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信功能的配置方法；（3）掌握SIMATICW734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端上實(shí)現(xiàn)NAT和NAPT功能的配置方法。7.2工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備（1）復(fù)習(xí)本章內(nèi)容；

（2）熟悉西門(mén)子SIMATICW774無(wú)線(xiàn)AP和的W734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端設(shè)備外觀(guān)及基本管理配置；

（3）熟悉西門(mén)子無(wú)線(xiàn)AP和無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信的基本配置；（4）熟悉無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)NAT和NAPT功能的基本配置。3.實(shí)訓(xùn)設(shè)備（1）1臺(tái)電腦：已安裝博途和PRONETA軟件（2）1臺(tái)SIMATICS7-1200PLC（3）2臺(tái)SCALANCEXB-208第2層工業(yè)交換機(jī)（4）1臺(tái)SCALANCEW774無(wú)線(xiàn)AP、1臺(tái)SCALANCEW734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端（5）網(wǎng)線(xiàn)若干7.3實(shí)訓(xùn)7.3.1西門(mén)子SCALANCEW工業(yè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的基本配置本實(shí)驗(yàn)將介紹使用PRONETA軟件完成對(duì)工業(yè)無(wú)線(xiàn)APW774和工業(yè)無(wú)線(xiàn)ACW734進(jìn)行IP地址配置及復(fù)位操作的方法和實(shí)施步驟。7.3實(shí)訓(xùn)步驟1按照實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋵774、W734和上位機(jī)連接到XB-208的任意端口。步驟2啟動(dòng)PRONETA軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，可顯示出在線(xiàn)圖形視圖和設(shè)備列表7.3實(shí)訓(xùn)步驟3在設(shè)備表中依次選中W774和W734無(wú)線(xiàn)設(shè)備，會(huì)在窗口右側(cè)顯示出該設(shè)備的詳細(xì)信息7.3實(shí)訓(xùn)步驟4依次對(duì)XB-208、W774和W734執(zhí)行復(fù)位操作。在圖形視圖下右擊相應(yīng)設(shè)備圖標(biāo)，選擇“復(fù)位網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，將對(duì)3個(gè)設(shè)備執(zhí)行復(fù)位操作并恢復(fù)到出廠(chǎng)配置，復(fù)位完成后會(huì)自動(dòng)重啟設(shè)備。步驟5為W774和W734配置IP地址，右擊相應(yīng)設(shè)備圖標(biāo)，選擇“設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)”，在IP組態(tài)下手工輸入IP地址和子網(wǎng)掩碼，必要時(shí)可設(shè)置網(wǎng)關(guān)地址。結(jié)果如圖7-11所示。步驟6通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)W774配置界面，右擊SCALANCEW-700無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)圖標(biāo)，選擇“打開(kāi)Web瀏覽器”，進(jìn)入系統(tǒng)登錄界面。輸入用戶(hù)名和密碼（初始都是admin）。按界面提示設(shè)置新密碼為：ZD@123456，點(diǎn)擊SetValues按鈕使設(shè)置生效，如圖7-12所示。步驟7通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)W734配置界面，使用相同的用戶(hù)名和密碼為無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端W734進(jìn)行登錄，按界面提示設(shè)置新密碼為：ZD@123456。登錄成功后進(jìn)入將分別進(jìn)入無(wú)線(xiàn)AP和AC的管理及配置界面7.3實(shí)訓(xùn)7.3.2西門(mén)子SCALANCEW無(wú)線(xiàn)通信功能配置本實(shí)驗(yàn)按照如圖7-14所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)邏輯拓?fù)鋱D連接交換機(jī)與無(wú)線(xiàn)模塊、交換機(jī)與上位機(jī)、交換機(jī)與S71200，PLC已和開(kāi)關(guān)連接。通過(guò)在SCALANCEW774和W734上配置啟動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信功能實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和PLC之間的通信，同時(shí)通過(guò)上位機(jī)中的博途軟件能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控S71200PLC中的開(kāi)關(guān)變量。