Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - RTC Oost ...

BASIS BASIS NETWERKEN
NETWERKEN
ETHERNET ETHERNET TCP/IP
TCP/IP
IN IN IN DE DE INDUSTRIE
INDUSTRIE
OPLEIDING OPLEIDING TAS/PLC TAS/PLC
TAS/PLC
TECHNICUS TECHNICUS AANDRIJFSYSTEMEN
AANDRIJFSYSTEMEN
AANDRIJFSYSTEMEN
PROGRAMMEERBARE
ROGRAMMEERBARE LOGISCHE
OGISCHE
OGISCHE CONTROLLERS
ONTROLLERS
ONTROLLERS
CENTRUM CENTRUM VOOR VOOR VOLWASSENENONDERWIJS
VOLWASSENENONDERWIJS
SINTE SINTE SINTE ANNALAAN ANNALAAN 99 99 B
B
BE BE-9300 BE 9300 9300-AALST
9300 AALST AALST
M. M. BONNER
BONNER

INHOUD
Hoofdstuk 1 Koper bekabeling. .................................................................................................................. 3
1.1 Telefonie bekabeling. ....................................................................................................................... 3
1.2 Coax kabel Thick Ethernet. .............................................................................................................. 3
1.3 Coax kabel Thin Ethernet................................................................................................................. 3
1.4 Shielded Twisted Pair kabel............................................................................................................. 3
1.5 Unshielded Twisted Pair kabel......................................................................................................... 4
1.6 Technische kenmerken van koper kabels........................................................................................ 6
Hoofdstuk 2 Local Area Network................................................................................................................ 8
2.1 Indeling en soorten netwerken......................................................................................................... 8
2.2 Standaardisatie. ............................................................................................................................... 9
2.3 Het OSI model.................................................................................................................................. 9
2.4 Functies van het zeven lagensysteem........................................................................................... 10
2.5 Samenstelling van het LAN............................................................................................................ 11
2.6 Enkele voorbeelden. ...................................................................................................................... 12
Hoofdstuk 3 Ethernet................................................................................................................................ 13
3.1 Kenmerken. .................................................................................................................................... 13
3.2 CSMA/CD....................................................................................................................................... 13
3.3 Het MAC adres............................................................................................................................... 14
Hoofdstuk 4 TCP/IP.................................................................................................................................. 15
4.1 IP adressering. ............................................................................................................................... 15
4.2 Subnet mask. ................................................................................................................................. 16
4.3 Toekennen van een IP adres. ........................................................................................................ 17
Hoofdstuk 5 Industrieel ethernet............................................................................................................... 18
5.1 Welke zijn de problemen met ethernet? ........................................................................................ 18
5.2 Deelnemers toevoegen of verwijderen. ......................................................................................... 19
5.3 Toekenning van een IP adres aan een apparaat........................................................................... 20
5.4 Nieuwe apparatuur......................................................................................................................... 20
Hoofdstuk 6 RTC koffers met Beckhoff PLC’s. ........................................................................................ 21
6.1 Samenstelling van de koffers......................................................................................................... 21
6.2 Keuze van de IP adressen. ............................................................................................................ 22
Hoofdstuk 7 Aanpassen van netwerkinstellingen..................................................................................... 23
7.1 KS2000........................................................................................................................................... 23
7.2 Aansluiten van een BC9000 op een ethernet segment. ................................................................ 24
7.3 Aansluiten van een BK9000 op een ethernet segment.................................................................. 27
7.4 Aansluiten van een BC9050 op een ethernet segment. ................................................................ 30
7.5 Aansluiten van een CX9000 op een ethernet segment. ................................................................ 32
7.6 Aansluiten van een CP6607 op een ethernet segment. ................................................................ 38
Hoofdstuk 8 Controle met netwerksoftware. ............................................................................................ 40
8.1 Controle met de Windows tools ..................................................................................................... 40
8.2 Controle met LANguard ................................................................................................................. 41
8.3 Controle met Softperfect ................................................................................................................ 42
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 2 / 42

HOOFDSTUK 1 KOPER BEKABELING.
1.1 Telefonie bekabeling.
1.1.1 Omschrijving:
- De telefoon bekabeling bestaat gewoonlijk uit een aantal geleidende koperdraden met daar rond een
buitenmantel uit PVC. De kabels worden uitgevoerd van 2 tot 1000 paar en meer.
- De meest gebruikte afmetingen binnen een bedrijf zijn 2 en 4 paar voor het aansluiten van telefoon, fax
en modem, dus voor het aansluiten van gebruikers.
1.1.2 Gebruik.
- Men kan een telefoon, fax of modem aansluiten via de gekende Belgacom stekker, via een modulaire
RJ11 plug (4 contacten) of via een combinatie van beiden.
- Meer en meer maakt men ook voor de telefoon, fax en modem gebruik van de bestaande UTP
voorbekabeling.
1.2 Coax kabel Thick Ethernet.
1.2.1 Omschrijving.
- De Thick Ethernet kabel is een dikke stugge kabel bestaande uit een koperen binnenkern waarover de
transmissie plaatsvindt, een plastic isolatiemantel, verschillende lagen afscherming uit gevlochten koper
en een buitenmantel uit PVC of Teflon.
1.2.2 Eigenschappen:
- topologie: busstructuur
- maximum lengte 500 meter
- minimum afstand tussen twee aftakkingen 2,5 meter (op de zwarte streep)
- maximum honderd aftakkingen per kabelsegment
1.3 Coax kabel Thin Ethernet.
1.3.1 Omschrijving:
De Thin Ethernet kabel is een dunne kabel bestaande uit een binnenkern waarover de transmissie
plaatsvindt, een plastic isolatiemantel, een laag afscherming uit gevlochten koper en een buitenmantel
uit PVC.
1.3.2 Soorten:
- RG58 impedantie 50 Ohm, gebruikt voor basisband ethernet toepassingen.
- RG59 impedantie 75 Ohm, voor breedband toepassingen bv de kabel-TV.
- RG62 impedantie 93 Ohm, gebruikt voor ArcNet, IBM3270, enz.
1.3.3 Voordelen:
- aanzienlijk goedkoper dan Thick Ethernet
- eenvoudig te installeren en uit te breiden
1.4 Shielded Twisted Pair kabel.
1.4.1 Omschrijving:
- De STP kabel is een combinatie van de twisted pair met een coax afscherming er rond. Een typisch
voorbeeld is de STP kabel van IBM. Deze bestaat uit twee getwiste paren omgeven door een aluminium
folie met daar rond nog een afscherming uit gevlochten koper en een buitenmantel uit PVC.
- De verbindingen worden gemaakt door middel van IBM dataconnectoren. Er bestaat maar 1 type
connector, er is dus geen mannelijke of vrouwelijke stekker. Twee connectoren passen in mekaar.
1.4.2 Voordelen:
- zeer degelijk en betrouwbaar - IBM kwaliteit
1.4.3 Nadelen:
- door de eigenschappen van twisted pair en coax samen te brengen worden ook de nadelen van
beiden opgeteld, dit komt vooral tot uiting in de grotere impedantie van de kabel.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 3 / 42

1.5 Unshielded Twisted Pair kabel.
1.5.1 Omschrijving:
- de UTP kabel bestaat uit een aantal geleidende
draadparen die op een bepaalde manier rond elkaar
getwist (= gedraaid) zijn met daar rond een
buitenmantel uit PVC.
- de kabel wordt uitgevoerd van 2 tot 50 aders per
kabelmantel. De meest gebruikte afmeting is 8
geleiders, dus 4 paar.
- de draadparen worden op een verschillende lengte
getwist om onderlinge interferenties tegen te gaan
(bv overspraak) door deze ‘twisting’ verkrijgt de
kabel een optimale impedantie voor de
datatransmissie.
- de ‘twist’ zorgt voor een betere afscherming tegen elektromagnetische storingen van buitenaf.
1.5.2 Eigenschappen:
- topologie: sterstructuur
- de verschillende kabeltjes worden rechtstreeks van de netwerk apparatuur (in een technische ruimte)
naar de werkplek (bij de gebruiker) gebracht.
- maximum lengte per aansluiting afhankelijk van het gebruikte protocol
- in de praktijk worden UTP sternetwerken met een maximumlengte van
90 tot 100 meter aangelegd
1.5.3 Voordelen:
- kleine diameter van de kabels - er gaan meer kabels in kleinere ruimte
- geschikt voor alle protocollen en systemen, ook voor telefonie
- door 1 kabel van 4 paartjes stuurt men bv een ethernet en een telefoon
signaal
- er worden reeds netwerken aangelegd voor 100/250 Mbps en meer
- betere afscherming dan bij coax kabels
1.5.4 Nadelen:
- men moet voor elke gebruiker één of meerdere aparte draden trekken
- biedt minder beveiliging tegen afluisteren
1.5.5 ITP
- voor gebruik bij Industrieel Ethernet heeft men een nieuwe benaming in het leven geroepen: ITP
- Industrial Twisted Pair is voor de rest gebaseerd op dezelfde specificaties als de gewone UTP.
1.5.6 Indeling in categorieën of levels.
- level 1 geschikt voor telefonie
- level 2 geschikt voor datatransmissie tot 4 Mbps
- level 3 geschikt voor datatransmissie tot 10 Mbps
- level 4 geschikt voor datatransmissie tot 20 Mbps
- level 5 geschikt voor datatransmissie tot 100 Mbps
- level 5 E geschikt voor datatransmissie tot 100 Mbps
- level 6 geschikt voor datatransmissie tot 1000 Mbps
1.5.7 Aansluiten van de RJ45 pluggen
- de vier paren hebben een verschillende kleur: blauw, oranje, groen en bruin
- er zijn drie mogelijkheden om een RJ45 plug aan te sluiten
- 568-B is de standaard
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 4 / 42

