CN107864230A - 基于拓扑的互联网协议（ip）寻址 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基于拓扑的互联网协议(IP)寻址。可以通过应用起始地址信息结合每个装置在本地网络中的相对位置来向工业控制系统中的装置分配IP地址。可以将起始地址信息提供给本地网络中的首先定位的装置或“启动器”装置，起始地址信息可以包括IP子网地址、网关地址、子网掩码、子网大小和/或本地网络组标识符。启动器装置可以通过应用起始地址信息和对作为首先定位的装置的了解来确定其IP地址。启动器装置可以将起始地址信息的至少一部分和位置信息发送至下一装置，该下一装置可以基于接收到的位置信息来确定其相对位置，并且该下一装置可以应用其相对位置与起始地址信息的该一部分以确定其IP地址。该处理可以针对每个装置顺序地继续。

Description

基于拓扑的互联网协议(IP)寻址

技术领域

本发明涉及工业控制系统领域，更特别地涉及用于向本地网络组中的工业控制装置分配互联网协议(IP)地址的系统和方法。

背景技术

工业控制器是例如在工厂环境中用于控制工业过程或机械的专用计算机系统。通常，工业控制器执行用于读取来自与受控过程或机器相关联并且感测过程或机器的状况的各种传感器的输入的存储的控制程序并且基于这些输入和存储的控制程序计算用于控制致动器的一组输出，所述致动器用于控制过程或机器。通常使用专用控制语言例如“分段传递式梯形逻辑(relay ladder logic)”以便于对装置进行编程。在存储的程序的指导下，工业控制器的处理器周期性地检查输入装置的状态并更新输出装置的状态。为了确保对机器或过程的可预测的控制，控制程序必须是高度可靠和确定性的，即在限定好的时间段执行。

工业控制器以多种方式与传统计算机不同。在物理上，与传统计算机相比，工业控制器被构造为基本上更鲁棒地抵抗冲击和损坏并且更佳地抵抗外部污染物和极端的环境条件。处理器和操作系统被优化用于实时控制，并且采用被设计用于许可快速开发控制程序的语言而被编程，该控制程序专用于不断变化的机器控制或过程控制应用程序集。

通常，工业控制器具有高度模块化的架构，该高度模块化的架构例如使得不同数量和类型的输入和输出模块能够用于将控制器连接到要控制的过程或机器。通过使用适合高度可靠和可用的实时通信的特殊“控制网络”来促进该模块化。这样的控制网络(例如，EtherNet/IP、DeviceNet和ControlNet)在以下方面与标准通信网络不同：通过预先调度网络的通信容量和/或为高可用性提供无缝的冗余通信能力来保证最大的通信延迟。

作为其增强的模块化的一部分，工业控制器可以采用专用于特定类型的电信号和功能例如检测输入AC或DC信号或控制输出AC或DC信号的I/O模块或装置。这些I/O模块或装置中的每个I/O模块或装置可以具有连接器系统，其使得I/O模块能够以不同组合与其他选择的I/O模块或装置一起安装在壳体或机架中以匹配特定应用的需求。多个或单独的I/O模块或装置可以位于受控过程或机器附近的便利控制点处，以经由控制网络与中央工业控制器通信。

控制网络可以采用“连接的消息传递”，其中将网络和缓冲空间的带宽预分配给专用“连接”以检测丢失或不可预测的延迟的数据控制消息传送或者保证如在常见以太网用途中的客户端/服务器事务完整性。在通用工业协议(CIP)中体现了连接的消息传递的一个示例，CIP是由开放式DeviceNet供应商协会(ODVA)支持的工业自动化应用的介质独立工业协议。CIP在开放式DeviceNet供应商协会公司的“通用工业协议(CIP)和CIP网络系列”版权所有2006中有所描述，该文件通过引用整体并入本文。

CIP包括用于收集制造自动化应用包括控制、安全性、同步、运动、配置和其他信息的全面的消息和服务套件。CIP的应用扩展包括：CIP安全性，在安全性应用中的节点例如安全性I/O块、安全性互锁开关、安全性光幕和安全性PLC之间提供高达根据IEC 61508标准的安全完整性等级(SIL)3的通信；CIP运动，允许现场装置和运动驱动器集成在同一网络上，从而消除了对单独的运动优化网络的需要；以及CIP同步，其是基于最近的IEEE-1588标准(用于网络测量和控制系统的精密时钟同步协议)的对CIP的时间同步扩展，为顺序要求事件记录、分布式运动控制和其他分布式应用提供了增强的控制协调。CIP最大化工业系统中的装置、实现CIP包括EtherNet/IP、DeviceNet、ControlNet的典型控制网络、以及其规范被发布并且其协议被许多制造商和供应商广泛使用的类似网络之间的兼容性。

在工业控制系统中，通常期望与系统中的不同装置通信以实现各种目的，例如监视装置状态、监视传感器、控制致动器等。可以使用基于因特网协议(IP)的寻址网络(例如EtherNet/IP网络)实现这样的通信，在基于因特网协议(IP)的寻址网络中，向不同的装置分配唯一的IP地址。然而，向“受限制的”装置分配IP地址可能很困难。受限制的装置是通常具有有限的功率、计算能力、存储器、通信速率的装置或受限制的其他形式的资源的装置，并且在一些情况下可以是电池供电的装置。受限制的装置的示例可以包括电子过载继电器、按钮、接触器、接近传感器和其他I/O元件。

在过去，受限制的装置可能根本不会接收到IP地址。这样的装置的受限性质通常阻止支持动态主机配置协议(DHCP)或引导程序协议软件的能力，或支持用于静态IP地址分配的硬件交换机的能力，因此经由现有的寻址方法完全禁止IP地址分配。此外，即使可行，传统DHCP软件的实现方式在工业控制系统中仍然会是不期望的，这是因为DHCP分配通常禁止为特定装置维持固定的IP地址，而为特定装置维持固定的IP地址通常在工业控制系统中是重要的功能。

进一步复杂化在工业控制系统中建立通信，还可以根据诸如线性拓扑、环形拓扑和/或星形拓扑的不同的网络拓扑来将装置配置在系统的一部分中。此外，这样的装置包括受限制的装置通常大量存在。因此，由于例如需要增加建立网络的时间、难以确保IP地址唯一性等而例如通过在可行的地方使用DHCP软件或硬件交换机来向每个单独的装置分配IP地址可能是低效和/或无效的。此外，对系统进行改变包括更新硬件或软件、更换装置等的可能性也使得维持容错寻址方案变得复杂。

