使用PNPN耦合器实现S7-1200F与S7-1500F间的PROFINET安全通信

"该文档详细介绍了如何在TIA博途中实现S7-1200F和S7-1500F安全相关控制器之间利用PNPN耦合器进行PROFINET通讯。通过使用安全应用程序块如SENDDP（发送）和RCVDP（接收），在F-CPU的安全程序中实现数据的传输。" 在工业自动化领域，西门子的TIA（ Totally Integrated Automation）博途是集成工程软件，用于设计、调试和维护自动化系统。本教程重点关注了在TIA博途中配置S7-1200F和S7-1500F这两款具备安全功能的PLC（可编程逻辑控制器）进行安全相关的通信。这种通信是通过PROFINET协议，一个基于工业以太网的开放式标准，实现控制器间的高速数据交换。 1. **概念**： 安全通信在TIA博途的安全系统中与标准系统类似，使用具有PROFINET接口的S7-1200F和S7-1500F F-CPU（故障安全CPU）。通信过程由两个安全应用块驱动：SENDDP用于发送数据，RCVDP用于接收数据。这些块在用户定义的安全程序中被调用，允许固定数量的BOOL（布尔型）和INT（整型）数据进行安全传输。 2. **安全相关的PN控制器之间的通信**： 在这个示例中，设置了一个CPU1511F-1PN作为主控PROFINET控制器，另一个CPU1215FC作为从控。两者间的安全通信是通过PN/PNCoupler（PNPN耦合器）建立的。耦合器允许两个控制器在安全模式下交换数据。 3. **软硬件环境**： - 软件：使用了STEP7 Professional V14SP1和STEP7 Safety Advanced V14SP1来完成编程。 - 硬件：包括CPU1511F-1PN V2.0、CPU1215FC V4.2以及PN/PNCoupler V3.0。 测试目标是通过PN/PNCoupler实现F-CPU间的安全通信，使用SENDDP发送16个BOOL数据和2个INT数据，而RCVDP负责接收。 4. **配置细节**： - 数据交换的流程如图1-1所示，其中CPU1511F向CPU1215FC发送16个BOOL和2个INT，反之亦然。 - 注意事项：RCVDP应在安全程序开始时调用，SENDDP则在结束时调用，以确保数据传输的正确性。 5. **实施步骤**： - 首先，需要在TIA博途中创建项目，并分别配置两个F-CPU。 - 接着，添加PN/PNCoupler到网络中，并设定相应的通信参数。 - 在安全程序中，插入并配置SENDDP和RCVDP块，定义数据的发送和接收。 - 最后，进行硬件连接和系统调试，确保数据能够安全、正确地传输。 通过这种方式，工程师可以实现S7-1200F和S7-1500F之间的安全相关通信，这对于在需要高安全级别的自动化环境中至关重要，如制造业、化工或能源行业。这种通信机制确保了在故障发生时能够迅速响应，保护设备和人员的安全。