1.5.8 Gebruik van de verschillende RJ pluggen.
RJ11 en RJ12 voor aansluiting telefoon, fax of modem
RJ12 met locking rechts is speciaal ontworpen voor aansluiting DEC
RJ45 dit is de standaard voor de meeste systemen
1.5.9 Industrieel ethernet
- verschillende fabrikanten brengen een eigen type RJ45 connector op de markt (zwaardere of
waterdichte uitvoering).
1.5.10 Verschil tussen een straight en cross cable.
1.5.11 Gebruik van een straight of een cross cable.
- verbindingen tussen een gebruiker en een netwerkapparaat wordt uitgevoerd met een straight cable
voorbeeld aansluiten van een BC9000, BC9050 of een CX9000 op een switch
- verbindingen tussen twee netwerkapparaten worden uitgevoerd met een cross cable
voorbeeld het verbinden van een switch met een hub, men kan ook een straight cable gebruiken als er
een ‘daisy chain’ schakelaartje op staat
- verbindingen tussen twee gebruikers worden uitgevoerd met een cross cable
voorbeeld aansluiten van een BC9000 direct op de netwerkkaart van een PC
- De meeste apparatuur die heden op de markt komt is ‘Auto Switching’ dit wil zeggen dat de apparatuur
zelf detecteert hoe de verbinding moet gemaakt worden en stelt zich automatisch in
voorbeeld aansluiten van een BC9000 of een CX9000 op de netwerkkaart van een PC
voorbeeld aansluiten van een BC9050 of een CX9000 op een switch
meestal zullen we dus een straight cable gebruiken
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 5 / 42

1.6 Technische kenmerken van koper kabels.
1.6.1 Impedantie van een koper kabel.
Elke koperdraad of -kabel kunnen we beschouwen als een combinatie van R (Ohmse weerstand) L
(inductieve weerstand) en C (capacitieve weerstand).
Invloed van de frequentie op een koper kabel:
U = R x I spanning = weerstand x stroomsterkte (Wet van Ohm)
R = U / I weerstand = spanning / stroomsterkte
Z = R² + (XL - XC)² impedantie = optelsom van weerstand, inductie en capaciteit
R = r l / A weerstand van koperdraad = r x lengte / doorsnede
XL = wL inductieve weerstand = hoeksnelheid x inductie
XC = 1 / wC capacitieve weerstand = 1 / hoeksnelheid x capaciteit
w = 2 p f hoeksnelheid = 2 x p x frequentie
Besluit:
- Als de frequentie verhoogt zal de inductie stijgen en de capaciteit dalen, dus zal de impedantie in ieder
geval stijgen.
- Het komt er dus op aan kabels te produceren waarvan de impedantie zo laag mogelijk wordt
gehouden.
1.6.2 Demping.
- Een uitgestuurd signaal wordt door de eigenschappen van de kabel vervormd.
- De dempingwaarde zorgt ervoor dat de maximum waarden van een signaal afgevlakt worden.
1.6.3 Crosstalk (overspraak).
- Elk stroompje dat door een koper
kabel vloeit veroorzaakt een
magnetisch veld. In elke koper
draad die zich bevindt in een
veranderend magnetisch veld zal
een emk (spanning) opgewekt
worden.
- Kabels die naast mekaar liggen
zullen dus elkaar beïnvloeden. Dit
verschijnsel noemt men crosstalk.
- Hoe hoger de frequentie hoe
groter de kans op crosstalk.
- Men lost dit probleem op door in
een zelfde kabel naast elkaar liggende aderparen op een verschillende lengte te twisten.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 6 / 42

1.6.4 Afscherming van een koper kabel.
Afscherming bij een gewoon draadpaar:
Twee draden naast elkaar: de verticale pijlen staan voor een elektro-magnetisch storingsveld. Dit veld
induceert een storing op de signaaldraden (zwarte pijlen).
Afscherming bij twisted pair:
De stroompjes, opgewekt in de tegenover elkaar liggende signaaldraden, heffen elkaar op door het
twisten van de draden (zwarte pijlen).
Coax-afscherming:
- principe van de kooi van Faraday: gelijknamige ladingen
stoten elkaar af, ladingen zullen zich dus aan de buitenkant in
de gevlochten mantel van een coax kabel verzamelen
- het elektromagnetische storingsveld wordt afgebogen door de
afscherming waardoor in de kern de invloed van storingen
wordt geminimaliseerd.
1.6.5 Balancering van een signaal:
- Unbalanced transmission
Een elektromagnetische storing vloeit naar de massa, op de andere draad zal de storing het signaal
vervormen.
- Balanced transmission
De apparatuur wordt aangesloten op de kabel via een kleine transformator, waardoor de kabel eigenlijk
een gesloten keten vormt waar de spanning zich zal uitbalanceren, vandaar de benaming.
Een elektromagnetische storing zal door de constructie geneutraliseerd worden.
1.6.6 Relatie tussen netwerk en kabeltype:
Er bestaat geen specifieke Ethernet- of Token-Ring-bekabeling.
UTP bekabeling kan voor de meeste protocollen gebruikt worden, ook voor modem en telefonie.
Om deze reden wordt bij nieuwbouw meestal een UTP voorbekabeling geïnstalleerd zonder dat men
weet welk computersysteem uiteindelijk zal geplaatst worden.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 7 / 42

HOOFDSTUK 2 LOCAL AREA NETWORK.
2.1 Indeling en soorten netwerken.
2.1.1 Indeling volgens de structuur.
- Gesloten netwerk is een netwerk aangelegd door de leverancier van de computerapparatuur meestal
mainframe of mini computer (IBM - WANG - DEC), de bekabeling wordt door de leverancier geplaatst,
er kan meestal alleen apparatuur aangesloten worden van hetzelfde merk.
- Open netwerk is een netwerk geïnstalleerd volgens internationaal vastgelegde regels en standaarden
waarop alle merken en soorten apparatuur kan worden aangesloten (ook telefonie).
2.1.2 Indeling volgens de grootte.
- LAN = Local Area Network netwerk in een kantooromgeving (max. oppervlakte 10 km²)
- WAN = Wide Area Network verschillende LAN’s gekoppeld via het telefoonnet (of gehuurde lijnen)
- MAN = Metropolitan Area Network verschillende WAN’s gekoppeld via bv satellietverbinding
2.1.3 Indeling volgens bandbreedte.
De bandbreedte van een kabel is het verschil tussen de laagste en de hoogste frequentie die door die
kabel kan worden getransporteerd.
- Basisband: Digitale informatie wordt serieel via de basisband verstuurd, één bit tegelijk. Afhankelijk
van het netwerk ligt de snelheid tussen de 4 en de 100 Mbps. De Ethernet standaard maakt gebruik van
de basisband.
- Breedband: Breedband systemen maken gebruik van analoge signalen met diverse frequenties die
boven mekaar worden gemoduleerd. Telenet maakt hiervan gebruik om een aantal TV-stations, internet,
telefoonverkeer tegelijk op de kabel te plaatsen.
2.1.4 Indeling volgens netwerk architectuur of topologie.
- Busstructuur:
Alle werkstations zijn rechtstreeks aangesloten op
een centrale kabel die ook verbonden is met de
server. Aan beide uiteinden van de centrale kabel
bevindt zich een weerstand, een zogenaamde
terminator.
Een bustopologie is een passief netwerk, dit wil
zeggen dat de werkstations enkel luisteren naar
de signalen die over het netwerk gezonden
worden, maar niet verantwoordelijk zijn voor het
doorzenden van het signaal van het ene station
naar het andere.
- Ringstructuur:
De werkstations zijn fysisch gekoppeld aan één kabel die in ringvorm is
geplaatst. Al het netwerkverkeer verplaatst zich in één richting door de ring
en wordt gecontroleerd door een bepaald elektrisch signaal (het ‘token’)
dat door de ring gaat, boodschappen oppikt en elders aflevert.
Een dergelijk netwerk is dus een actief netwerk, elk aangesloten station
leest de data binnen, kijkt of het niet voor hem is bestemd, regenereert en
versterkt het signaal en geeft het vervolgens door aan het volgende station
in de ring.
- Sterstructuur:
Elk werkstation is via een eigen kabel op een centraal apparaat
aangesloten, de zogenaamde hub. De hub kan actief zijn (dit wil
zeggen dat hij het signaal kan versterken) of passief.
Deze topologie vereist meer kabel dan enig ander schema, maar
maakt het eenvoudig de bron van een storing te identificeren.
Bovendien zal een hardware storing zelden het functioneren van het
gehele netwerk beïnvloeden, slechts één werkstation zal weigeren te
functioneren. Daarom ook is het zeer eenvoudig een werkstation toe
te voegen, te verwijderen of te verplaatsen.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 8 / 42