7.3實(shí)訓(xùn)1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)配置步驟1將交換機(jī)和PLC恢復(fù)出廠(chǎng)設(shè)置。步驟2按照拓?fù)鋱D連接X(jué)B208-1的P3端口與W774的以太網(wǎng)端口P1相連、P1端口與上位機(jī)相連；XB208-2的P5端口與W734的以太網(wǎng)端口P1相連、P1端口與S71200PLC的以太網(wǎng)端口相連。步驟3用博途軟件為PLC分配地址為。步驟4在上位機(jī)中用PRONETA軟件為W774、W734、XB208和XM408分配IP地址7.3實(shí)訓(xùn)2.無(wú)線(xiàn)APW774配置步驟1將上位機(jī)重新連接X(jué)B208-1的P3端口，在上位機(jī)的瀏覽器中輸入W774的IP地址1，登錄后將進(jìn)入W774的向?qū)渲媒缑?。步驟2點(diǎn)擊配置界面左側(cè)“Interfaces”的子項(xiàng)“WLAN”進(jìn)行無(wú)線(xiàn)配置。在“Antennas”標(biāo)簽頁(yè)下，選擇“AntennaType”為“ANT795-4MA”7.3實(shí)訓(xùn)步驟3在“Basic”標(biāo)簽頁(yè)下，選擇“CountryCode”為“China”，選中表格中“Enabled”標(biāo)題欄下的復(fù)選框，將“FrequencyBand”值選擇為5GHz，將“max.TxPower”值修選擇為20dBm7.3實(shí)訓(xùn)步驟4在“AllowedChannels”頁(yè)簽，列出了選擇頻率帶寬為2.4G或5G時(shí)可以選擇的信道，可以保持默認(rèn)設(shè)置，即所有信道都勾選，如圖7-19所示；也可以勾選“UseAllowedChannelsonly”后，選擇特定的149信道。7.3實(shí)訓(xùn)步驟5在“AP”頁(yè)簽下，可以修改SSID號(hào)，如CIMC，要確保要使用的SSID號(hào)之前的“Enabled”為勾選狀態(tài)，同時(shí)禁用SSID廣播，如圖7-20所示。7.3實(shí)訓(xùn)3.無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端W734配置步驟1將上位機(jī)與XB208-2的空閑網(wǎng)口相連，在上位機(jī)的瀏覽器中輸入W734的IP地址https://2，進(jìn)入其登陸界面，首次登錄和W774類(lèi)似，需重新配置密碼。步驟2重新登錄W734，點(diǎn)擊配置界面左側(cè)“Interfaces”的子項(xiàng)“WLAN”進(jìn)行無(wú)線(xiàn)配置，配置過(guò)程與SCALANCEW774的類(lèi)似。步驟3在“Antennas”標(biāo)簽頁(yè)下，選擇“AntennaType”為“ANT795-4MA”步驟4在“Basic”標(biāo)簽頁(yè)下，選擇“CountryCode”為“China”，選擇“DeviceMode”為“Client”步驟5“AllowedChannels”頁(yè)簽頁(yè)面內(nèi)容保持不變，在“Client”頁(yè)簽下，設(shè)置SSID名稱(chēng)為CIMC，即要與AP設(shè)置的SSID名稱(chēng)一樣，以便該客戶(hù)端能夠自動(dòng)連接到AP上。7.3實(shí)訓(xùn)4.無(wú)線(xiàn)通信測(cè)試步驟1將上位機(jī)重新連接X(jué)B208-1的P3端口，進(jìn)行連通性測(cè)試。步驟2在博途軟件中，在“監(jiān)控與強(qiáng)制表”中雙擊“添加新監(jiān)控表”，在添加的監(jiān)控表_1中新增地址為I0.0的變量，下載程序到IP地址對(duì)應(yīng)的S71200PLC中。如圖7-24所示7.3實(shí)訓(xùn)步驟3在博途軟件“項(xiàng)目樹(shù)”中，選中“CPU1214C”項(xiàng)，點(diǎn)擊工具欄中的“轉(zhuǎn)到在線(xiàn)”按鈕，然后在“監(jiān)控表_1”中點(diǎn)擊“全部監(jiān)視”按鈕。變量監(jiān)視界面如圖7-25所示。撥動(dòng)輸入設(shè)備上的I0.0開(kāi)關(guān)，可以看到監(jiān)控表中的變量監(jiān)控值變?yōu)門(mén)RUE，從而驗(yàn)證了無(wú)線(xiàn)通信正常。7.3實(shí)訓(xùn)步驟4測(cè)試上位機(jī)和PLC之間的連通性，如圖7-26所示，因?yàn)閮膳_(tái)無(wú)線(xiàn)設(shè)備間通信成功，因此通過(guò)上位機(jī)能ping通S7-1200PLC的IP地址。7.3實(shí)訓(xùn)7.3.3西門(mén)子SCALANCEW無(wú)線(xiàn)NAT和NAPT功能配置首先需要在無(wú)線(xiàn)AP和無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端上配置啟動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信功能。在此基礎(chǔ)上，要求在W734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端上完成NAT和NAPT功能配置，使得內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的PLC地址00能夠映射為W734的端口地址2。配置完成后上位機(jī)可以通過(guò)2地址：端口號(hào)方式訪(fǎng)問(wèn)PLC的WEB界面。7.3實(shí)訓(xùn)1.W734無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端NAT和NAPT功能配置步驟1通過(guò)瀏覽器登錄到W734的配置界面，在左側(cè)選擇Layer3->NAT，在Basic標(biāo)簽下完成NAT啟動(dòng)與配置，具體配置參數(shù)如圖7-28所示。7.3實(shí)訓(xùn)

