PROFINET工业以太网教程(7)——我要找到你(IO设备)

前面的文章我们介绍了PROFINET IO系统包括IO控制器和IO设备，它们之间通常是通过交换机用PN网线相连。IO控制器(CPU)在冷启动/暖启动时，会根据其内部的硬件组态，查找相应的IO设备。那么它是通过怎样一种方式来查找IO设备呢？有经验的小伙伴可能知道，它是通过设备名(device name)的方式来查找IO设备的。那么设备名又是基于一种怎样的规则或者协议呢？为什么使用设备名就能找到相应的IO设备呢？今天这篇文章，我们就由浅入深，来聊聊查找IO设备的话题。本文包括如下几个部分：

1. 什么是设备名？

2. 怎样分配设备名？

3. PROFINET发现与基本配置协议(DCP）

1、什么是设备名？

设备名(device name)是IO设备的标识，它是IO控制器查找IO设备的依据，在整个网络中是唯一的。每一个IO设备在组态时，系统(硬件组态环境)会为其分配一个默认的设备名，比如下面这张图：

我之前曾写过一篇文章，介绍PROFINET的设备名，这里不再赘述，感兴趣的小伙伴点击下面的链接看下：

为什么Profinet的分布式模块要有设备名？

2、怎样分配设备名？

我们在硬件组态中配置好设备名，然后下载到CPU(IO控制器)中。此时，IO控制器已经知道自己要寻找的目标了。但是对于IO设备来说，它还不知道自己的名字。所以，我们要想办法告诉IO设备它叫什么名字。比如告诉某个设备它的名字是'张三'，那么当IO控制器喊'张三'的时候，它就知道在喊它，因此，也就会做出应答。

那么怎么告诉IO设备它叫什么名字呢？

我们需要一些软件工具的。

比如，博途开发环境，或者PRONETA，或者PST(Primary Setup Tool)。

先来介绍下博途环境下如何分配设备名。

双击博途开发环境左侧项目树的【在线访问】节点，找到你使用的网卡，

双击【更新可访问的设备】，可以找到所有的PROFINET节点，如下图所示：

选中要分配设备名的节点，在其右侧的【功能】-【分配PROFINET设备名称】中设置新的设备名称，如下图所示：

关于PRONETA和PST工具，请看下面的视频和文章介绍：

西门子网络工具PRONETA使用介绍

推荐一个免费好用的西门子PLC调试工具

3、PROFINET发现与基本配置协议(DCP）

PROFINET DCP协议是一种集成于PROFINET软件工具、IO控制器和IO设备内部的一种协议，DCP是英文'Discovery and basic Configuration Protocol'的缩写，中文翻译为'发现与基本配置协议'。

通过DCP协议，IO控制器或者软件工具能够发现IO设备，分配IO设备的名称和IP地址。我们在使用软件工具发现IO设备后，可以只分配设备名。正确的分配设备名后，IO控制器就能找到该IO设备，随后会为其分配IP地址。

在调试的初期，要打通PROFINET网络，首要的任务就是分配设备名称。

曾经有小伙伴提出问题'为什么IO设备不通过分配IP地址的方式来寻址呢？'

其实，深层次的原因是因为DCP协议是一种位于数据链路层的协议，它在网络层(IP)以下，当然不会使用IP地址的。

PROFINET DCP协议和计算机网络中的DHCP协议很像。DHCP是英文'Dynamic Host Configuration Protocol'的缩写，中文翻译为'动态主机配置协议'。它主要通过IP地址的集中管理与分配，使网络环境中的计算机动态获得IP地址、网关地址、DNS服务器地址等信息。

不过，DHCP协议是传输层协议，它的帧结构与DCP协议帧的结构还是有很大不同。

好了，关于IO设备的查找就先讲到这里。

如果大家感兴趣，本系列下一篇文章将详细介绍下DCP协议。

我的微信视频号以视频的方式分享一些工控小知识，欢迎点击观看：