2.2 Standaardisatie.
2.2.1 Het IEEE.
- Comités van het Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)
vormen een onderdeel van een wereldwijde organisatie (OSI) die zich
bezighoudt met het standaardiseren van netwerk problematiek.
2.2.2 Het IEEE 802.
- Dit comité houdt zich specifiek bezig met de standardisering van alles wat
te maken heeft met netwerken.
- De nummers duiden de verschillende deelgebieden aan in chronologische
volgorde van de ontwikkeling.
2.3 Het OSI model.
- Het OSI model (Open Systems Interconnection) opgebouwd uit zeven lagen is gestandaardiseerd in
1977 door het l.S.0. (International Standards Organisation).
- Het OSI-model is een gestandaardiseerd middel om te beschrijven hoe data wordt verstuurd over een
netwerk.
- Het zorgt er voor dat er compatibiliteit en interoperabiliteit is tussen de verschillende types van
netwerktechnologieën van organisaties over de hele wereld.
- Dit model deelt de communicatie in in zeven lagen. Daarom wordt dit ook wel het Zevenlagenmodel
genoemd
- Data die wordt verstuurd krijgt telkens een ‘Layer header’ mee. Aan de ontvanst zijde worden deze
headers terug verwijderd tot enkel de oorspronkelijke data overblijft.
- We maken de vergelijking met het versturen van bv een boek, dit wordt ingepakt in plastic, dan in een
kartonnen doos, deze gaat samen met andere dozen op een pallet, verschillende palletten gaan in een
container, enz. Uiteindelijk zal een vrachtwagen (of boot, of trein) ervoor zorgen dat de bestelling op zijn
bestemming geraakt, daar wordt alles terug uitgepakt tot enkel het boek overblijft.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 9 / 42

2.4 Functies van het zeven lagensysteem.
2.4.1 Laag 1: Physical layer.
- De mechanische, elektrische en functionele karakteristieken worden hier omschreven.
- De data-eenheid in deze laag heet een bit (waarde 0 of 1).
- De fysieke laag zorgt voor het transport van bits over de transmissieweg.
- Voorbeeld: USB voor een seriële poort bij een PC.
2.4.2 Laag 2: Datalink layer.
- Verpakken en adresseren van datapakketjes.
- De data-eenheid in deze laag heet een frame, een frame bevat meerdere bits.
- De datalinklaag zorgt voor een betrouwbaar transport van de frames over een verbinding (link).
- Er wordt veel aandacht besteed aan het controleren van de informatie op fouten (checksum).
- Bij een fout wordt het verminkte frame opnieuw verstuurd.
- Voorbeeld: de V-standaarden voor modems, het ethernet protocol.
2.4.3 Laag 3: Network layer.
- Verschillende frames worden samengebracht worden in één enkel packet.
- De data-eenheid in deze laag heet een packet, een packet bevat meerdere frames.
- De netwerklaag zorgt ervoor dat de packetjes op een optimale manier door het netwerk wordt
getransporteerd.
- Op deze laag wordt de kortste maar ook de snelste route berekend.
- Routing. Bij een trage of ontbrekende verbinding zal deze laag een andere ‘route’ uitstippelen.
- Voorbeeld. Het mooiste voorbeeld is ongetwijfeld het Internet Protocol.
2.4.4 Laag 4: Transport layer.
- Error detection en recovery. Deze laag controleert of de gegevens correct werden doorgestuurd.
- De data-eenheid in deze laag heet een message, een message bevat meerdere packets.
- De transportlaag zorgt ervoor dat alle informatie daadwerkelijk zijn bestemming heeft bereikt.
- Voorbeeld: TCP (Transport Control Protocol) UDP of ATM (Asynchronous Transfer Mode).
2.4.5 Laag 5: Session layer.
- De sessielaag is de organisator van de verbinding tussen de eindgebruikers (bv prioriteiten).
- De sessielaag is verantwoordelijk voor alle middelen die noodzakelijk zijn voor de sessie. Denk hierbij
aan het verdelen van de transportcapaciteit over de gebruikers.
- Deze laag kan vergeleken worden met een verkeersagent, die erop toeziet dat het dataverkeer tussen
twee applicaties ordelijk en volgens gemaakte afspraken verloopt.
2.4.6 Laag 6: Presentation layer.
- Codering. Op deze laag wordt de conversie gedaan bv van Windows naar Novell omgeving.
- De presentatielaag zorgt voor het presenteren van de gegevens bij de zender en de ontvanger op een
manier die voor beiden duidelijk is.
- Verschillen in taal moeten worden geconverteerd.
- Voorbeeld: Reflection Suite presenteert bv mainframe sessies op een Windows platform.
2.4.7 Laag 7: Application layer.
- De applicatielaag biedt functies en diensten aan voor de uiteindelijke toepassingen.
- De applicatielaag maakt het netwerk geschikt voor het gebruik, ondanks dat de toepassingen
verschillend kunnen zijn (databases, tekstverwerkers, tekeningprogramma's).
- Voorbeelden:
- HTTP: toegang tot het internet (bv Internet Explorer).
- SNMP: versturen van elektronische mail (bv Outlook)
- FTP: beheer van bestanden (bv download).
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 10 / 42

2.5 Samenstelling van het LAN.
2.5.1 Hub (of repeater).
- een hub is een algemene naam voor een
concentratiepunt in het netwerk.
- afgeleid van het Engelse hub =
fietswielnaaf.
- werkt op de fysieke laag.
- een hub pikt een signaal van een
segment op, regenereert en versterkt het.
- geeft alle verkeer door in alle richtingen
(ook problemen)
- alle segmenten moeten dezelfde
toegangsmethode gebruiken, datapakketjes worden niet omgezet.
- een hub kan verschillende soorten media koppelen (bv UTP aan fiber).
- zijn de meest eenvoudige en goedkoopste manier om een netwerksegment uit te breiden.
2.5.2 Switch.
- een switch kan alles wat een hub kan,
maar ook:
- twee ongelijke segmenten zoals Ethernet
en Token Ring met elkaar verbinden en
pakketten converteren.
- switches werken in de datalink laag.
- een overbelast netwerk in twee
afzonderlijke netwerken verdelen, het
netwerkverkeer op elk segment verminderen
en daardoor het netwerk efficiënter maken.
- uit elk pakketje dat de switch passeert,
wordt het bronadres gekopieerd naar een routetabel, met deze informatie leert de switch in welk
segment van het netwerk de aangesloten werkstations zich bevinden.
- een switch kan gebruikt worden om netwerksegmenten hardwarematig van elkaar te isoleren
2.5.3 Router.
- een router kan alles wat een hub en een
switch kan maar ook:
- complexe informatie over de netwerk
adressering in het pakket lezen, ze
hebben toegang tot aanvullende
informatie omdat ze in de netwerklaag van
het OSI model opereren.
- routers kijken niet naar het
bestemmingsadres van een werkstation:
ze kijken alleen naar het netwerkadres, dit
stelt de router in staat een verbinding veel
sneller te maken (vergelijk met de werking
van de post).
2.5.4 Gateway.
- een gateways maakt communicatie
mogelijk tussen verschillende netwerk
architecturen.
- de meeste gateways gebruiken alle
zeven lagen van het OSI model omdat
ze de conversie van het protocol in de
applicatielaag uitvoeren.
- een algemene toepassing van
gateways is de vertaling tussen
personal computers en omgevingen met
minicomputers of mainframes.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 11 / 42

