S7-1200 与 PN PN 耦合器通信，伙伴在同一项目

PN / PN Coupler —— 在同一 TIA Portal 项目中组态

PROFINET IO 通信不支持跨网段的实时通信，此外两个 PROFINET IO 控制器如果在其中没有智能设备情况下通常也无法直接进行 PROFINET IO 通信。此时，可以使用 PN/PN Coupler 来解决这些问题。

PN/PN Coupler 具有两个 PROFINET 接口，每个接口连接至不同子网。两个子网彼此电气隔离。在两个子网中 PN/PN Coupler 作为两个 IO 设备分别与不同的 IO 控制器通信，两个 IO 设备之间的数据交换就实现了不同 IO 控制器之间的通信。

实验任务

本文档要实现的任务是：S7-1200 和 S7-1500 均作为 PROFINET IO 控制器，并且两个控制器的 IP 地址不在同一网段，实现两个 CPU 之间的 PROFINET IO 通信。 S7-1200 输出 10 个字节给 S7-1500；S7-1500 输出 5 个字节给 S7-1200。

具体网络结构及通信角色如图 1 所示，参数分配如表 1 所示：

图 1. 网络结构及通信角色

表1.

要实现该通信，可以有 3 种方法：

1. S7-1200 和 S7-1500 在同一 TIA Portal 项目中：从硬件目录中添加 PN/PN Coupler 组态

2. S7-1200 和 S7-1500 不在同一 TIA Portal 项目中：一方从硬件目录中添加 PN/PN Coupler 组态，导出 GSD 文件给另一方组态

3. S7-1200 和 S7-1500 不在同一 TIA Portal 项目中：双方都使用从官网下载的 PN/PN Coupler 的 GSD 文件组态

本文档介绍第 1 种方法。

实验环境

博途软件：TIA Portal STEP7 Professional V18（需要至少 TIA Portal V15 才可以）

硬件如表 2 所示：

表 2.

添加两个 CPU 并设置参数

1. 创建一个新项目，添加 CPU 1214 DC/DC/DC V4.6，名称设置为 IOController1200，如图 2 所示。

图 2. 添加 S7-1200CPU

2. 在弹出的 S7-1200 安全设置对话框中设置，禁用保护 PLC 机密的 PLC 数据；取消勾选仅支持 PG/PC 和 HMI 的安全通信；将 PLC 访问保护设置为完全访问权限；最终设置结果如图 3 所示。

注意： PLC 安全设置可以根据实际需要进行设置！

图 3. 安全设置概览

3. S7-1200 以太网地址设置为 192.168.0.124，如图 4 所示。

图 4. 设置 S7-1200 以太网地址

4. 在同一项目中，添加 CPU 1515-2PN V2.9，名称设置为 IOController1500，如图 5 所示。

图 5. 添加 S7-1500 CPU

5. 在弹出的 S7-1500 安全设置对话框中设置，禁用保护 PLC 机密的 PLC 数据；取消勾选仅支持 PG/PC 和 HMI 的安全通信；将 PLC 访问保护设置为完全访问权限；最终设置结果如图 6 所示。

注意： PLC 安全设置可以根据实际需要进行设置！

图 6. S7-1500 安全设置

6. S7-1500 以太网地址设置为 192.168.2.155，如图 7 所示。

图 7. S7-1500 以太网地址设置

从硬件目录中添加 PN/PN Coupler 并组态

1. 在网络视图 > 硬件目录 > 网络组件 > 网关 > PN/PN Coupler > 6ES7 158-3AD10-0XA0，双击或者拖拽到网络视图中，如图 8 所示。

图 8. 硬件目录中添加 PN/PN Coupler

2. 在 PN/PN Coupler 的设备视图，选中 X1 接口，在属性 > 常规> 以太网地址属性中设置 IP 地址为 192.168.0.158； 取消勾选自动生成 PROFINET 设备名称，设置设备名称为 pnpncpuplerx1，如图 9 所示。

图 9. 设置 PN/PN Coupler X1 接口 IP 地址

3. 在 PN/PN Coupler 的设备视图，选中 X2 接口，在属性 > 常规 > 以太网地址属性中设置 IP 地址为 192.168.2.158； 取消勾选自动生成 PROFINET 设备名称，设置设备名称为 pnpncpuplerx2，如图 10 所示。

