SCALANCE W iPCF-MC功能应用快速入门

1概述
无线通讯的应用越来越广泛。西门子SCALANCE W系列产品用于工业无线局域网，具有安全、可靠、耐用的特点。针对工业应用的特殊要求，西门子为SCALANCE W开发了许多特殊的工业特性，如iQoS、iPCF等。本文要介绍的iPCF-MC功能是在iPCF功能上发展出来的。关于iPCF及更多工业特性的介绍可参考：SCALANCE W工业特性使用指南。
iPCF-MC(“Industrial Point Coordination Function –Management Channel”)主要应用在需要进行无线PNIO通信且客户端是自由移动不适合安装RCOAX电缆或定向天线，同时客户端需要在不同的AP和信道间快速漫游的场合。在iPCF-MC的应用中，要求AP具有两个无线接口（SCALANCE W78x-2RR）,其中一个接口作为管理接口，每5ms发送一次具有管理信息的信标(Beacon)，另一个接口作为数据接口传输用户数据。工作在iPCF-MC模式的客户端在传输用户数据的同时，还接收到AP从管理信道发送过来的信标，其中包含有它所能连接的其它AP的信息。这样在需要连接到不同的AP时，可以非常快的进行切换。与iPCF相比，iPCF-MC的移交时间与所使用的无线信道数量无关。
iPCF-MC的应用如图1 所示，IO控制器与IO设备进行PNIO通信，IO设备与客户端相连，IO控制器与AP相连。客户端自由的在多个AP之间漫游。
使用iPCF-MC功能时，要求管理接口和数据接口工作在相同频段并具有相同的无线覆盖区域。客户端可能连接的所有AP的管理接口必须使用同一个无线信道。客户端仅扫描这一信道来寻找可能连接的AP。对于管理接口而言，不能采用802.11h标准，但数据接口可以使用。
iPCF-MC是西门子开发的，要求应用中涉及到的客户端和AP都要支持该机制才行，只适用于下列产品，并要求产品固件版本应为V4.3.37及以上。

• SCALANCE W78x-2RR
• SCALANCE W78x-xRR(作为客户端时)
• SCALANCE W747-1RR
• SCALANCE W747-1

图1. iPCF-MC的应用

2组态及参数设置

2．1硬件列表
下面演示的例子采用图1中的网络结构，用来说明iPCF-MC功能的组态，本例子中只组态了AP1和AP2。所使用的无线产品如表1所示。

表1.无线产品列表

关于SCALANCE W的一般配置，建议参考SCALANCE W网络管理使用指南。

2．2配置AP
首先配置AP，按如图2将AP1配置为AP模式，选择国家并命名。

图2.配置AP1 系统信息

然后使能无线接口WLAN1，选择无线标准，定义SSID，本例中设置为AP1. 并设置信道，如图3所示。

图3. 配置AP1的WLAN1接口

接下来使能无线接口WLAN2，选择无线标准，定义SSID，此处先设置为AP2，并设置信道，如图4所示。

图4. 配置AP1的WLAN2接口

在I-Features菜单下，选中iPCF-MC，使能iPCF-MC，设置PNIO刷新时间，最小为32ms,然后指定iPCF-MC的数据接口和管理接口，此处分别为WLAN1和WLAN2。在这里也可以选择数据的加密机制。如图5所示。

图5. 配置AP1的iPCF-MC

设定iPCF-MC后，会出现如图6的提示，这是应用iPCF-MC后对一些参数选项所作的缺省设置。

图6. 使能AP1的iPCF-MC后的参数设置

此时再回到刚才定义的管理接口WLAN2的配置界面，发现WLAN2接口的SSID已经不可更改，而且与WLAN1所定义的SSID一致，变为AP1，如图7所示。

图7. AP1的WLAN2接口状态

接下来按同样的方法配置AP2，如图8至图11所示，需要注意的是AP2的管理信道要与AP1的设置一致。在本例中，设备AP2设置的SSID是AP1，但也可以与设备AP1的SSID设置不同。

图8. 配置AP2的系统信息

图9. 配置AP2的WLAN1接口

图10. 配置AP2的WLAN2接口

图11. 配置AP2的iPCF-MC

2．3配置客户端
接下来配置客户端，如图12所示，先配置客户端的系统信息。选择国家代码并命名。

图12. 配置客户端的系统信息

然后使能无线接口，选择基础架构模式，并选择MAC模式，如图13所示。

图13. 配置客户端的WLAN接口

然后设置客户端所要连接的SSID，应与AP设置一致，如图14所示。如果需要在多个SSID之间漫游，则可以添加新的SSID。在iPCF-MC模式下，不能选择连接至任意客户端。

图14. 配置客户端的SSID List

在I-Features菜单下，选中iPCF-MC选项，使能iPCF-MC，可以选择数据加密机制，如选择应与AP配置一致。同时设置背景扫描间隔，该参数指定了客户端进行两次背景扫描所间隔的iPCF周期。设置较小的值能够获得较快慢游但数据吞吐量较小，当数据量较大时应把此值设置大一些。设置如图15所示。

图15. 配置客户端的iPCF-MC

应用iPCF-MC的设置后，出现如下提示,如图16，这是应用iPCF-MC后对一些参数选项所作的缺省设置。

图17. 配置客户端的iPCF-MC

至此，完成AP和客户端的设置。

2．4配置S7-300 Profinet IO通信项目
本例中以一个CPU319和ET200S进行PNIO通信为例进行配置，硬件组态如图18所示。关于PNIO的配置，建议参考S7-300 PROFIENT IO通信快速入门。

图18. S7-300站PNIO通信硬件组态

双击Profinet网络，设置PNIO的刷新时间，如图19所示。

图19. 设置PNIO刷新时间

将硬件组态下载至PLC，并完成连接。

3检查状态
在配置完成连接正常后，可以在客户端Information菜单下，选中Available WLAN可以看到客户端检测到的信息，如图20所示。其中蓝色的MAC地址是客户端当前所关联的AP的两个无线接口的MAC地址，一个为管理信道另一个为数据信道。灰色的MAC地址是客户端可以连接到的另一个AP的两个接口的MAC地址。

图20. 客户端AP列表信息

当客户端从一个AP漫游至另一个AP后，在AP列表信息里可以看到客户端已经关联至另一AP，如图21所示，而在此过程中，PNIO通信保持正常。

图21. 客户端AP列表信息

关键词
SCALANCE W、iPCF-MC、工业特性、Profinet

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