2.6 Enkele voorbeelden.
2.6.1 Kantoornetwerk.
2.6.2 Industrieel netwerk.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 12 / 42

HOOFDSTUK 3 ETHERNET.
3.1 Kenmerken.
- In 1974 ontwikkeld in de laboratoria van Xerox, oorspronkelijk als een 1 Mbps LAN.
- In 1978 tot standaard verheven als 10 Mbps LAN technologie.
- Halverwege de jaren 1990 versneld tot 100 Mbps (heden uitgebreid tot 1000 Mbps).
- Ethernet kan draaien op alle media (thick als thin coax kabel, STP, UTP en Fibers).
- Ethernet producten worden door bijna alle fabrikanten aangeboden (bv SMC, AMP, D-Link, 3Com).
3.2 CSMA/CD.
Ethernet gebruikt het toegangsprotocol Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.
- CS (Carrier Sense):
Voordat een PC een bericht gaat verzenden, wordt gecontroleerd of de kabel op dat moment bezet is.
- MA (Multiple Access):
Meerdere netwerkstations zijn direct op het netwerk aangesloten en maken gebruik van hetzelfde
medium.
- CD (Collision Detection):
Als er botsingen tussen de data optreden, worden deze herkend en wordt er dienovereenkomstig
gereageerd.
3.2.1 Werking.
- een PC wil gegevens verzenden
- controleert of de lijn vrij is
- is dat niet het geval, dan wacht hij
- als de lijn vrij komt verzendt hij zijn data
- als echter tegelijkertijd nog een ander apparaat zijn
beurt heeft afgewacht, begint die ook zijn gegevens te
verzenden
- een gegevensbotsing wordt onmiddellijk herkend
(Collision Detection) door de beide stations
- de actie wordt afgebroken
- het verzenden wordt na een bepaalde willekeurige
wachttijd opnieuw gestart
- de lengte van die wachttijd wordt berekend volgens
een wiskundig algoritme
- hoe meer werkstations aangesloten op een segment,
hoe groter de kans op botsingen.
- het aantal botsingen is natuurlijk van grote invloed op
de prestaties van het netwerk als geheel
- het aantal collisions neemt kwadratisch toe met als
gevolg dat een ethernet op een bepaald moment totaal onwerkbaar wordt.
3.2.2 Een collision domein.
is het volledige netwerksegment waarop de collision zich zal verspreiden met gevolgen voor alle
aangesloten deelnemers
3.2.3 Samenstelling van een dataframe.
- een ethernet frame is minimaal 72 en maximaal 1526 bytes groot.
- samenstelling van het frame:
- Beginteken 7 bytes - Frame Type 2 bytes
- Start of Frame 1 byte - Dataveld 46 tot 1500 bytes
- Destination Addres 6 bytes - Frame Check Sum 4 bytes
- Source Addres 6 bytes
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 13 / 42

3.3 Het MAC adres.
- elke apparaat dat wordt aangesloten aan een ethernet segment heeft een uniek toegangsadres, het
Media Access Control adress.
- in elk ethernet frame wordt het MAC adres van de bestemmeling en de verzender meegestuurd.
3.3.1 Samenstelling.
- elk MAC adres heeft een grootte van 6 bytes = 48 bits = 2 48 = 281 biljoen mogelijkheden.
- de eerste 24 bits zijn toegewezen aan de fabrikant van de apparatuur.
- de laatste 24 bits vormen een volgnummer toegewezen door de fabrikant zelf.
- bv 00-05-1A-00-3F-FF (fabrikant 3Com).
3.3.2 Talstelsels.
3.3.3 Waar vinden we het MAC adress?
- Voor een PC met Windows XP:
Ga naar Start – Programma’s – Bureau accessoires – prompt (opent een zwart DOS scherm)
Typ: ‘ipconfig /all’ dan enter (kijk bij de netwerkadapter – fysiek adres)
Andere mogelijkheid:
Configuratiescherm – Netwerkverbindingen – LANverbinding – Ondersteuning – details
Dan krijgt men een venster zoals afgebeeld.
Voor een willekeurig apparaat:
- Meer en meer industriële apparaten
worden rechtstreeks op het ethernet
gekoppeld.
- Hier vindt men meestal een stickertje
met het MAC adres erop.
- Er bestaat ook speciale software
(netwerkscanners) die het netwerk
aftasten om aangesloten apparatuur te
detecteren, maar soms weet men dan
niet over welk toestel het juist gaat.
Bv LANguard.
Andere mogelijkheid:
Ga naar Start – Programma’s – Bureau
accessoires – prompt (opent een zwart
DOS scherm)
Typ: ‘arp - a’ dan enter
Men kan ook een lijst maken met alle
MAC adressen:
Typ: ‘arp - a > c:\tekst.txt’ dan enter.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 14 / 42

HOOFDSTUK 4 TCP/IP.
4.1 IP adressering.
4.1.1 Omschrijving.
- Het TCP (Transmission Control Protocol) werkt op laag 4 van het OSI model en staat in voor het
verdelen van de data in pakketten en voor een uitgebreide foutcontrole.
- Het IP (Internet Protocol) werkt op laag 3 en zal de adressering en routing verzorgen.
- Elk apparaat op het netwerk heeft een uniek IP adres nodig om te vermijden dat pakketjes data op de
verkeerde bestemming zouden terecht komen.
4.1.2 De Structuur van IP adressen.
- Een IP adres omvat 32 bits en bestaat uit twee delen: een netwerk adres en een machine adres.
- Het voordeel van deze opdeling is dat IP routing gebaseerd kan worden enkel op een gedeelte van het
netwerk adres wat een snelheidswinst oplevert (vergelijk met de werking van de post).
- Binair wordt een IP adres voorgesteld door 4 bytes of 4 x 8 bits.
- Decimaal komt men zo tot 4 getallen van 0 tot 255 gescheiden door een punt.
het kleinste adres: 0.0.0.0
het grootste adres: 255.255.255.255
Voorbeeld: 194.220.133.60
Er worden vijf klassen IP adressen onderscheiden:
Klasse A
- begint met 0 (het eerste getal gaat van 0 tot 127)
- maximaal 126 klasse A netwerken met 16.777.214 machine adressen.
- klasse A adressen zijn praktisch allemaal gereserveerd voor het ADD en grote bedrijven.
- zij worden niet verdeeld onder gebruikers van het Internet bv 112.210.5.5
Klasse B
- begint met 10 (het eerste getal gaat van 128 tot 191)
- maximaal 16.383 klasse B netwerken met 65.534 machine adressen.
- worden toegewezen aan middelgrote netwerken bv 155.210.5.5
Klasse C
- begint met 110 (het eerste getal gaat van 192 tot 223)
- maximaal 2.097.152 klasse C netwerken met 254 machine adressen.
- worden toegewezen aan kleinere netwerken bv 220.11.144.5
Klasse D
- begint met 1110 (het eerste getal gaat van 224 tot 239)
- bedoeld voor multicasting bv videoconferencing via het Internet 228.161.144.51
Klasse E
- begint met 11110 (het eerste getal gaat van 240 tot 247)
- deze klasse is gereserveerd voor toekomstige uitbreidingen.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 15 / 42

4.2 Subnet mask.
4.2.1 Opdeling in netwerk en gebruikers gedeelte.
- Het subnet mask dient om het IP adres op te delen in twee stukken, het netwerk gedeelte en het
gedeelte voor de gebruiker.
- We nemen als voorbeeld een klasse B adres bv 172.16.17.2
- Hierbij wordt het subnet mask: 255.255.0.0
- Binair uitgedrukt is: 11111111.11111111.00000000.00000000
- Elk eentje wordt gebruikt voor het netwerkgedeelte en elk nulletje voor de gebruikers
- Als men een PC, PLC of ander apparaat wil opnemen in dat netwerksegment moeten de eerste twee
cijfers identiek zijn zoals in dit voorbeeld 172.16.x.x
- De plaats van de ‘x' mag men invullen met een getal van 1 tot 254, dit cijfer moet uniek zijn binnen het
netwerksegment.
4.2.2 IP adressen in de RTC koffers.
- De apparaten in de RTC koffers zijn ingesteld op een klasse C adres 192.168.123.x
- Hierbij wordt het subnet mask: 255.255.255.0
- Binair uitgedrukt is: 11111111.11111111.11111111.00000000
- De plaats van de ‘x' wordt ingevuld met een getal van 1 tot 254, zie het lijstje verder in deze cursus.
- Het adres 192.168.123.0 mag men niet gebruiken, dit is het adres van het subnet zelf
- Het adres 192.168.123.255 mag ook niet gebruikt worden, dit dient voor broadcast communicatie
- Elk apparaat dat opgenomen wordt in het netwerksegment moet een uniek adres hebben, als men
toevallig toch twee maal hetzelfde adres gebruikt heeft volgt een foutmelding:
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 16 / 42

