W poprzednim poście przedstawiłem nieco teorii dotyczącej tworzenia wirtualnych sieci lokalnych  (ang. Virtual Local Area Network – VLAN). Pisałem też nieco na temat zalet ich stosowania w środowisku przemysłowym.

Dziś pokażę praktyczny przykład konfiguracji VLANów przy wykorzystaniu dwóch switchy z oferty Phoenix Contact.

Jako cel tej konfiguracji wybrałem przykład aplikacyjny z poprzedniego artykułu, czyli poniższą topologię sieci przemysłowej.

W powyższym rozwiązaniu aplikacyjnym zastosowane są dwa sterowniki PLC :

• PLC1, który komunikuje się po Profinecie z wyspą czujników (PN Device1) podłączoną lokalnie do tego samego switcha A, oraz profinetowym modułem I/O (PN Device2), podłączonym do oddalonego o kilkanaście metrów switcha B.
• PLC2, który cyklicznie odpytuje po ModbusTCP lokalną wyspę czujników (Modbus TCP Server2) oraz oddalony miernik parametrów sieci (Modbus TCP Server1) podłączony do switcha B.

1. Ze względów bezpieczeństwa chcielibyśmy odseparować oba rodzaje komunikacji stosując inny VLAN dla Profinetu, oraz inny dla Modbus TCP.
2. W każdym z użytych switchy porty 1-3 przypiszemy do VLAN1, porty 4-5 do VLAN2.
3. Do komunikacji pomiędzy oboma switchami użyjemy jednego patchcordu, który będzie łączył porty nr 7 w obu urządzeniach, dlatego oba te porty muszą zostać przez nas skonfigurowane jako TAGGED. Użyte switche FL SWITCH SMN 8TX-PN są 8 portowe,  ponieważ w naszej aplikacji nie wykorzystujemy tych ostatnich portów  – pozostawimy je jako nieskonfigurowane.
4. Do konfiguracji  każdego z zarządzalnych switchy z oferty Phoenix Contact wystarczy dowolna przeglądarka webowa.  Za jej pomocą łączymy się z wbudowanym w urządzenie web serwerem wpisując w oknie przeglądarki domyślny adres IP urządzenia.

Konfiguracja switchy Phoenix Contact

1. Rozwijając zakładkę „Switch Station” przechodzimy do folderu z ustawieniami VLAN.
2. Każdy switch  domyślnie ma wyłączony tryb tagowania. Aby go włączyć w zakładce VLAN General (jak na powyższym widoku ) przełączamy tryb switcha z Transparent na Tagging.
3. Tego typu zmiana ustawień wymaga potwierdzenia hasłem, które ze względów bezpieczeństwa powinno być oczywiście zmienione przez użytkownika przy pierwszej konfiguracji. Domyślne hasło urządzenia znajdziemy w dołączonej do urządzenia dokumentacji.

Konfiguracja VLAN – PROFINET

1. Przechodzimy do zakładki Static VLANs gdzie definiujemy VLAN numer 1 nadając mu identyfikowalną nazwę – w naszym przykładzie będzie to Profinet.
2. Klikając na pola odpowiadające poszczególnym portom switcha możemy je przypisać do tego VLANu  jako T czyli Tagged, U czyli Untagged, lub „–” czyli None  co oznacza brak przypisania do tego VLANu.
3. Porty 1, 2, 3 w tym VLANie powinny być Untagged – co oznacza obsługę tradycyjnych, nieoznaczonych ramek danych.
4. Port 7 będzie wspólnym portem dla obu VLANów i to właśnie jemu przypisujemy funkcjonalność oznaczania ramek numerem VLANu czyli funkcję Tagged.

Konfiguracja VLAN – Modbus TCP

1. Następnie definiujemy VLAN numer 2. Ponieważ za jego pomocą chcemy odseparować komunikację Modbus TCP nadajemy mu właśnie taką nazwę – choć oczywiście może ona być dowolna.
2. Dla tego VLANu ustawiamy odpowiednio porty 3, 4, 5 jako Untagged, wspólny port 7 jako Tagged, a wszystkie pozostałe jako None – gdyż nie będą wykorzystywane w tym VLANie.

Podgląd na wszystkie zdefiniowane w urządzeniu VLANy

Jak widać ustawienia odpowiadają naszym wcześniejszym założeniom tzn. porty 1,2,3 zostały przypisane do VLAN1. Na portach 4,5,6 zdefiniowany został VLAN2 a port 7 obsługuje oba VLANy taggując przesyłane ramki danych.

Taką samą konfiguracje wystarczy teraz przeprowadzić w drugim switchu użytym w naszej aplikacji. Po podłączeniu wszystkich urządzeń do odpowiednich portów obu switchy, możemy przekonać się, że wszystko działa zgodnie z naszymi założeniami.

Prawda, że proste?