图 10. 设置 PN/PN Coupler X2 接口 IP 地址

4. 在网络视图中，点击网络，鼠标选中 PN/PN Coupler X1 接口，点击未分配三个字，在出现的下拉菜单中选择 IO 控制器，选择 IOController1200.PROFINET 接口_1 作为 IO 控制器，如图 11 所示。

图 11. 为 PN/PN Coupler X1 接口分配 IO 控制器

5. 在网络视图中，点击网络，选中 PN/PN Coupler X2 的以太网接口，鼠标右键，在弹出的下拉菜单中选择”分配给新 IO 控制器“，然后勾选 IOController1500.PROFINET 接口_1 作为 PN/PN Coupler X2 接口的 IO 控制器，如图 12 所示。

图 12. 为 PN/PN Coupler X2 接口分配 IO 控制器

6. 网络视图中点击工具栏中的显示地址按钮，可以显示出各个硬件网络地址

S7-1200 和 PN/PN Coupler 的 X1 接口在同一个子网 PN/IE_1

S7-1500 和 PN/PN Coupler 的 X2 接口在同一个子网 PN/IE_2

由于 PN/PN Coupler 的 X1 接口作为 S7-1200 的 IO 设备，PN/PN Coupler 的 X2 接口作为 S7-1500 的 IO 设备，所以 PN/PN Coupler 的左下角显示多重分配

如图 13 所示。

图 13. 网络组态结果

7. 在 PN/PN Coupler 的设备视图，点击 X1 侧模块或者 X2 侧模块，属性 > 常规 > 模块参数 > 转换映射中，即可添加传输区，如图 14 所示。

图 14. 添加传输区

图 14 中设置传输区可以如下理解：

整体看：

可以分为 PN/PN Coupler PROFINET 接口 X1 部分和 PN/PN Coupler PROFINET 接口 X2 部分； PROFINET 接口 X1 的 IO 控制器是 IOController1200 ； PROFINET 接口 X2 的 IO 控制器是 IOController1500

横向看：

传输区_1 实现的是 S7-1200 输出 10 个字节 QB2 - QB11， 通过 PN/PN Coupler 传递给 S7-1500 的输入区 IB0 - IB10

传输区_2 实现的是 S7-1500 输出 5 个字节 QB1 - QB5，通过 PN/PN Coupler 传递给 S7-1200 的输入区 IB4 - IB9

注意： S7-1200 和 S7-1500 的传输区中输入都多出的一个字节，是因为激活了上方的数据状态，用来存储数据状态的。如果取消激活数据状态，此时输入和输出长度一致。

调试

1. S7-1200 和 S7-1500 分别编译并下载程序至 CPU 中，下载步骤不赘述。

2. 为 PN/PN Coupler 供电：

如对两个连接 (PS1 / PS2) 施加电压，则 PN/PN Coupler 自动使用 PS1 的电压源。一个电压源发生故障，则 PN/PN Coupler 自动切换到另一个电压源。

如仅将 PN/PN Coupler 连接到一个电源，则最好将其连接到 PS1。

3. 对 PN/PN Coupler 的 X1 和 X2 接口分别进行设备名称的分配（此处以为 X1 接口分配设备名称为例说明，X2 接口分配设备名称步骤相同）

网络视图中，鼠标右键选中 X1 侧模块， 弹出的下拉菜单中选择分配设备名称，如图 15 所示。

弹出的“分配 PROFINET 设备名称”对话框中，点击“更新列表”搜索所连接的 IO 设备，如果设备名称“状态” 列显示 “未分配设备名称” 或者 “设备名称不同”，点击分配设备名称，即可分配设备名称，如图 16 所示。

图 15. 选择分配设备名称

图 16. 更新列表并分配设备名称

4. 网络视图中转至在线，可以查看 IO 控制器和 IO 设备的状态，均正常无报错， PROFINET 通信已经成功，如图 17 所示

图 17. 网络视图转至在线连接正常

5. 在 S7-1200 和 S7-1500 分别创建监控表，添加对应变量，S7-1200 输出的 10 个字节数据值分别修改为 1 ~ 10， S7-1500 输出的 5 个字节数值分别是 21 ~ 25， 修改数值后监视对侧接收数据正常，如图 18 所示。

图 18. 监控表监视数据交换

图 18 中标注 1. 处为 TIA Portal 工具栏中 “垂直拆分编辑器空间” 按钮，可以将两个监控表并列显示。

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