因此，期望提供一种改进的工业控制系统，其能够与系统中的更多的装置(包括受限制的装置)通信同时使这样的配置的难度最小化。

发明内容

发明人已认识到，可以通过应用起始地址信息结合每个装置在本地网络中的相对位置来向工业控制系统中的装置分配IP地址。可以将起始地址信息提供给本地网络中的首先定位的装置或“启动器”装置，起始地址信息可以包括IP子网地址、网关地址、子网掩码、子网大小和/或本地网络组标识符。启动器装置可以通过应用起始地址信息和对作为首先定位的装置的了解来确定其IP地址。启动器装置可以将起始地址信息的至少一部分和位置信息发送至下一装置，该下一装置可以基于接收到的位置信息来确定其相对位置，并且该下一装置可以应用其相对位置与起始地址信息的所述一部分以确定其IP地址。该处理可以针对本地网络中的每个装置顺序地继续直到每个装置具有IP地址为止。因此，可以向更广泛种类的装置——包括受限制的装置——分配IP地址。此外，可以更快速地解决网络装置变化。

对于实现线性拓扑或环形拓扑的组而言，组中的第一装置可以用作“启动器”装置。可以向启动器装置提供全局网络信息。然后，启动器装置可以执行基于位置的顺序IP寻址处理。可以经由寻址命令消息将网络ID、组ID以及可更新的GDID提供给每个装置。然后，每个装置可以基于其在网络中的位置生成其GDID。然后，使用确定的GDID，每个装置还可以根据网络ID、组ID及其GDID一起来确定IP地址。“拓扑信息”(其可以包括具有对应的IP地址、MAC地址、装置ID和/或位置ID的装置列表和/或装置的总数)和/或“状态信息”(其可以传送组中的拓扑变化和/或如果有的话装置故障)可以作为寻址结果经由“寻址完成消息”返回给每个装置。可以例如根据互联网协议版本4(“IPv4”)或互联网协议版本6(“IPv6”)来实现本发明的各方面。

因此，在可能将第一级路由器连接至第二级的多个交换机而多个交换机又连接至第三级的多个装置的工业控制网络中，可以根据“子网”和“组”来划分网络。子网可以是通过网络中的公共交换机连接的装置的集合。组可以是在“子网”中相互本地连接的装置的集合。每个组可以实现其自己的拓扑，例如：(1)线性拓扑，其中装置以菊花链的形式物理上接连地连接；(2)环形拓扑，其中装置物理上接连地连接以形成闭合环路；或(3)星形拓扑，其中每个装置与公共连接点点对点物理上连接。此外，组的拓扑可能在单个网络中彼此不同。根据本发明的IP地址分配在新网络被授权(commissioned)、网络的一部分正被更新或升级、和/或网络的一个或更多个装置被替换的情况下可能是有用的。

使用上述工业控制系统架构，可以提供IP寻址方法，在该IP寻址方法中，可以基于组的物理拓扑生成IP地址。IP地址可以由下述内容组成：(1)“网络ID”/“网络信息”(其可以由用于连接的子网的路由器分配，并且可以包括网关地址、子网掩码、子网ID或前缀(例如，192.168.1)和子网大小(例如256))；(2)“组ID”/“组信息”(其可以由组的交换机分配，并且可以包括组ID和/或组大小)；以及(3)“组装置ID”(GDID)(其可以基于装置在组中相对于组中用作对于线性拓扑或环形拓扑的“启动器”装置的第一装置的位置，或对于星形拓扑而言，其可以基于装置可以连接到公共连接点的哪个端口)。

对于实现线性拓扑或环形拓扑的组，组中的第一装置可以用作“启动器”装置。启动器装置可以设置有包括网络ID、组ID和起始GDID的起始地址信息。起始地址信息可以来自交换机、远程DHCP服务器或用户工具。例如，用户可以使用用户工具设置组大小(网络组中的装置数量)和装置的IP参数(IP地址、网络掩码、网关地址等)以生成起始地址信息。然后，启动器装置可以执行基于位置的顺序IP寻址处理，其可以由用户经由硬件或软件接口来命令。IP寻址处理可以使得能够进行以下操作(其中包括)：(1)对新授权的系统的网络中的所有装置进行寻址；(2)对网络中新添加的装置进行寻址，例如对于系统升级；和/或(3)对网络中替换装置进行寻址，例如对于故障装置替换。寻址处理可以例如经由层2寻址消息(用于计算机联网的公知的七层开放系统互连(OSI)模型的数据链路层)来执行)。可以经由寻址命令消息向每个装置提供网络ID、组ID和可更新的GDID。然后，每个装置可以基于其在网络中的位置来生成其GDID。然后，使用确定的GDID，每个装置还可以根据网络ID、组ID及其GDID一起确定IP地址。“拓扑信息”(其可以包括具有相应的IP地址、MAC地址、装置ID和/或位置ID的装置列表和/或装置的总数)和/或“状态信息”(其可以传送组中的拓扑变化和/或如果有的话装置故障)可以作为寻址结果经由“寻址完成消息”返回给每个装置。系统中的其他装置，例如工作站、控制器等可以检索这样的信息用于不同的目的，例如显示拓扑、在工业控制器的配置中设置IP地址等。

在一个方面(概念1)中，启动器装置可以访问或接收网络ID、组ID以及起始GDID。启动器装置可以是例如访问本地存储在装置中的默认网络ID、组ID和/或起始GDID的工业控制器。启动器装置还可以是例如访问针对不同的组本地存储的多组网络ID、组ID和/或起始GDID的公共管理工业网络交换机。应用前述顺序IP地址分配处理，启动器装置可以根据网络ID、组ID和起始GDID确定起始IP地址。然后，启动器装置可以在“寻址命令消息”中将网络ID、组ID和GDID转发到组中的下一装置。下一装置又可以接收“寻址命令消息”，并且基于下一装置在网络中相对于启动器的位置确定其GDID。然后，下一装置还可以基于网络ID、组ID及其GDID一起确定其IP地址。然后，下一装置可以将网络ID、组ID及其GDID(更新的)转发到组中的下一装置，继续“寻址命令消息”。该顺序通过每个装置继续，直到组中的所有装置都已经确定GDID和IP地址为止。最后，可以通过组中的装置返回“拓扑信息”和/或“状态信息”，以经由“寻址完成消息”完成IP地址分配。

