CN100534101C - 在Profinet IO网络中分配网络用户设备地址的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及Profinet IO网络中分配用户设备地址的方法和设备。本发明的目的在于论证另一种用于确保Profinet IO系统所必需的站标识符分配的新颖方法，其中后续的自动网络用户设备寻址是基于所述站标识符并通过确定和关联逻辑与物理地址而以一种简单、抗错的方式执行的。由此，本发明提供开发一种具有选择器开关并与ProfinetIO相兼容的用户设备，以便结合严格规定的群组标识符而根据选择器开关的相应设置获取站标识符，其中所述群组标识符是相应的特定用户设备群组所特有的。

Description

在Profinet IO网络中分配网络用户设备地址的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种在Profinet IO网络中分配用户设备地址的方法和设备。
背景技术
众所周知，Profinet IO是由Profibus用户组织(PNO)提出并以以太网为基础的自动化标准，所述Profinet IO基本上100％地基于以太网标准(依照IEEE802.3)并且采用全双工模式进行操作，此外它还支持传输速率为100Mb/s的交换以太网。这意味着不仅可以在现场等级获取处理和生产数据，而且还可以将这些数据无缝输入到多区域数据获取系统中，从而在垂直方向上整合本地的外围设备。
与根据“主从模型”进行操作的Profibus相比，Profinet IO实际上是基于制造者-消费者模型来进行操作的。这样做可以节省呼叫电报，尤其是这样做还意味着可以使用一个电报同时与整个“消费者”群组，也就是在Profinet IO网络中，如I/O部件和现场发射机中连接的网络用户取得联系，由此允许有效均匀地将自动化领域整合到IT环境中。此外，除了已知的、经过试验和测试的Profibus标准之外，还可以确保在Profinet IO概念中整合其他现场总线概念。
Profibus与Profinet IO应用之间的一个本质区别在于：引入或并入相应网络的网络用户设备具有不同的寻址方式。
与Profibus相比，在Profinet IO网络内部，相应引入的网络用户是用每一个用户设备自身不同的MAC地址以及与这个物理地址明确关联的逻辑IP地址来寻址的。IP地址通常是用DHCP(动态主机配置协议)、与之类似的机制或是使用Profinet IO专用协议DCP(发现和配置协议)来分配的。依照规范，在大型设施中建议使用DHCP，而在小型设施中则建议使用DCP。
然而，在关联物理与逻辑网络地址之前，有必要为各个ProfinetIO网络用户分配一个用于在网络中进行标识的符号名，以便执行后续的不同寻址。在下文中，该符号名被称为站标识符，它通常必须具有兼容DNS(域名服务)的结构，并且必须在网络用户能够在Profinet IO系统内部运行之前在用户设备上得到设置。这种分配通常也称为“受洗(baptism)”。
在这种环境中，站标识符是用软件工具手动分配的，其中所分配的站标识符是借助不同的以太网地址而与用户相关联的。然后，用户可以借助特定于网络用户的工程工具并使用软件工具来进行设置，也可以通过支持指定的DCP服务并使用网络来进行设置。
这样一来，在分配站标识符时，用户必须知道相应的MAC地址。
在这种环境中可以规定网络用户后续是从IO控制接收其IP地址，还是从DHCP服务器获取或读取其IP地址。
如果由IO控制器来分配IP地址，那么IO控制器会从它的工程系统中为IO网络用户设备加载一个标称配置，而站标识符则是为每一个IO网络用户设备规定的。
然后，通过采用特定的DCP服务(标识)，可以使用组播来寻找属于特定的站标识符的网络用户。作为响应，这个网络用户会返回自身的MAC地址。然后，IO控制器使用DCP服务(设定IP)来为各个IO网络用户分配其标称IP地址。依照这种关系，网络用户必须使用该地址来初始化其TCP/IP堆栈。当成功设定了IP地址的时候，这时将会建立与网络用户相连的通信链路。在这种环境中，标称IP地址可以保持在标称配置中，或者可以由IO控制器从DNS服务器中读取。
特别地，相对于根据现有技术的站标识符分配来说，在交换网络用户的时候，由于首先要再次为Profinet IO系统中的交换设备分配初始的站标识符，因此这时还会出现其他重大缺陷。
对维修操作来说，进行维修通常需要具备专业知识，在需要用到复杂的软件工具的时候则更是如此。
然而，如果站标识符是通过原则上很容易交换的可移动存储介质提供到设备中的，那么这将会导致费用增加。此外，这种情况下失窃的机会也会增多，尤其是在使用流通的传统介质、例如紧凑型闪存卡的时候。
另外，手动分配站标识符的操作很容易出现错误，从整体上讲，该操作是一个非常复杂的过程。
发明内容
因此，本发明的目的在于论证一种用于确保Profinet IO系统所必需的站标识符分配的方法，其中后续的自动网络用户设备寻址将会基于所述站标识符并通过确定和关联逻辑与物理地址而以一种更为简单和抗错的方式执行。
本发明的一方面涉及一种与Profinet IO相兼容的设备，具有至少一个地址选择器开关，所述与Profinet IO相兼容的设备被设计成结合第二标识符并根据相应的地址选择器开关设置来规定站标识符，以便根据站标识符来分配至少一个网络用户设备地址，其中所述第二标识符是为所述与Profinet IO相兼容的设备规定的并且与包含该设备的特定设备群组相关联，所述站标识符被设置为符号名，用于在关联物理和逻辑网络地址之前在网络中标识所述与Profinet IO相兼容的设备。
本发明的另一方面还涉及一种用于在与Profinet IO相兼容的用户设备上规定站标识符的方法，包括以下步骤：将直接安装在与Profinet IO相兼容的用户设备上的至少一个选择器开关设定到期望的选择器开关位置，响应于选择器开关的位置，通过将源于选择器开关位置的标识符元素与用于特定设备群组的第二标识符元素相结合来自动产生关联于与Profinet IO相兼容的设备的站标识符，其中所述第二标识符元素是为与Profinet IO相兼容的用户设备规定的，以及基于站标识符来分配至少一个网络用户设备地址，其中所述站标识符被设置为符号名，用于在关联物理和逻辑网络地址之前在网络中标识所述与Profinet IO相兼容的用户设备。
具体实施方式
由此，本发明提供开发一种具有选择器开关并与Profinet IO相兼容的用户设备，以便结合严格规定的群组标识符而从选择器开关的相应设置中直接获取站标识符，其中所述群组标识符是相应的特定用户设备群组所特有的。
与Profinet IO相兼容的站标识符是通过设定选择器开关规定的，由此可以解决如上所述的现有技术中的所有问题，选择器开关直接安装在设备上，由此网络用户设备标识符是结合标识符元素并通过开关的相应设置产生的，其中所述标识符元素是为每一个兼容Profinet IO的设备严格规定的，并且是为包含该设备的特定设备群组规定的。
此外，对基于标识符元素与第二标识符元素的相应网络用户设备标识符的自动分配而言，由于可设置的标识符元素只需要在一个群组的所有网络用户设备之间有所区别，而在具有不同网络用户设备类型的情况下则可以多次设置，因此所述分配能够显著增加易于在与Profinet IO相兼容的机器/设施内部的网络中寻址的用户设备总数，其中标识符元素是为包含与设备关联的子群组及类型的相应群组设置的，而第二标识符元素则是直接在设备上单独设置的。
举例来说，这些地址选择器开关可以采用旋转选择器开关或“DIP”(双排直插封装)开关的形式。
对每一个具有稳固关联的公共群组标识符的网络用户群组来说，其实例包括传感器、传动器、总线耦合器或是用于某个设施的本地外围设备的I/O服务器。
在优选的改进形式中，如果在设备上提供多个选择器开关，那么设备的内部逻辑意味着可以将可设置的标识符元素进一步划分成标识符子元素，由此可以在Profinet IO系统的机器/设施内部确保更大限度地增加可寻址网络用户设备的数目。
在下文中将参考示范性实施例来描述本发明。
用户在嵌入Profinet IO系统内部的机器/设施中使用多个具有类型“A”和类型“B”的网络用户设备。例如，在该系统中需要引入四个类型为“A”的网络用户以及五个类型为“B”的网络用户。在这五个类型为“A”的网络用户上，其中使用了设备上形成的地址选择器开关来设置编号“1”、“2”、“3”、“4”、“5”。相应地，他会通过操作设备上的相应地址选择器开关而在类型为“B”的网络用户上设置编号“1”、“2”、“3”、“4”。根据响应，在包含类型标识符以及使用了地址选择器开关，例如“A1”，“A2”，“A3”，“A4”，“A5”，“B1”，“B2”，“B3”和“B4”的选择的组合中将会自动确定相应的站标识符。接下来则可以使用站标识符来分配和关联逻辑和/或物理网络用户地址。当交换设备时，在“新”设备上仅仅需要像在要交换的“旧”设备上那样设置地址选择器开关的相同位置。由此可以为交换设备自动产生相同的站标识符。