4.3 Toekennen van een IP adres.
4.3.1 Dynamische toekenning.
- met draagbare Pc’s weet men niet vooraf
op welk stuk van het netwerk zal ingelogd
worden, bijvoorbeeld in een bedrijf met
verschillende filialen die elk een eigen
reeks IP adressen gebruiken.
- een Internet provider met 20000 klanten
zal bijvoorbeeld 5000 adressen aanvragen
om het rendement te verhogen, niet alle IP
adressen zijn gelijktijdig in gebruik.
- in deze gevallen zal men het IP adres
dynamisch laten toekennen vanaf een
netwerkserver of router.
- zelf instellen van een IP adres is niet
nodig (instellingen moeten op
‘automatisch’ staan).
- als alle adressen in gebruik zijn is het
natuurlijk gedaan met inloggen.
- het meest gebruikte protocol: DHCP
(Dynamic Host Configuration Protocol).
- het grote nadeel van deze methode is
dat een netwerkbeheerder weinig controle
heeft bv op de identiteit van een apparaat
dat problemen veroorzaakt op het
netwerk.
4.3.2 Voorbeeld met Windows XP.
- open het Windows configuratiescherm
- ga naar ‘Netwerkverbindingen’
- open de LAN-verbinding
- open de ‘Eigenschappen’
- open ‘Internet-protocol (TCP/IP)’
- zorg dat ‘Automatisch een IP adres laten
toewijzen’ aangevinkt is
4.3.3 Vaste instelling.
- bij voorkeur zal men werken met vast
toegekende IP adressen
- door een naam te koppelen aan het IP
adres kan men makkelijker apparaten
herkennen op het netwerk
- gemakkelijker om gebruikers in te delen
in groepen met bepaalde privileges
- met het commando ‘ping’ kan men de
aanwezigheid van een apparaat op het
netwerk controleren
- er is een waaier van controle en
diagnose software om het netwerk te
controleren
- men kan gemakkelijker ‘log’ bestanden
filteren op basis van het IP adres.
LET OP:
OM EEN VERBINDING TE KUNNEN
MAKEN MET DE APPARATEN VAN DE
RTC KOFFERS MOET JE PC OF
LAPTOP EEN IP ADRES IN DEZELFDE
RANGE HEBBEN BV 192.168.123.25
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 17 / 42

HOOFDSTUK 5 INDUSTRIEEL ETHERNET.
5.1 Welke zijn de problemen met ethernet?
5.1.1 Verhogen van de snelheid.
- In het algemeen kan men veel problemen op het netwerk vermijden door een goede structuur en de
gepaste snelheden per segment.
Oplossing:
- Sterstructuur maken met snelle glasvezel verbindingen tussen switches en routers (backbone).
- Toestellen en apparatuur aansluiten met 100 Mbps of 1000 Mbps verbindingen.
- Waar geen hoge snelheid vereist is (bv programmeren PLC) volstaat ook een 10 Mbps aansluiting.
- De tijd waarop een bitje wordt gedetecteerd verkorten (hangt af van de elektronica).
5.1.2 Problemen door kabelbreuk.
- Een UTP netwerk wordt stervormig
uitgevoerd, door een enkele kabelbreuk
wordt mogelijk de verbinding tussen een
apparaat en het netwerk verbroken.
Oplossing:
- Een ringvormige Ethernet structuur is
hier de oplossing. Met switches die
Spanning Tree Protocol ondersteunen is
het mogelijk om een netwerk
automatisch te herconfigureren na een
kabelbreuk.
- Met ‘Fast STP’ of ‘Rapid STP’ is al een
omschakeltijd van minder dan 1
seconde mogelijk. Dat is voor veel
industriële toepassingen aanvaardbaar.
5.1.3 Collisions.
- Collisions reageren op collisions dus dit fenomeen versterkt zichzelf met als gevolg dat een ethernet
segment op een bepaald moment ‘plat valt’ en totaal onwerkbaar wordt.
- De wachttijd na een collision maakt het gebruik van Ethernet voor ‘real time’ toepassingen in een
industriële omgeving onmogelijk.
Oplossing:
- Het netwerk zoveel mogelijk opsplitsen in segmenten door middel van switches:
deze sturen berichten enkel door naar het bedoelde apparaat of netwerksegment
andere aangesloten toestellen hebben er geen last van
in feite maakt een switch van elke aansluiting een apart segment, dus geen collissions.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 18 / 42

5.1.4 De grootte van het dataframe.
- Ethernet is gemaakt om grote hoeveelheden data te verzenden, is minder geschikt voor korte
boodschappen.
- Voorbeeld 1: Als twee motor assen synchroon moeten lopen en de gegevens van twee encoders
worden via een ethernet verbinding naar een PLC gestuurd dan is de ‘overload’ veel te groot.
- Voorbeeld 2: Als in een lichtinstallatie twee of meer scanners synchroon moeten bewegen.
Oplossing:
- Waarom is het nodig in elk dataframe vier adressen te vermelden (MAC en IP adres van bron en
bestemming)? Er zijn systemen ontwikkeld die een virtuele lijn openleggen tussen bron en bestemming
zodanig dat voor deze communicatie de adressen en andere algemene informatie niet meer
meegestuurd worden. Hierdoor kunnen de data telegrammen worden ingekort.
- Beckhoff lanceerde Ethercat dat in één telegram meerdere subtelegrammen verpakt. In plaats van het
sturen van telkens een nieuw bericht naar één deelnemer, wordt maar 1 bericht verstuurd met informatie
voor alle deelnemers tegelijk, ieder haalt zijn eigen data uit het bericht.
5.1.5 Real time werking.
- Ethernet wordt verweten niet-deterministisch te zijn. Deterministisch gedrag wil zeggen dat de
overdracht van datapakketjes binnen een bepaalde tijdslimiet moet afgewerkt zijn.
- Men noemt dit ook ‘real time’ werking wat betekent dat er theoretisch geen vertraging zou mogen
optreden tussen het moment dat een actie wordt aangeroepen en het uitvoeren van die actie.
- In de praktijk is dit niet te realiseren, omdat kabels (impedantie) en hardware altijd een vertraging
veroorzaken.
Oplossing:
- een protocol dat werkt met voorrangsregels, berichten van bepaalde deelnemers hebben voorrang
- een master/slave protocol dat steeds één enkele deelnemer toestaat een telegram te sturen
- een tokenring protocol dat met een soort ‘token’ bepaalt wie er telegrammen mag doorgeven
- een kloksynchronisatie protocol dat elke deelnemer een tijdslot toewijst voor het verzenden van zijn
berichten.
5.2 Deelnemers toevoegen of verwijderen.
- bij de klassieke koppeling van PC en PLC met seriële kabels moet men best de apparatuur
afschakelen alvorens kabels uit te trekken of aan te sluiten om beschadiging van de poorten te
vermijden
- op het ethernet kan men probleemloos apparaten af- of bijschakelen of ze nu in werking zijn of niet, dit
is een gevolg van het wereldwijd uniek maken van het MAC adres
- mogelijk zijn er wel problemen met de communicatie als een IP adres twee maal voorkomt in hetzelfde
netwerksegment, om deze reden is een strikte boekhouding van de adressering gewenst.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 19 / 42