在另一方面(概念2)中，上游元件可以访问或接收网络ID、组ID和/或起始GDID。上游元件可以是例如用于访问本地存储在交换机中的默认网络ID、组ID和/或起始GDID的子网的公共管理网络交换机。上游元件例如子网的公共交换机可以存储不同启动器的多组网络ID、组ID和/或起始GDID。上游元件又可以向启动器装置提供网络ID、组ID和/或起始GDID。启动器装置又可以应用前述顺序IP地址分配处理，包括发送“寻址命令消息”以及接收“寻址完成消息”，如上文关于概念1所描述的那样。

在另一方面(概念3)中，上游元件可以访问或接收网络ID、组ID和/或起始GDID。上游元件可以是例如用于访问本地存储在交换机中的默认网络ID、组ID和/或起始GDID的子网的公共管理网络交换机。上游元件例如用于子网的公共交换机可以存储对于不同启动器的多组网络ID、组ID和/或起始GDID。此外，上游元件可以实现用于对于组中的装置基于可选网络ID、可选组ID和/或GDID一起来分配IP地址的DHCP服务器。上游元件可以向启动器装置提供网络ID、组ID和/或起始GDID。启动器装置又可以应用前述顺序IP地址分配处理，包括发送“寻址命令消息”以及接收“寻址完成消息”，如上文关于概念1所述的那样。然而，代替每个下一装置确定其IP地址，每个下一装置可以将其确定的GDID传送到实现DHCP服务器的上游元件，并且实现DHCP服务器的上游元件可以确定对于装置的IP地址，并且向装置提供IP地址和其他“网络信息”。

在另一方面(概念4)中，上游元件可以访问或接收网络ID、组ID和/或起始GDID。上游元件可以是例如用于访问本地存储在交换机中的默认网络ID、组ID和/或起始GDID的子网的公共管理网络交换机。上游元件例如用于子网的公共交换机可以存储对于不同启动器的多组网络ID、组ID和/或起始GDID。此外，还可以在系统中设置单独的DHCP服务器以对于组中的装置基于网络ID、组ID和GDID一起分配IP地址。上游元件可以向启动器装置提供可选的网络ID、组ID和/或起始GDID。启动器装置又可以应用前述顺序IP地址分配处理，包括发送“寻址命令消息”以及接收“寻址完成消息”，如上文关于概念1所述的那样。然而，代替每个下一装置确定其IP地址，每个下一装置将其确定的GDID和组ID传送给DHCP服务器，并且DHCP服务器可以确定装置的IP地址，并向装置提供IP地址和其他“网络信息”。

然后，具体地，本发明的一个方面提供了一种用于向连接至交换机的本地网络组中的工业控制装置分配互联网协议(IP)地址的方法，本地网络组是连接至路由器的工业控制网络的一部分。该方法可以包括：(a)将起始地址信息提供给本地网络组中的第一装置，起始地址信息包括：(i)路由器的IP子网地址；以及(ii)用于将第一装置与本地网络组中的其他装置区分开的组装置标识符，组装置标识符初始地指示出第一装置被首先定位在本地网络组中；(b)将寻址命令消息从第一装置发送至本地网络组中的第二装置，寻址命令消息包括第一装置的IP子网地址和组装置标识符；(c)确定本地网络组中的第二装置的位置并且更新寻址命令消息中的组装置标识符以产生第二装置的更新的组装置标识符；以及(d)通过应用IP子网地址和更新的组装置标识符以产生IP地址来确定第二装置的IP地址。

另一方面可以提供一种工业控制系统，该工业控制系统包括：路由器；连接至路由器的交换机；以及在本地网络组中连接的第一装置和第二装置，本地网络组被连接至交换机。第一装置可以操作用于接收包括以下内容的起始地址信息：(i)路由器的IP子网地址；以及(ii)用于将第一装置与本地网络组中的其他装置区分开的组装置标识符，组装置标识符初始地指示出第一装置被首先定位在本地网络组中。第一装置还可以能够操作用于执行存储在非暂态介质中的程序，该程序能够操作用于将寻址命令消息发送至本地网络组中的第二装置，寻址命令消息包括第一装置的IP子网地址和组装置标识符。第二装置可操作用于执行存储在非暂态介质中的程序，该程序能够操作用于：(a)确定本地网络组中的第二装置的位置并且更新寻址命令消息中的组装置标识符以产生第二装置的更新的组装置标识符；以及(b)通过应用IP子网地址和更新的组装置标识符以产生IP地址来确定第二装置的IP地址。

另一方面可以提供一种工业控制系统，该工业控制系统包括：路由器；连接至路由器的交换机；以及在本地网络组中连接的第一装置和第二装置，本地网络组被连接至交换机，其中，第一装置可操作用于接收包括以下内容的起始地址信息：(i)路由器的IP子网地址；以及(ii)用于将第一装置与本地网络组中的其他装置区分开的组装置标识符，组装置标识符初始地指示出第一装置被首先定位在本地网络组中。第一装置还可操作用于执行存储在非暂态介质中的程序，该程序能够操作用于将寻址命令消息发送至本地网络组中的第二装置，寻址命令消息包括第一装置的IP子网地址和组装置标识符。第二装置可操作用于执行存储在非暂态介质中的程序，该程序能够操作用于：(a)确定本地网络组中的第二装置的位置并且更新寻址命令消息中的组装置标识符以产生第二装置的更新的组装置标识符；(b)将更新的组装置标识符发送至地址分配装置以应用IP子网地址和更新的组装置标识符以产生IP地址；以及(c)接收来自地址分配装置的IP地址。

此外，提供了一种系统，在该系统中，可以预定拓扑中的每个装置(相对于其他装置)的位置和每个装置的相应装置ID。然后，可以将每个装置的预定位置和相应的装置ID与拓扑中的具有预编程装置ID和预分配的IP地址的实际装置进行比较。如果比较产生匹配，则可以利用实际装置中的预分配的IP地址。然而，如果比较未产生匹配，则可以报告该情况以进一步采取行动。