Claims (4)

1.一种与Profinet IO相兼容的设备，具有至少一个地址选择器开关，所述与Profinet IO相兼容的设备被设计成结合第二标识符并根据相应的地址选择器开关设置来规定站标识符，以便根据站标识符来分配至少一个网络用户设备地址，其中所述第二标识符是为所述与Profinet IO相兼容的设备规定的并且与包含该与Profinet IO相兼容的设备的特定设备群组相关联，所述站标识符被设置为符号名，用于在关联物理和逻辑网络地址之前在网络中标识所述与Profinet IO相兼容的设备。
2.如权利要求1所述的与Profinet IO相兼容的设备，其中，该第二标识符与传感器、传动器、总线耦合器或是用于设施的本地外围设备的I/O服务器的特定群组相关联。
3.如权利要求1所述的与Profinet IO相兼容的设备，其中所述地址选择器开关采用的是旋转选择器开关或双排直插封装开关的形式。
4.一种用于在与Profinet IO相兼容的设备上规定站标识符的方法，包括以下步骤：
将直接安装在与Profinet IO相兼容的设备上的至少一个地址选择器开关设定到期望的地址选择器开关位置；
响应于地址选择器开关位置，通过将源于地址选择器开关位置的标识符元素与用于特定设备群组的第二标识符元素相结合来自动产生关联于所述与Profinet IO相兼容的设备的站标识符，其中所述第二标识符元素是为所述与Profinet IO相兼容的设备规定的；
基于站标识符来分配至少一个网络用户设备地址；以及
其中所述站标识符被设置为符号名，用于在关联物理和逻辑网络地址之前在网络中标识所述与Profinet IO相兼容的设备。
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