第14次課程教學方案備課時間備課教師教學時間年月日教學地點周次課時數4教學內容（章、節）模塊/單元第7章工業無線通信技術（1）7.1工業無線通信技術概述7.2工業無線網絡設備實訓任務1西門子SCALANCEW工業無線設備的基本配置教學目標和要求1、了解工業無線網絡技術的基本概念和主要設備2、掌握西門子工業無線訪問接入點和無線客戶端的基本配置教學重點工業無線網絡設備、工業無線AP和無線客戶端的基本配置教學難點工業無線AP和無線客戶端的配置教學方法講授法、直觀演示法、實驗法、小組討論法等使用媒體資源√紙質材料√多媒體課件□網絡資源□其他資源：使用教具、設備、設施等PRONETA網絡分析軟件西門子工業無線設備作業練習完成電子版實訓報告課后記

教學內容（板書）教學步驟、方法

及學生活動1、無線局域網WLAN為WirelessLAN的簡稱，即無線局域網。無線局域網是利用無線通信技術實現快速接入的以太網技術。主要在中短距離覆蓋范圍內承載高速數據業務，支持固定和移動接入。Wi-Fi是WLAN技術中一項關鍵技術，由“Wi-Fi聯盟”所發布，其核心技術采用了電子電氣工程師協會（IEEE）制定的802.11系列標準。WLAN指的是基于IEEE802.11標準并兼容有線以太網的無線局域網絡。因此，無線局域網通常被稱為無線以太網。在PROFINETRT、EtherNet/IP或Modbus/TCP等基于以太網的自動化網絡中，通過WLAN可無線集成自動化設備。2、工業無線局域網技術簡介工業無線局域網（IndustrialWirelessLocalAreaNetwork，簡稱IWLAN），是一種基于無線電技術，用于工業現場和設備之間傳輸數據的網絡。它可以提供無線通信傳輸，代替傳統的有線網絡，節省了設備布線和設備移動的時間。相比較于傳統的有線網絡，IWLAN具有以下優點。1）高靈活、易使用使用無線技術后，現場設備擺脫了電纜的束縛，從而增加了現場儀表與被控設備的可移動性、網絡結構的靈活性以及工程應用的多樣性，用戶可以根據工業應用需求的變化快速、靈活、方便、低成本地重構工業系統。2）高可靠、易維護在有線系統中，絕大部分系統故障是由電纜或電纜的連接器件損壞而引發的，其維護復雜度大、維護費用高。使用無線技術將徹底杜絕此類故障的發生。工業無線設備可以采用電池供電，利用定時休眠等方法，可持續工作數年以上，維護成本極低。3）數據傳輸穩定IWLAN通常使用射頻技術和認證協議確保穩定且安全的數據傳輸。這使得工業場景中的大型數據傳輸變得輕松且更加可靠。4）成本降低因為無線設備的安裝和維護成本低于有線設備，因此IWLAN的實施成本也相對較低。3、工業WLAN與通用WLAN的比較工業WLAN比一般企業辦公和家庭應用環境用的WLAN要求要高許多，可歸納如下：（1）嚴格的延遲要求：用于現場設備要求延遲不大于10ms，用于運動控制不大于1ms，對于周期性的控制通信，使延遲時間的波動減至最小也是很重要的指標。（2）確定性性能的保證：保證確定性是對任務執行有嚴格保證的工業通信系統必備的特性。理論部分以教師講授為主要形式學生可以提問，由教師進行進一步的解釋和說明。（3）支持大量設備掛網，并容許掛網設備的接入數量可隨機變化：工業WLAN的接入點約為數百個的數量級。若節點過多和接入的節點數有變化，有可能導致IEEE802.11的MAC協議層效率太低。（4）網絡安全的保證：滿足安全保密法規是工業WLAN的基本要求。包括防止黑客用戶的侵入及對這些接入點的檢測等。4、工業無線網絡設備工業無線通信是數字化轉型的關鍵要素，為向企業提供交換各種數據的基礎設施，西門子開發了具有特殊附加功能的專用工業無線局域網產品，以滿足工業中WLAN的特殊需求。西門子SIMATIC設計中的SCALANCEW774AccessPoint和SCALANCEW734客戶端模塊能可靠靈活地實現控制器與I/O系統（例如：SIMATICET?200MP）之間的無線通信。SCALANCEW774無線接入點和SCALANCEW734無線客戶端模塊是為了在控制柜內部使用而開發的。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線通信。由于具有IP65防護等級，SCALANCEW774接入點和SCALANCEW734客戶機模塊也可安裝在控制柜外部。由于總數據速率高達300Mbit/s且具有可選的iFeatures功能，即使是在要求更加苛刻的應用環境下也可以正常使用。（1）西門子SCALANCEW774的功能無線訪問接入點（wirelessAccessPoint，簡稱AP）是組建無線局域網時最核心的設備。AP相當于是無線網絡中的交換機，是無線網和有線網之間溝通的橋梁。SCALANCEW774無線接入點的主要功能就是將各個無線網絡客戶端連接到一起，然后將無線網絡接入以太網，從而達到無線覆蓋的目的。AP的中繼加橋接功能可以實現兩個無線設備通訊，也可以起到放大信號的作用，保證了傳輸速度和穩定性；AP的主從模式可以方便網管統一管理子網絡，實現一點對多點的連接。（2）西門子無線客戶端SCALANCEW734SCALANCEW734是無線客戶端（wirelessAccessClient，簡稱AC），是一種具有WLAN功能的設備，在該設備中永久性安裝了一個無線卡。SCALANCEW734客戶端模塊可保證實時無線通信，在滿足極高帶寬要求的情況下保持穩定運行。該節省空間的客戶機模塊適合需要將設備安裝在控制柜內的應用。由于采用SIMATIC設計，SIMATICS7PLC、ET200SP等自動化組件可無縫集成到工業WLAN中，可以節省控制柜內的空間。理論部分以教師講授為主要形式學生可以提問，由教師進行進一步的解釋和說明。實訓項目實施本實訓的主要目標是能熟練配置和使用無線通信設備。首先能完成對西門子SIMATICW774無線AP和W734無線客戶端的基本管理配置，包括復位和IP地址配置。在此基礎上要求學生能熟練完成無線網絡通信的配置，從而能在工業網絡中靈活應用無線通信設備將終端設備接入網絡中。最后介紹了NAT和NAPT技術在無線網絡中的應用與配置。共設計3個實訓任務。實訓任務1西門子SCALANCEW工業無線設備的基本配置本實驗將介紹使用PRONETA軟件完成對工業無線APW774和工業無線ACW734進行IP地址配置及復位操作的方法和實施步驟。步驟1按照實驗拓撲將W774、W734和上位機連接到XB-208的任意端口。步驟2啟動PRONETA軟件進行網絡分析，可顯示出在線圖形視圖和設備列表步驟3在設備表中依次選中W774和W734無線設備，會在窗口右側顯示出該設備的詳細信息步驟4依次對XB-208、W774和W734執行復位操作。在圖形視圖下右擊相應設備圖標，選擇“復位網絡參數”，將對3個設備執行復位操作并恢復到出廠配置，復位完成后會自動重啟設備。步驟5為W774和W734配置IP地址，右擊相應設備圖標，選擇“設置網絡參數”，輸入IP地址和子網掩碼，必要時可設置網關地址。步驟6通過瀏覽器訪問W774配置界面，在系統登錄界面輸入用戶名和密碼（初始都是admin）。按提示設置新密碼為：ZD@123456，點擊SetValues按鈕使設置生效步驟7通過瀏覽器訪問W734配置