根据本发明的IP地址分配在新网络被授权、网络的一部分被更新或升级和/或网络的一个或更多个装置被替换的情况下可能是有用的。根据本发明的IP地址分配可以有利地避免在相邻工作单元中安装等同的机器时为每个系统在工业控制器中重新配置IP地址设置的需要。

在一个方面中，用于系统的线性拓扑部分或环形拓扑部分的工业控制程序和装置配置可以由用户使用诸如来自罗克韦尔自动化公司的Studio5000环境的配置软件来离线地开发。线性拓扑可以是其中装置以菊花链的形式物理上接连地连接的拓扑。环形拓扑可以是其中装置物理上接连地连接以形成闭合环路的拓扑。控制程序可以使得装置的操作能够使用本领域已知的传感器和致动器控制工业过程。装置配置可以反映每个装置(相对于拓扑中的其他装置)的预定位置以及每个装置的相应的预定装置ID。在一个方面，预定装置ID可以优选地包括一个或更多个通用工业协议(CIP)产品密钥(例如供应商ID、装置ID、产品代码、主要版本、次要版本等)，这可以避免当在相邻的工作单元中安装相同的机器时，对为每个系统在工业控制器中重新配置IP地址设置的需要，尽管在其他方面中可以使用MAC地址。每个装置的相应的IP地址可以在等待分配时被保持打开(例如，设置为“WaitForAutoSetting(等待自动设置)”)。然后可以将控制程序和装置配置安装在连接至实现拓扑的装置的工业控制器上，并且工业控制器可以将控制程序保持在“空闲”模式中，等待解决这样的装置的IP地址。

然后，工业控制器可以启动自动装置IP寻址处理，在自动装置IP寻址处理中工业控制器单独地发现和/或确定来自每个装置的信息，例如：(1)每个装置在拓扑中的位置(相对于拓扑中的其他装置)；(2)每个装置的装置ID(例如CIP产品密钥或MAC地址)；以及(3)在自动装置IP寻址处理期间分配的每个装置的IP地址。这可以例如通过工业控制器通过线性链中的每个装置传送“自动IP命令消息”并接收“自动IP完成消息”来实现。然后，工业控制器将针对每个装置发现的位置和装置ID与安装在工业控制器上的装置配置中的预定位置和装置ID进行比较。该比较尝试在装置配置中预定的与拓扑中已经发现的之间将装置的等同位置与等同的相应的装置ID相关。如果装置配置中的预定拓扑信息与发现的拓扑信息匹配，则工业控制器将装置IP地址写入装置配置，确认拓扑中的装置可用，并使用IP地址将控制程序置于正常操作的“运行”模式以与拓扑中的装置进行通信。然而，如果装置配置中的预定拓扑信息与所发现的拓扑信息不匹配，则工业控制器向用户报告该情况以进一步行动。

根据以下详细描述和附图，本发明的这些以及其他的特征和优点对于本领域技术人员而言将变得明显。然而，应当理解的是，详细描述和特定示例在指示本发明的优选实施例的同时作为示例而给出并且并非进行限制。可以在不背离本发明的精神的前提下在本发明的范围内做出许多改变和修改，并且本发明包括所有这样的修改。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的可以实现用于为系统中的装置分配互联网协议(IP)地址的方法的示例工业控制系统的框图；

图2是示出根据本发明的实施例的用于分配IP地址的示例处理的流程图；

图3是可以在图1的系统中的寻址命令消息中被传送的示例数据域；

图4是可以用于确定图1的系统中的IP地址的地址分配系统的框图；

图5是可以在图1的系统中的寻址完成消息中被传送的示例数据域；

图6A是示出根据本发明的实施例的为本地网络组的装置分配IP地址的示例表；

图6B是示出为其中已更新装置的图6A中的装置更新分配IP地址的表；

图6C是示出为其中已添加新装置的图6A中的装置更新分配IP地址的表；

图7是示出根据本发明的另一方面的用于对本地网络组中的装置进行寻址的示例处理的流程图；

图8是根据本发明的实施例的以表格形式提供参数的示例装置配置；以及

图9是根据本发明的实施例的也以表格形式提供参数的示例装置集合。

具体实施方式

现在参照图1，提供了根据本发明的实施例的可以实现用于为系统中的装置分配互联网协议(IP)地址的方法的示例工业控制系统10的框图。系统10可以包括路由器12，其可以连接至用于连接至其他装置例如与系统10类似的另一系统的广域网(WAN)和/或因特网。路由器12可以是被配置成在工业控制网络之间转发数据包的联网装置。

路由器12可以连接至系统10中的一个或更多个交换机14(图1中示出为分别与以示例的方式示出的“交换机1”和“交换机2”对应的交换机14a和14b)。因此，每个交换机14可以在系统10中建立IP子网例如与交换机1相关联的“子网1”、与交换机2相关联的“子网2”等。每个交换机14又可以连接至一个或更多个本地网络组16(在图1中示出为分别与以示例的方式示出的“组1”、“组2”和“组3”对应的本地网络组16a、16b和16c)。每个本地网络组16可以包括多个工业控制装置18(图1中示出为装置18a至18j)，其中，装置能够操作用于控制工业过程或机器20。装置18可以包括工业控制器、驱动器、I/O模块等以及受限制的装置(其可以具有有限的功率、计算能力、存储器、通讯速率或是受限制的其他形式的资源)，例如电子过载继电器、按钮、接触器、接近传感器和其他I/O元件。因此，装置18可以包括本领域已知的至用于感测过程或机器20的状况的传感器和/或用于控制工业过程或机器20的致动器的各种连接22。

本地网络组16在子网内可以各自实现各种网络拓扑例如星形拓扑、线性拓扑和/或环形拓扑。如图1以示例的方式所示，本地网络组16a可以包括用于使用装置18a、18b和18c实现星形拓扑的交换机或集线器19。因此，星形拓扑可以将装置18a、18b和18c中的每个装置与交换机或集线器19点对点物理上连接。此外，本地网络组16b可以使用装置18d、18e和18f实现线性拓扑。因此，线性拓扑可以以菊花链的形式物理上接连地连接装置18d、18e和18f。此外，本地网络组16c可以使用装置18f、18h、18i和18j实现环形拓扑。因此，环形拓扑可以物理上接连地连接装置18f、18h、18i和18j以形成闭合环路。