5.3 Toekenning van een IP adres aan een apparaat.
- Hoe kunnen we aan een apparaat een IP adres toekennen als er nog geen IP verbinding is?
5.3.1 DHCP (Dynamic Host Control Protocol)
- een eerste mogelijkheid is het IP adres softwarematig te laten toekennen door DHCP
- dit systeem is af te raden:
omdat het aangesloten apparaat mogelijk in een andere range van IP adressen terecht komt
omdat er met controle en diagnose software geen zekerheid is over welk toestel het gaat.
- anderzijds kan DHCP gebruikt worden om een apparaat met een onbekend IP adres te detecteren om
de instellingen aan te passen (zie verder).
5.3.2 Oplossing Phoenix
- een aantal controllers of couplers beschikken over een seriële poort RS232 met een eigen connector.
- via een kabel kan de module aangesloten worden op de seriële poort van een PC.
- met een software pakket WORX kunnen de netwerkinstelllingen worden aangepast.
5.3.3 Oplossing Beckhoff
- een aantal controllers of couplers beschikken over een seriële poort
RS485.
- via een kabel kan de module aangesloten worden op een seriële of
een USB poort van een PC.
- met een software pakket KS2000 kunnen de netwerkinstellingen
worden aangepast.
- het is ook mogelijk via dip switches het laatste deel van het IP adres
in te stellen.
5.3.4 Oplossing Siemens
- een aantal controllers of couplers beschikken over een RS485 poort.
- via een converter kabel RS232-RS485 wordt de PLC aangesloten op
een seriële poort van een PC.
- de nieuwe PLC’s voor Profinet-aansluiting programmeert men in de
Step 7-omgeving vanaf versie 5.3.
5.4 Nieuwe apparatuur.
5.4.1 Kabels en connectoren.
- verschillende firma’s brengen een (groen gekleurde) industriële UTP kabel op de markt
- uitvoering met 8 of 4 draden
- RJ45 connectoren worden steviger en robuust uitgevoerd
- de klassieke RJ45 connectoren worden in een stevige of waterdichte behuizing gemonteerd.
5.4.2 Industriële switches
- werkt op dezelfde manier als een gewone switch uit de administratie
- heeft een steviger behuizing
- beschikbaar op 230 V AC maar ook op andere spanningen bv 24 V gelijkspanning
- verkrijgbaar met een zeer divers aantal poorten
- geschikt voor lagere en hogere temperaturen (van -40 tot +60 graden)
- beter bestand tegen trillingen en schokken
- EMC compliant
- verschillende merken brengen PLC’s op de markt met meerdere ethernet aansluitingen, meestal met
een switch functie, hierdoor kunnen gemakkelijker meerdere apparaten aan elkaar aangesloten worden.
5.4.3 Apparatuur
- bijna alle fabrikanten brengen apparatuur op de markt met een ethernet aansluiting
- alle soorten sensoren
- alle soorten sturingen PLC
- frequentie omvormers
- domotica systemen
- huishoudelijke apparatuur
- spots, scanners, mengpanelen voor professioneel gebruik
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 20 / 42

HOOFDSTUK 6 RTC KOFFERS MET BECKHOFF PLC’S.
6.1 Samenstelling van de koffers.
6.1.1 Keuze van de controllers.
Beckhoff heeft control systemen in verschillende klassen:
- Bus Koupler (series BK)
Dit is een koppel module die enkel dient om een I/O eiland op het bussysteem te koppelen, er is geen
controller aan boord, het programma wordt in een ander apparaat verwerkt. In de koffer beschikken we
over een BK9000.
- Bus Controller (series BC)
Dit is een PLC met mini controller aan boord. In de koffer beschikken we over een BC9050.
- Embedded PC (series CX)
Deze PLC heeft een ingebouwde PC, het is eigenlijk een computer, nog krachtiger dan de BX. In de
koffer beschikken we over een CX9000.
- Control Panel (series CP)
Dit is in feite dezelfde configuratie als de CX maar dan in een versie met touch screen en zonder I/O,
contact maken met I/O doen we via de BK9000. In de koffer beschikken we over een CP6607.
- Alle apparaten staan met elkaar in verbinding door middel van de switch
6.1.2 Keuze van de beveiliging.
- Elke controller wordt beveiligd door twee automaten die de positieve pool kunnen onderbreken.
- De controller staat apart op een automaat van 4A.
- Het Input/Output veld staat apart op een automaat van 4A.
- Het is de bedoeling dat wanneer bv een kortsluiting op een Input of Output zich voordoet, dat dan
enkel de automaat van het Input/Output veld afspringt. Op die manier kan de controller en het ethernet
onder spanning blijven staan en kan een diagnose of foutmelding over het netwerk gestuurd worden.
- De secundaire van de transfo is beveiligd met een smeltveiligheid van 1A.
- De kortsluitvaste voedingsmodule 24VDC is niet apart beveiligd.
- De koffers zijn zo gebouwd dat men in principe aan de voorkant van het paneel niet kan in contact
komen met de netspanning 230V.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 21 / 42

6.1.3 Keuze van de voeding.
- De controllers, de ethernet switch alsook de stappenmotor zijn gekozen op een voedingsspanning van
24 VDC. Deze spanning wordt voorzien door middel van een kortsluitvaste voeding van 6,5A.
- De verwarmingsweerstand werkt op 48VAC. Deze spanning wordt voorzien door middel van een
transfo 230/48VAC. De secundaire van deze transfo wordt beveiligd met een zekering van 2A.
6.1.4 Keuze van het bussysteem.
- Beckhoff ondersteunt de meeste veldbussen en heeft controllers en koppelmodules voor bijna alle
veldbussystemen. Enkele voorbeelden: Lightbus - Profibus - Interbus - CANopen - DeviceNet -
ControlNet - SERCOS interface - USB - Modbus - RS232 - RS485 - AS-Interface.
- Als algemeen bussysteem kiezen we ethernet TCP/IP, deze netwerkstructuur is meestal reeds
aanwezig in een klaslokaal of labo. Ook beschikken de meeste computers of laptops over een ethernet
aansluiting zodat hiervoor geen bijkomende kosten moeten gemaakt worden.
- De ethernet verbindingen worden gerealiseerd via de ethernet switch. Deze kan met een gewoon UTP
kabeltje (straight of cross maakt niet uit) gekoppeld worden aan een laptop of het netwerk van het
lokaal.
6.2 Keuze van de IP adressen.
6.2.1 Klasse en range.
- Er werd gekozen voor vaste IP adressen
- Klasse C
- Range 192.168.123.x (de x staat voor een volgnummer tussen 1 en 254)
- Subnet mask 255.255.255.0
6.2.2 Naamgeving.
Apparaat IP adres Subnet mask Netwerknaam
Koffer 1
BC9050 192.168.123.31 255.255.255.0 BC9050-IP31
BK9000 192.168.123.32 255.255.255.0 BK9000-IP32
CP6607 192.168.123.33 255.255.255.0 CP6607-IP33
CX9000 192.168.123.34 255.255.255.0 CX9000-IP34
Koffer 2
BC9050 192.168.123.36 255.255.255.0 BC9050-IP36
BK9000 192.168.123.37 255.255.255.0 BK9000-IP37
CP6607 192.168.123.38 255.255.255.0 CP6607-IP38
CX9000 192.168.123.39 255.255.255.0 CX9000-IP39
Koffer 3
BC9050 192.168.123.41 255.255.255.0 BC9050-IP41
BK9000 192.168.123.42 255.255.255.0 BK9000-IP42
CP6607 192.168.123.43 255.255.255.0 CP6607-IP43
CX9000 192.168.123.44 255.255.255.0 CX9000-IP44
6.2.3 Hoe de instellingen aanpassen?
- De instellingen van verschillende apparaten kunnen aangepast worden met de software KS2000, bv
de BC9000, BC9050 en de BK9000. De gemakkelijkste manier is een directe verbinding te maken
tussen de PLC en een USB poort van de PC met een speciale seriële kabel (te bestellen bij Beckhoff).
Indien men niet over de seriële kabel beschikt kan men gebruik maken van de gewone ethernet
verbinding.
- Van een aantal controllers kunnen de instellingen aangepast worden via het gewone ethernet met de
software TwinCat System Manager, bv de CX9000 en de CU6607.
- De procedure wordt in het volgende hoofdstuk uitgelegd.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 22 / 42

HOOFDSTUK 7 AANPASSEN VAN NETWERKINSTELLINGEN.
7.1 KS2000.
7.1.1 Doel van het pakket.
Het software pakket KS2000 laat ons toe de instellingen van een controller te veranderen en het
systeem aan te passen in de omgeving waar hij moet worden gebruikt.
- Instellen van de communicatie met de bedoeling het apparaat op het bussysteem te koppelen
- Instellen van parameters van de module bv stappenmotor.
- Online testen van de hardware
7.1.2 Download.
Men kan zowel KS2000 als de USB driver downloaden van onderstaande site.
7.1.3 Installatie.
- Installeer KS2000 van de Beckhoff CD of DVD of download van de Beckhoff website
- Na de installatie krijg je een Start icoontje op de desktop van je PC.
- Installeer de USB driver. Deze installatie voegt een COM poort toe aan de configuratie van je PC.
- Controleer dit met: Start – Configuratiescherm – Systeem – Hardware – Apparaatbeheer –
Poorten(COM en LPT). Hier moet een nieuwe poort bij staan (bv USB serial port COM10)
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 23 / 42