在下拉列表“Interface”中選擇所需的以太網(wǎng)接口：P1端口。

這里需要注意的是，NAT默認(rèn)將P1端口作為映射端口，實(shí)際連接時(shí)，必須將線(xiàn)纜連接到W734設(shè)備的P1端口上，P1端口是靠里側(cè)的PN端口。

勾選復(fù)選框“EnableNAT”為以太網(wǎng)接口P1啟用NAT。

指定本地接口IP地址“LocalInterfaceIPaddress”，該地址將作為內(nèi)網(wǎng)PLC的網(wǎng)關(guān)地址，應(yīng)與PLC在一個(gè)網(wǎng)段，這里設(shè)置為。

設(shè)置端口子網(wǎng)掩碼“LocalInterfaceSubnetMask”為

配置完成后，W734內(nèi)網(wǎng)端口地址為；外網(wǎng)端口地址為2。PLC映射出去的地址就是W734的外網(wǎng)端口地址：2。配置完成后，當(dāng)通過(guò)連接到交換機(jī)XB208-2的上位機(jī)訪(fǎng)問(wèn)W734時(shí)，因?yàn)閮?nèi)網(wǎng)地址已被設(shè)置為，此時(shí)必須以才能進(jìn)入W734的配置界面。7.3實(shí)訓(xùn)步驟2點(diǎn)擊NAPT標(biāo)簽，完成NAPT端口映射配置，具體配置參數(shù)如圖7-29所示。7.3實(shí)訓(xùn)

在下拉列表“Interface”中選擇P1端口。

全局端口號(hào)“GlobalPort”：指的是外部訪(fǎng)問(wèn)時(shí)使用的端口號(hào)，這里設(shè)置為443，表示要以HTTPS方式訪(fǎng)問(wèn)PLC。

本地IP地址“LocalIPAddress”：指的是內(nèi)網(wǎng)設(shè)備的IP地址，就是PLC的地址00。

本地端口號(hào)“LocalPort”：因?yàn)橐L(fǎng)問(wèn)PLC的WEB界面，因此設(shè)置為443，代表HTTPS協(xié)議。

單擊“Create”生成一條記錄，勾選“Enable”，單擊SetValues按鈕。

需要重啟W734設(shè)備才能使設(shè)置生效。配置完成后就在PLC地址00和W734外網(wǎng)地址2之間建立了NAT地址映射關(guān)系。7.3實(shí)訓(xùn)2.S71200PLC的配置步驟1用博途軟件為PLC分配IP地址和網(wǎng)關(guān)，如圖7-30所示。注意這里的網(wǎng)關(guān)地址必須與NAT配置中的本地接口IP地址保持一致。7.3實(shí)訓(xùn)步驟2配