在题为“Industrial Controller Employing the Network Ring Topology”的美国专利第8,244,838号中也描述了环形拓扑，该文件通过引用全部并入本文。因此，本地网络组16c可以采用通常被环形管理器例如装置18g(图1中也标识为装置“1”)在环形管理器处打开的环形拓扑。当环形网络故障时，环形管理器可以重新连接环以提供绕过故障点的替换传输路径。

此外，在系统10中可以设置有计算装置或服务器26。在一个示例中，服务器26可以连接至交换机14a。服务器26可以具有执行存储在非暂态介质中的程序以使用户能够例如经由键盘、监视器和/或本领域已知的其他I/O提供系统10中的控制的处理器。在一个方面中，服务器26可以实现如本领域已知的动态主机配置协议(DHCP)程序28以如将进一步描述的在系统10中进行地址分配。在另一方面中，服务器26可以实现来自罗克韦尔自动化公司的Studio 5000环境和/或系统10中有用的其他程序模块，例如以提供起始地址信息、开发工业控制程序和/或开发装置配置，如将进一步描述的那样。

此外，在系统10中可以设置有人机接口(HMI)30。在一个示例中，HMI 30可以连接至交换机14a。HMI 30可以具有执行存储在非暂态介质中的程序以使得用户能够在系统10中提供与服务器26类似的控制的处理器。

对于在实现线性拓扑的本地网络组16b(组2)中的装置，和/或在实现环形拓扑的本地网络组16c(组3)中的装置，可以根据本发明的一个方面分配IP地址。在每组中的第一装置例如在本地网络组16b中的装置18d和/或在本地网络组16c中的装置18g可以用作该组的“启动器”装置。启动器装置可以设置有全局网络信息。然后，启动器装置可以对于该组中的随后的装置执行基于位置的连续IP寻址处理。因此，可以经由寻址命令消息将网络ID(“网络标识符”)、组ID(“组标识符”)和可更新的组装置ID(GDID或“组装置标识符”)提供给组中的每个装置。然后，每个装置可以基于其在网络中的位置来生成其组装置标识符。然后，使用确定的组装置标识符，每个装置还可以根据网络标识符、组标识符及其组装置标识符一起来确定IP地址。然后，“拓扑信息”(其可以包括具有相应的IP地址、MAC地址、装置ID和/或位置ID和/或装置的总数的装置列表)和/或“状态信息”(其可以在需要时传送组中的拓扑变化和/或装置故障)可以经由寻址完成消息作为寻址结果返回到每个装置。

现在参照图2，提供了根据本发明的实施例的示出用于分配IP地址的示例处理100的流程图。将参照本地网络组16b以及装置18d、18e和18f以示例的方式描述处理100。然而，要意识到，处理100或类似处理可以用于具有更多或更少的装置18和变化的网络拓扑例如本地网络组16c以及装置18g、18h、18i和18j的各种控制网络配置。

在步骤102处开始，可以将起始地址信息提供给本地网络组16b中的启动器装置，例如第一装置18d。可以例如通过连接至本地网络组16b的交换机14a、服务器26(其可以实现用户工具)、HMI 30或另一上游元件来提供起始地址信息。

另外地参照图3，起始地址信息可以包括网络标识符120、组标识符122和/或可更新的组装置标识符124。如本领域已知的那样，网络标识符120可以包括可以起源于路由器12的系统10的全局网络信息，包括例如IP子网地址120a或前缀(例如192.168.1.0)、IP子网大小120b(例如256)、IP网关地址120c(例如0.0.0.0)和/或IP子网掩码120d(例如255.255.255.00)。组标识符122可以包括可以增加全局网络信息的组网络信息，包括例如组识别号122a(例如0或1)和/或组大小122b(其可以等于IP子网大小)，组识别号122a可以对应于用于与连接至系统10中的交换机的其他本地网络组区别开的本地网络组16a。组装置标识符124还可以通过基于对于本地网络组16b中的每个装置18的相对位置来提供唯一的装置号来增加全局网络信息。组装置标识符124能够通过每个装置18更新使得可以提供对于本地网络组16b中的每个装置的相对位置。起始地址信息可以指示出启动器装置或者第一装置18d被首先定位在本地网络组16中并且因此是启动器装置。

再次返回图2，在步骤104处，第一装置18d可以执行存储在非暂态介质中的能够操作用于通过引用组装置标识符124和/或起始地址信息来确定其在本地网络组16中的相对于本地网络组16b中的其他装置18的位置的程序。对于作为启动器装置的第一装置18d，组装置标识符124可以被初始地设置以指示出第一装置18d被首先定位在本地网络组16b中。

另外地参照图4，第一装置18d可以通过应用以示例的方式示出的地址分配系统130或通过与应用地址分配系统130的另一装置通信来获取IP地址。因此，地址分配系统130的结构可以以硬件、软件及其组合被实现在例如装置18、服务器26(例如，经由DHCP程序28)和/或HMI30中。在地址分配系统130中，网络标识符120的至少一部分例如IP子网地址120a、组标识符122的至少一部分例如组识别号122a和组装置标识符124可以应用于应用器132。在第一装置18d也作为启动器装置的情况下，第一装置18d可以跟随直接路径134到应用器132。应用器132又可以应用网络标识符120的该至少一部分、组标识符122的该至少一部分和组装置标识符124以产生第一装置18d的IP地址136。在一个方面中，应用器132可以执行求和逻辑。

再次返回图2，在步骤106处，第一装置18d可以进一步执行以将寻址命令消息发送至本地网络组16中的第二装置18e。寻址命令消息可以包括网络标识符120的该至少一部分、组标识符122的该至少一部分和/或组装置标识符124。寻址命令消息可以作为如本领域已知的开放系统互连(OSI)模型数据链路层消息来传送。

在步骤108处，第二装置18e可以执行存储在非暂态介质中的能够操作用于确定其在本地网络组16b中的相对于本地网络组16b中的其他装置18的位置的程序，并且调整组装置标识符124。在一个方面中，再次参照图4，第二装置18e可以确定其位置并且应用调整器138来调整组装置标识符124，以产生更新的组装置标识符124’。调整器138可以递增组装置标识符124。因此，组装置标识符124可以跟随间接路径140通过调整器138到应用器132。应用器132又可以类似地应用网络标识符120的该至少一部分、组标识符122的该至少一部分和/或更新的组装置标识符124’以产生第二装置18e的IP地址136。在另一方面中，组装置标识符124可以在被发送至第二装置18e之前通过第一装置18d来调整。