7.2 Aansluiten van een BC9000 op een ethernet segment.
- We hebben gekozen voor een controller BC9000 met
één Ethernet aansluiting.
7.2.1 Aansluiting PLC - PC.
- We kunnen de ethernet poort van de PLC aansluiten
op de ethernet poort van een PC door de twee RJ45
poorten te verbinden met een switch UTP kabeltje
(kostprijs 2 of 3 euro in een elektronicawinkel).
- Hiermee hebben we een directe link tussen PC en
PLC en kan enkel tussen die twee gecommuniceerd
worden.
- Een groot voordeel voor het onderwijs is dat met
deze methode de cursist enkel de PLC kan ‘zien’ die
aan zijn eigen PC is aangesloten. Op deze manier
kunnen cursisten mekaar niet ‘storen’.
- Een tweede voordeel is dat de ethernet poort van de
PC op dat moment niet verbonden is met het netwerk
en dat het internet op dat moment onbereikbaar is wat
de concentratie van de cursist enkel kan verhogen.
- Als men op deze manier werkt moet men het
Beckhoff Information System lokaal op de PC
installeren voor het opzoeken van informatie.
7.2.2 Aansluiting PLC en PC op een switch.
- We kunnen de PLC ook aansluiten op een gewoon
ethernet segment. Op die manier kan
gecommuniceerd worden tussen de PLC en eender
welke PC op het netwerk waarop de juiste software
draait. Vanaf de PC ‘zien’ we ook alle PLC’s die op dat
segment aangesloten zijn en kunnen we daarmee een
verbinding leggen. Bijkomend voordeel is dat het
internet op dit moment kan gebruikt worden om bv het
Beckhoff Information System te raadplegen.
7.2.3 Instellen van het IP adres via een seriële
kabel.
- Het volgende probleem stelt zich: hoe kunnen we de
configuratie van de BC9000 instellen als we nog geen
verbinding hebben via het ethernet? De controller
moet eerst opgenomen worden in het netwerk met het
juiste IP adres.
- Eerste oplossing: een verbinding maken via een
speciale seriële kabel, vervolgens met het software
pakket KS2000 de instellingen veranderen en het juiste
IP adres instellen.
- Probleem: een nieuwe PC of laptop heeft geen seriële
poort ter beschikking, enkel USB aansluitingen.
- Oplossing: sinds 2009 brengt Beckhoff een USB kabel
op de markt die de seriële kabel vervangt. Hiertoe moet
men eerst een driver installeren (zie vorige pagina).
7.2.4 Instellen van het IP adres via een BootP server.
- Tweede oplossing: eerst op het netwerk een PC met
BootP server installeren, vervolgens met het software
pakket BootP een verbinding maken en het juiste IP
adres instellen. Dit wordt niet behandeld in deze cursus.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 24 / 42

7.2.5 Verbinding maken via een UTP kabel.
- Als er een verbinding is gemaakt via een UTP kabel (switch kabel of gewoon direct) dan kunnen we
ook via deze weg de instellingen aanpassen.
- Standaard zit in de BC9000 controller bij
aankoop het adres 172.16.17.0 (als alle DIP
switches op 0 staan). Het subnet mask is
255.255.0.0.
- Om een verbinding tot stand te kunnen
brengen tussen PC en PLC moeten we
eerst in onze PC de configuratie veranderen
zoals in het voorbeeld. Pas dit aan in het
configuratiescherm bij de
netwerkverbindingen.
- Als dit gelukt is kunnen we de verbinding
testen met een ‘ping’ commando.
- Open een DOS box en typ:
ping 172.16.17.0
7.2.6 Instellen van het IP adres via een UTP kabel.
- Derde oplossing: als er een verbinding is gemaakt via een UTP kabel start het programma KS2000 op
en ga naar het rolmenu Options – Communication channel – via ADS.
- Vul het AMS adres in: 172.16.17.0.1.1
- Klik op de knop ‘TEST’
- Als alles goed is verschijnt de mededeling ‘Communication with coupler succesfull’.
- Klik op OK
- Ga naar het rolmenu Online – Login (of gebruik het icon ‘Login’).
- De configuratie van de PLC verschijnt op het scherm.
- Ga naar Settings: Fieldbus settings en pas de instellingen aan volgens voorbeeld.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 25 / 42

- Voor de afdeling elektriciteit/elektronica in het VTI werden volgende afspraken gemaakt:
PLC’s labo elektriciteit op de benedenverdieping: 192.168.123.70 tot 192.168.123.98
Het laatste cijfer staat met een stift op de zijkant van de controller geschreven.
- In dit voorbeeld hebben we gekozen voor nummer 93.
- Klik op de knop ‘Apply’
- Bevestig als er wordt gevraagd naar een ‘reboot’ door op ‘OK’ te klikken.
7.2.7 Instellen van de dip switches.
- Dip switch instelling van 1 tot 9 = 0 en 10 = 1 dan wordt DHCP ingeschakeld (af te raden)
- Dip switch instelling van 1 tot 8 = IP adres 9 en 10 = 0 stelt een vast IP adres in (standaard)
- De KS2000 software toont een scherm met de DIP instellingen voor het gekozen adres.
- Men kan ook de Windows rekenmachine gebruiken om een adres om te zetten naar digitale code om
te zien hoe de dip switches moeten ingesteld worden.
7.2.8 Controle.
- Controle van de verbinding aan de hand van de signalisatie leds:
- de groene LED duidt op een elektrische verbinding tussen de aangesloten apparaten
- de oranje LED duidt op actieve netwerkcommunicatie op dat moment.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 26 / 42

7.3 Aansluiten van een BK9000 op een ethernet segment.
7.3.1 Verbinding maken met het apparaat.
- Met de USB kabel die zich in de koffer bevindt maak je een verbinding tussen een USB poort op de PC
en de seriële aansluiting van de BK9000.
- Die bevindt zich achter een luikje dat men met een klein schroevendraaiertje moet openen.
- Dit gebeurt steeds met de spanning AF om de poorten niet te beschadigen.
- Start KS2000
- Open het dialoogvenster Options – Communication Channel – via COM
Activeer de juiste COM poort en klik op de knop ‘Test’
Als de communicatie oké is verschijnt volgend venster
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 27 / 42

Login via rolmenu Online – Login (of met F11)
Create new XML device files – Bevestig met OK
7.3.2 Instellingen aanpassen.
Ga naar de optie Settings – Fieldbus: Settings (dubbelklikken)
We gaan ervan uit dat het apparaat in fabrieksinstellingen staat met alle DIP switches op 0.
Dan krijgen we op dit scherm volgende informatie:
- MAC adres (eigen aan de hardware, in dit voorbeeld 00-01-05-0A-52-CD)
- IP adres klasse B staat op 172.16.17.0
- Subnet mask voor klasse B staat op 255.255.0.0
- Gateway 0.0.0.0
- AMS net-ID staat op 172.16.17.0.1.1
- Name staat op BK9000
- Definierte IP staat op 0 (op voorwaarde dat alle DIP switches op 0 staan)
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 28 / 42

Verander dit naar de nieuwe instellingen:
- IP adres klasse C wordt 192.168.123.0
- Subnet mask voor klasse C is 255.255.255.0
- Name wordt BK9000-IP37
- Definierte IP wordt 37 (dit voorbeeld is de BK9000 van de tweede koffer)
Klik op de knop ‘Apply’
Er verschijnt een melding ‘Reboot to take settings?’ - Bevestig met JA
Je zal merken dat de afbeelding van de DIP Switch Settings verandert naar de binaire code van het
getal 37 (dit is 100101)
Zet de spanning af door de automaten af te zetten.
Plaats de DIP switches op de BK9000 in dezelfde stand als op het scherm van KS2000.
Trek de USB kabel uit de BK9000 en sluit het klepje.
Start de BK9000 terug op door de spanning aan te zetten.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 29 / 42