再次返回图2，在处理100中的决定块110处，确定第二装置18e是否是本地网络组16b中的最后一个装置。如果第二装置18e不是本地网络组中的最后一个装置(图2中的“否”)，则第二装置18e可以进一步执行以将寻址命令消息发送至第三装置18f，并且处理可以返回到步骤106。第三装置18f又可以类似地执行以确定其位置、获取IP地址等。

然而，如果第二装置18e是最后一个装置(图2中的“是”)，处理可以替代地继续到步骤112，在步骤112中，可以通过本地网络组16b中的每个装置18来发送寻址完成消息。另外地参照图5，寻址完成消息可以包括对于本地网络组16中的每个装置18的与装置18的位置对应的数据集合，包括例如，IP地址136、介质访问控制(MAC)地址/ID和/或状态域144、更新的组装置标识符124’和/或通用工业协议(CIP)身份对象146。CIP身份对象146可以提供用于将装置18从多个装置18中区分开的属性，例如供应商ID、装置类型、产品代码和/或序列号中的一个或更多个，如在开放式DeviceNet供应商协会公司的“通用工业协议(CIP)和CIP网络系列”版权所有2006中所描述的那样，该文件通过引用整体并入本文。与寻址命令消息类似，寻址完成消息也可以作为如本领域已知的OSI模型数据链路层消息而被传送。

现在参照图6A，提供了根据本发明的实施例的示出为本地网络组中的装置分配IP地址的示例表160。第一列162可以指示例如在系统10中的本地网络组16中的装置18(在图6A中以示例的方式示出为圆并且被标识为装置18k至18p)。装置18可以处于如通过表160中的装置18之间的连接示出的线性拓扑或环形拓扑中。第一列162中的第一装置(在图6A中，装置18k还被标识为“P1”)可以用作本地网络组中的启动器装置。第一装置可以是例如工业控制器，并且更特别地PLC，并且如果被配置在环形拓扑中，还可以是环形管理器。第一列162中的其余装置可以是例如可以经由传感器和/或致动器与工业过程或机器通信的工业控制装置，例如驱动器、I/O模块、受限制的装置等。第二列164可以指示对于本地网络组中的每个装置18的实际的、相对位置(或“位置ID”)。第三列166可以指示根据本发明的实施例执行寻址处理以产生组装置标识符(并且又产生IP地址)。例如，寻址命令消息170可以通过装置18传播，装置18可以接收唯一的组标识符，例如“1”、“2”、“3”、“4”、“5”和“6”并且寻址完成消息172可以通过装置18返回。对于大多数应用，第三列166中产生的组装置标识符可以等于第二列164中的位置ID。

另外地参照图6B，在随后的时间，如在第一更新表160’中所指示的那样，可以升级或替换某些装置18。这可以包括例如维持相同的硬件，而升级软件和/或固件，或者使用实质上类似的硬件来替换硬件。例如，第三列166可以指示出第三装置18m和第五装置18o已被改变(被升级或被替换)，并且因此，组装置标识符会过时。

因此，第四列174可以指示根据本发明的实施例执行随后的寻址处理以产生更新的组装置标识符(继而产生IP地址)。例如，随后的寻址命令消息176可以通过装置18传播。已经具有组装置标识符的装置18可以保留它们的当前组装置标识符。然而，改变的装置每个均可以接收先前分配的相同的组装置标识符。因此，第三装置18m可以再次接收组装置标识符“3”，并且第五装置18o可以再次接收组装置标识符“5”。最后，随后的寻址完成消息178可以通过装置18返回。

另外地参照图6C，在随后的时间处，可以将新装置180(在图6C中以示例的方式示出为方框并且被分别标识为第一新装置180a、第二新装置180b和第三新装置180c)添加至本地网络组16，如在第二更新表160”中所指示的那样。例如，第一新装置180a可以各自安装在第二装置18l与第三装置18m之间，第二新装置180b可以各自安装在第五装置18o与第六装置18p之间，而第三新装置180c可以被安装在第六装置18p之后。因此，第二列164中的位置ID’已改变，并且第三列166中的组装置标识符已过时。

因此，第四列182可以指示根据本发明的实施例执行随后的寻址处理以产生更新的组装置标识符(进而产生IP地址)。例如，随后的寻址命令消息184可以通过装置18和新装置180传播。已经具有组装置标识符的装置18可以保留它们的当前组装置标识符。然而，新装置180均可以接收可以基于要分配的最后的组装置标识符而调整的经调整的组装置标识符。因此，在序列中遇到的第一个新装置，即第一新装置180a，可以接收唯一的组标识符例如“7”，在序列中遇到的第二个新装置，即第二新装置180b，可以接收唯一的组标识符例如“8”，并且在序列中遇到的第三个新装置，即第三新装置180c，可以接收唯一的组标识符例如“9”。最后，随后的寻址完成消息186可以通过装置18和装置180返回。要意识到，在本发明的范围内，升级、替换、添加和/或减去装置的组合可以被设置有被更新的装置标识符(进而IP地址)。

现在参照图7，提供了根据本发明的另一方面的示出用于对本地网络组中的包括可以是PLC的工业控制器的装置进行寻址的示例处理200的流程图。在该方面中，可以预先确定拓扑中的每个装置18(相对于其他装置18)的位置和每个装置18的相应装置ID。然后，可以将每个装置的预定位置和相应装置ID与拓扑中的具有预编程的装置ID和预分配的IP地址的实际装置18进行比较。如果比较产生匹配，则可以利用在实际装置中的预分配的IP地址。然而，如果比较未产生匹配，则可以报告该情况以进一步行动。

在步骤202处开始，可以例如通过操作服务器26和/或HMI 30的用户来离线开发装置配置，服务器26和/或HMI 30任何一个可以执行Studio5000环境，以提供预定拓扑。因此，装置配置可以预先确定本地网络组中的装置例如图1的本地网络组16中的装置18的相对位置，并且可以分别预定与预定相对位置对应的装置标识符。预定装置标识符可以提供用于将每个装置与其他装置区分开的属性。

另外地参照图8，提供了具有表格形式的参数的示例装置配置230。装置配置230的第一列232可以根据本地网络组中的预定相对位置来识别线性拓扑或环形拓扑中的装置18。例如，“1”可以指代启动器装置或第一装置18，而“n”可以指代定位在拓扑中的最后一个装置。装置配置230的第二列234可以识别分别与预定相对位置对应的预定装置标识符(在图8中分别标识为“产品密钥1”、“产品密钥2”等)。预定装置标识符可以提供用于将装置相互区分开的属性。例如，装置标识符可以是CIP身份对象，例如，供应商ID、装置类型、产品代码或序列号。然而，可以在本发明的范围内使用能够将工业控制装置相互区分开的其他装置标识符。第三列236可以指示每个装置的当前IP寻址模式，其在开发环境中可以简单地是等待自动IP地址分配配置例如上文参照图2描述的方法。第四列238可以指示每个装置的当前IP地址，其在开发环境中可以简单地是未被分配的IP地址或是默认IP地址。第五列240可以指示名称、功能和/或每个装置的任何其他有用的参数。

再次返回图7，在开发了装置配置之后，其可以被提供给本地网络组中的被认为要实现预定拓扑的工业控制器例如图1中的装置18d或图6A的装置18k。本地网络组可以是例如工作单元的许多副本之一。

接下来，在步骤204处，可以例如由操作服务器26和/或HMI 30的用户来离线开发工业控制程序，服务器26和/或HMI 30中的任何一个可以执行Studio 5000环境，以控制工业过程或机器，例如工业过程或机器20。控制程序可以被配置成控制本地网络组中的装置。此外，控制程序还可以被配置成例如通过引用第一列232中的预定相对位置和/或第二列234中的预定装置标识符来使用装置配置引用本地网络组中的装置。在开发了控制程序之后，也可以将控制程序提供给本地网络组中的被认为要实现预定拓扑的工业控制器。

接下来，在步骤206处，可以将如上文参照图2所述的寻址命令消息发送至本地网络组中的装置。因此，寻址命令消息可以被配置成生成本地网络组中的装置的IP地址并且产生寻址完成消息。

接下来，在步骤208处，可以接收寻址完成消息。寻址完成消息可以提供本地网络组中的装置的实际相对位置、分别与实际相对位置对应的实际装置标识符；以及本地网络组中的装置的IP地址等。

另外地参照图9，寻址完成消息可以提供具有如以表格形式示出的参数的示例装置集合250。装置配置230的第一列252可以根据本地网络组中的装置的实际相对位置来识别线性拓扑或环形拓扑中的装置18。例如，“1”可以指代启动器装置或第一装置18，而“n”可以指代如系统中可找到的定位在拓扑中的最后一个装置。第二列254可以指示例如根据上文参照图2所描述的方法的装置的当前分配的IP地址。装置配置230的第三列256可以识别分别与如系统中可找到的实际相对位置对应的实际装置标识符(在图9中标识为“产品密钥1”、“产品密钥2”等)。第四列258可以指示装置的介质访问控制(MAC)地址/ID和/或状态域和/或如系统中可找到的任何其他有用的参数。

再次返回图7，在从寻址完成消息接收实际系统信息之后，处理可以继续到决定块210，在决定块210中，例如根据装置配置230的预定拓扑与例如根据装置集合250的实际拓扑进行比较。特别地，可以将来自预定拓扑的预定相对位置和预定装置标识符分别与来自实际拓扑的实际相对位置和实际装置标识符进行比较，以确定匹配。例如，均关于图8的装置配置230的在第一列232中的预定相对位置和在第二列234中的预定装置标识符可以被确定为在顺序和内容方面与均关于图9的装置集合250的在第一列252中的实际相对位置和在第三列256中的实际装置标识符匹配。

当成功地确定匹配时(图7中的“是”)，处理200可以继续到步骤212，在步骤212中，工业控制器可以接受装置的当前分配的IP地址并且开始执行控制程序以通过使用与装置对应的当前分配的IP地址来控制本地网络组中的装置。然而，当未能确定匹配时(图7中的“否”)，处理200可以替代地进行到步骤214，在步骤214中，防止执行控制程序，并且进行到步骤216，在步骤216中，例如经由服务器26和/或HMI 30将警报消息发送至用户。

某些术语在本文中仅出于参考目的来使用因此并非意在限制。例如，术语如“上方(upper)”、“下方(lower)”、“以上(above)”和“以下(below)”指代所参考的附图中的方向。术语如“前(front)”、“后(back)”、“尾(rear)”、“底(bottom)”、“侧(side)”、“左(left)”和“右(right)”描述了通过参考描述当前讨论的部件的文本和相关附图而清楚的参考的一致且任意的框架内的部件的一部分的方位。这样的术语可以包括以上特别提及的词语、其衍生词语以及类似的引入词汇。类似地，术语“第一”、“第二”和其他这样的引用结构的数值术语不隐含顺序或次序，除非上下文清楚地指示。

当介绍本公开和示例性实施例的元件或特征时，冠词“一(a)”、“一个(an)”、“该(the)”和“所述(said)”意指存在这样的元件或特征中的一个或更多个元件或特征。术语“包括”、“包含”和“具有”意在为包括性的并且意指可能存在除特别指出的那些元件或特征以外的另外的元件或特征。还要理解的是，本文所描述的方法、步骤、过程和操作不应当解释为必须要求它们按照所讨论或示出的特定次序来执行，除非所述特定次序被特别标识为执行的次序。还要理解的是，可以采用另外的或替选的步骤。

对“微处理器”和“处理器”或“该微处理器”和“该处理器”的引用能够被理解为：包括能够在独立的环境和/或分布式环境中进行通信的一个或更多个微处理器，因此能够被配置成经由有线或无线通信与其他处理器通信，其中，这样的一个或更多个处理器能够被配置成对一个或更多个受控于处理器的装置进行操作，其中受控于处理器的装置可以是类似的或不同的装置。此外，除非另有指定，否则对存储器的引用能够包括一个或更多个处理器可读且可访问的存储元件和/或部件，其中存储元件和/或部件可以是受控于处理器的装置的内部元件和/或部件、受控于处理器的装置的外部元件和/部件，和/或能够经由有线或无线网络来访问的所述存储元件和/或部件。

特别指出，本发明不应当被限制于本文中所包含的实施例和说明，并且当在所附权利要求的范围内时，权利要求应该被理解为包括那些实施例的修改形式，所述实施例的修改形式包括所述实施例的各部分以及不同的实施例的元素的组合。本文中所描述的包括专利公开和非专利公开的所有公开的全部内容通过引用被整体并入本文。