7.4 Aansluiten van een BC9050 op een ethernet segment.
7.4.1 Verbinding maken met het apparaat.
- Maak nu met de USB kabel een verbinding tussen een USB poort op de PC en de seriële aansluiting
van de BC9050 (dit gebeurt steeds met de spanning AF om de poorten niet te beschadigen).
- Volg dezelfde procedure op de vorige pagina’s om in te loggen op de BC9050.
- Ga naar de optie Settings – Fieldbus: Settings (dubbelklikken)
- We gaan er terug van uit dat het apparaat in fabrieksinstellingen staat met alle DIP switches op 0.
- Het scherm ziet er enigszins anders uit dan de BK9000 (het stuk met de DIP switch settings ontbreekt)
- We zien volgende informatie:
- Name staat op BC_09DA00
- IP adres klasse B staat op 172.16.21.0
- Subnet mask voor klasse B staat op 255.255.0.0
- MAC ID (eigen aan de hardware, in dit voorbeeld 00-01-05-09-DA-00)
- Aangezien we met dit scherm de instelling van de DIP switches niet kunnen bepalen moet dit op een
andere manier gebeuren.
- Dit apparaat moet op IP adres 192.168.123.36 worden geplaatst (apparaat van de tweede koffer)
- Het omzetten van de decimale waarde 36 naar de binaire waarde kan als volgt:
- Open Windows rekenmachine (Start – Alle programma’s – Bureau accessoires – Rekenmachine)
- Typ 36 en vorm de waarde om naar type Bin
- Zet de spanning van de BC9050 AF
- Plaats de DIP switches 3 en 6 op ON
- Zet de spanning van de BC9050 terug AAN en log terug IN op de BC9050
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 30 / 42

7.4.2 Instellingen aanpassen.
- Je ziet dat het laatste cijfer van het IP adres op 31 staat (hangt af van de DIP switches)
- Verander de andere waarden nu naar de nieuwe instellingen:
- Name wordt BC9050-IP36
- IP adres klasse B wordt 192.168.123.xx (de 20 speelt geen rol)
- Subnet mask voor klasse C wordt 255.255.255.0
- MAC ID (eigen aan de hardware, in dit voorbeeld 00-01-05-09-DA-00)
Klik op de knop ‘Apply’
- Bevestig met ‘JA’
- Zet nu de spanning af en verwijder de USB kabel.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 31 / 42

7.5 Aansluiten van een CX9000 op een ethernet segment.
7.5.1 Probleemstelling.
- Met dit toestel is het niet mogelijk een seriële verbinding te maken via een COM kabel, alles moet via
het Ethernet gebeuren.
- Met de TwinCAT System Manager kunnen we het ethernet laten afscannen naar aangesloten
apparaten.
7.5.2 System Manager opstarten.
- Open de System Manager via het TwinCAT icoontje rechts onderaan het bureaublad.
- Begin met een nieuw bestand.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 32 / 42

Activeer het rolmenu Actions – Choose Target System
Activeer ‘Search (Ethernet)’
Klik op ‘Broadcast Search’
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 33 / 42

We krijgen enkele aangesloten apparaten te zien, selecteer het adres van de CX
Klik op ‘Add Route’
Er wordt gevraagd naar een Password, niets invullen, gewoon bevestigen met OK.
Sluit het venster ‘Add route dialog’
Selecteer het adres van de CX en bevestig met OK.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 34 / 42

De rode balk rechts onderaan geeft aan dat er een verbinding is met het genoemde systeem (CX).
Rechts klikken op ‘I/O devices’, daarna klikken op ‘Scan devices’
Als ‘Scan devices’ niet actief is, dan eerst de ‘System manager’ in ‘Config mode’ plaatsen.
Er wordt een hint weergegeven, bevestig met OK.
Zorg dat alles is aangevinkt en bevestig met OK.
De gedetecteerde apparaten komen in de lijst van I/O devices te staan.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 35 / 42

Er wordt gevraagd ‘Scan for boxes’ – Bevestig met ‘Ja’
De I/O modules die gekoppeld zijn aan de CX9000 worden gedetecteerd maar ook de externe I/O
modules die bereikt worden via de BK9000.
Bevestig met OK
Vervolgens verschijnt een nieuw venster ‘Activate Free Run’
Door het activeren van ‘Free Run’ krijgen we de kans de hardware te testen zonder dat er al een
programma op de controller loopt – Bevestig met OK
Het resultaat moet zijn dat je nu de volledige hardware configuratie in de linker kolom te zien krijgt.
Ga naar ‘System configuration’ tabblad ‘CX settings’
Nu kunnen we de netwerk instellingen aanpassen: (dit voorbeeld betreft de CX in RTC koffer 2)
- IP adres klasse C wordt 192.168.123.x
- Subnet mask voor klasse C is 255.255.255.0
- Host Name wordt CX9000-IPx (x = laatste nummer van het IP adres)
- Het AmsNetId zetten we in principe op dezelfde waarde als het IP adres gevolgd door .1.1
De rest is optioneel (gateway en DNS) en hoeven in principe niet ingevuld worden.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 36 / 42

Indien de configuratie niet exact overeen komt met de echte modules kan men dit aanpassen:
In dit voorbeeld staan twee uitgangsmodules KL2114 terwijl het zou moeten zijn KL2134
Rechts klikken op de module en type selecteren:
Deze configuratie kan je opslaan voor later gebruik.
Rolmenu File – Save as – geef een naam in.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 37 / 42

7.6 Aansluiten van een CP6607 op een ethernet segment.
7.6.1 Probleemstelling.
- De CP6607 is een windows toestel en kan op dezelfde manier als een gewone PC opgenomen worden
in het ethernet segment.
- Via de twee USB poorten onderaan het toestel kan men een muis en keyboard aansluiten zodat we op
het toestel zelf de aanpassingen kunnen maken.
- Je kan ook met het touch screen zelf werken.
7.6.2 Control Panel opstarten.
- Klik op de ‘Start’ knop
- Open het ‘Control panel’
- Open ‘Network and Dial-up Connections’
- Er zijn twee ethernet poorten beschikbaar, open de eerste ethernet poort.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 38 / 42

- Hier kan je de netwerk instellingen aanpassen:
- IP adres 192.168.123.33
- Subnet mask 255.255.255.0
- Gateway is optioneel
- Klik op ‘OK’ om te bevestigen
- Ga naar ‘System’ en open ‘System Properties’
- Ga naar het tabblad ‘Device Name’
- Pas eventueel de naam van het apparaat aan en klik op ‘OK’ om te bevestigen
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 39 / 42

HOOFDSTUK 8 CONTROLE MET NETWERKSOFTWARE.
8.1 Controle met de Windows tools
8.1.1 Controle van de netwerkverbinding aan de hand van de signalisatie leds.
- op de meeste Beckhoff PLC’s zitten LEDs die informatie geven over de netwerkverbinding
- de uitvoering kan verschillen naargelang het model van PLC
- als de LED ‘LINK’ oplicht is er fysieke verbinding tussen de switch en de PLC
- als de LED ‘ACT’ oplicht is er actieve datacommunicatie op dat moment
8.1.2 Controle van de netwerkverbinding aan de hand van het PING commando.
- start een gewone PC die is opgenomen in het netwerk
- open een DOS prompt window
- dat gaat als volgt: Windows START knop – bureau accessoires – DOS prompt
- typ in: ‘ping 192.168.123.x’ (x moet het adres zijn van de te controleren PLC, in dit voorbeeld 99)
- druk op de ‘enter’ toets
- er worden 4 pakketjes van 32 bytes naar het betreffende adres gestuurd met het verzoek een
antwoordbevestiging terug te sturen
- het resultaat moet zijn ‘antwoord van’ of ‘reply’ van het betreffende adres.
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 40 / 42

8.2 Controle met LANguard
- LANguard is een netwerktool die te vinden is op het internet
- controle van het MAC en IP adres
- de juiste IP adressen invoeren en netwerksegment laten afscannen
- in het voorbeeld 192.168.123.2 merken we twee open poorten:
FTP file transfer protocol om bestanden over het netwerksegment te kunnen versturen
8080 http wordt gebruikt om informatie met de netwerkbrowser op te vragen
het besturingssysteem wordt niet herkend
- in het voorbeeld 192.168.123.33 merken we zes open poorten
het besturingssysteem wordt herkend als een Windows machine
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 41 / 42

8.3 Controle met Softperfect
- Softperfect is een netwerktool die te vinden is op het internet
- controle van het MAC en IP adres
- de juiste IP adressen invoeren en netwerksegment laten afscannen
__________________________________________________________________________________
Opleiding TAS/PLC - Basis Netwerken - Ethernet TCP/IP in de industrie - M. Bonner Pag. 42 / 42