Claims (20)

1.一种用于向连接至交换机的本地网络组中的工业控制装置分配互联网协议IP地址的方法，所述本地网络组是连接至路由器的工业控制网络的一部分，所述方法包括：

(a)将起始地址信息提供给所述本地网络组中的第一装置，所述起始地址信息包括：

(i)所述路由器的IP子网地址；以及

(ii)用于将所述第一装置与所述本地网络组中的其他装置区分开的组装置标识符，所述组装置标识符初始地指示出所述第一装置被首先定位在所述本地网络组中；

(b)将寻址命令消息从所述第一装置发送至所述本地网络组中的第二装置，所述寻址命令消息包括所述第一装置的所述IP子网地址和所述组装置标识符；

(c)确定所述本地网络组中的所述第二装置的位置并且更新所述寻址命令消息中的所述组装置标识符，以产生所述第二装置的更新的组装置标识符；以及

(d)通过应用所述IP子网地址和所述更新的组装置标识符以产生所述第二装置的IP地址来确定该IP地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述起始地址信息还包括来自所述交换机的用于区分在所述工业控制网络中连接至所述交换机的本地网络组的组标识符，所述寻址命令消息还包括所述组标识符，并且确定该IP地址的步骤还包括应用所述组标识符以产生该IP地址。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括通过应用所述IP子网地址和指示出所述第一装置被首先定位在所述本地网络组中的所述组装置标识符以产生所述第一装置的IP地址来确定所述第一装置的该IP地址。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括第三装置，其中，所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置以线性拓扑连接。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括第三装置，其中，所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置以环形拓扑连接。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一装置是环形管理器，所述环形管理器进行操作以提供绕过所述环形拓扑中的故障点的传输路径。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述交换机和实现动态主机配置协议DHCP的单独服务器中的至少一个向所述第一装置提供所述起始地址信息。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括从由用户操作的人机接口HMI向所述第一装置提供所述起始地址信息。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括将寻址完成消息从第二装置发送至所述第一装置，所述寻址完成消息包括所述第二装置的所述IP地址和介质访问控制MAC地址。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述寻址命令消息和所述寻址完成消息是开放系统互联OSI模型数据链路层消息。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述IP地址是根据以下中的至少一个实现的：互联网协议版本4IPv4和互联网协议版本6IPv6。

12.一种工业控制系统，包括：

路由器；

连接至所述路由器的交换机；以及

在本地网络组中连接的第一装置和第二装置，所述本地网络组连接至所述交换机，其中，所述第一装置能够操作用于接收起始地址信息，所述起始地址信息包括：

(i)所述路由器的IP子网地址；以及

(ii)用于将所述第一装置与所述本地网络组中的其他装置区分开的组装置标识符，所述组装置标识符初始地指示出所述第一装置被首先定位在所述本地网络组中，

其中，所述第一装置还能够操作用于执行存储在非暂态介质中的以下程序，所述程序能够操作用于将寻址命令消息发送至所述本地网络组中的所述第二装置，所述寻址命令消息包括所述第一装置的所述IP子网地址和所述组装置标识符，并且

其中，所述第二装置能够操作用于执行存储在非暂态介质中的以下程序，所述程序能够操作用于：

(a)确定所述本地网络组中的所述第二装置的位置并且更新所述寻址命令消息中的所述组装置标识符，以产生所述第二装置的更新的组装置标识符；以及

(b)通过应用所述IP子网地址和所述更新的组装置标识符以产生所述第二装置的IP地址来确定所述第二装置的该IP地址。

13.根据权利要求12所述的工业控制系统，其中，所述起始地址信息还包括来自所述交换机的用于在所述工业控制网络中区分连接至所述交换机的本地网络组的组标识符，所述寻址命令消息还包括所述组标识符，并且确定该IP地址的步骤还包括应用所述组标识符以产生该IP地址。

14.根据权利要求12所述的工业控制系统，还包括第三装置，其中，所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置以线性拓扑连接。

15.根据权利要求12所述的工业控制系统，还包括第三装置，其中，所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置以环形拓扑连接，并且所述第一装置是所述环形拓扑中的环形管理器。

16.根据权利要求12所述的工业控制系统，还包括实现动态主机配置协议DHCP的服务器，所述服务器与所述交换机通信，其中，将所述起始地址信息从所述服务器提供给所述第一装置。

17.根据权利要求12所述的工业控制系统，还包括能够被用户操作的人机接口HMI，所述HMI与所述交换机通信，其中，将所述起始地址信息从所述HMI提供给所述第一装置。

18.根据权利要求12所述的工业控制系统，其中，所述第二装置还能够操作用于将寻址完成消息发送至所述第一装置，所述寻址完成消息包括所述第二装置的该IP地址和介质访问控制MAC地址。

19.一种工业控制系统，包括：

路由器；

连接至所述路由器的交换机；以及

在本地网络组中连接的第一装置和第二装置，所述本地网络组连接至所述交换机，其中，所述第一装置能够操作用于接收起始地址信息，所述起始地址信息包括：

(i)所述路由器的IP子网地址；以及

(ii)用于将所述第一装置与所述本地网络组中的其他装置区分开的组装置标识符，所述组装置标识符初始地指示出所述第一装置被首先定位在所述本地网络组中，

其中，所述第一装置还能够操作用于执行存储在非暂态介质中的以下程序，所述程序能够操作用于将寻址命令消息发送至所述本地网络组中的所述第二装置，所述寻址命令消息包括所述第一装置的所述IP子网地址和所述组装置标识符，并且

其中，所述第二装置能够操作用于执行存储在非暂态介质中的以下程序，所述程序能够操作用于：

(a)确定所述本地网络组中的所述第二装置的位置并且更新所述寻址命令消息中的所述组装置标识符，以产生所述第二装置的更新的组装置标识符；

(b)将所述更新的组装置标识符发送至地址分配装置以应用所述IP子网地址和所述更新的组装置标识符来产生IP地址；以及

(c)接收来自所述地址分配装置的所述IP地址。

20.根据权利要求19所述的工业控制系统，其中，所述交换机能够操作用于实现DHCP，并且其中，所述交换机是所述地址分配装置。