profinet controller（protools连接控制器）

PN/PN Coupler —— 未在同一TIA Portal 项目- HSP 中组态

PROFINET IO 通信不支持跨网段的实时通信。此外，如果两个PROFINET IO 控制器中没有智能设备，通常无法在两个PROFINET IO 控制器之间进行直接PROFINET IO 通信。此时，可以使用PN/PN Coupler来解决这些问题。

PN/PN Coupler 有两个PROFINET 接口，每个接口连接到不同的子网。这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 控制器进行通信。两个IO设备之间的数据交换实现了不同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个字节到S7-1500； S7-1500 向S7-1200 输出5 个字节。

具体网络结构和通信角色如图1所示，参数分布如表1所示：

图1. 网络结构和通信角色

表格1。

硬件通信角色IP 地址数据交换S7-1200IO 控制器192.168.0.124 输出10 字节数据；输入5 字节数据S7-1500IO 控制器192.168.2.155 输入10 字节数据；输出5 个字节的数据PN /PN Coupler 的IO 设备192.168.0.158 数据传输至PN/PN Coupler X1 接口。为了实现这种通信，有以下三种方法：

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

2. S7-1200 和S7-1500 不在同一个TIA Portal 项目中：一方从硬件目录中添加PN/PN Coupler 配置，并导出GSD 文件给另一方进行配置

3、S7-1200和S7-1500不在同一个TIA Portal项目中：双方都使用从官网下载的PN/PN Coupler的GSD文件配置

本文档介绍了第二种方法。

实验室环境

Portal软件：TIA Portal STEP7 Professional V18（导出GSD的项目软件版本至少需要TIA Portal V15）

硬件如表2所示：

表2.

名称订货号固件版本CPU 1214C DC/DC/DC6ES7214-1AG40-0XB0V4.6CPU 1515-2 PN6ES7515-2AM01-0AB0V2.9PN/PN Coupler6ES7158-3AD10-0XA0V4.2 第一个项目配置

1、新建一个工程，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对PLC机密PLC数据的保护；取消勾选仅支持PG/PC与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：PLC安全设置可根据实际需要进行设置！

图3. 安全设置概述

3. 将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. 在网络视图中，“硬件目录”、“网络组件”、“网关PN/PN Coupler 6ES7 158-3AD10-0XA0”，双击或将其拖动到网络视图中，如图5 所示。

图5. 将PN/PN Coupler 添加到硬件目录

5. 在PN/PN Coupler 的设备视图中，选择X1 接口，并在属性常规以太网地址属性中将IP 地址设置为192.168.0.158；取消选中自动生成PROFINET设备名称并将设备名称设置为pnpncpuplerx1，如图6所示。

图6. 设置PN/PN Coupler X1 接口IP 地址

6. 在网络视图中，单击网络，用鼠标选择PN/PN Coupler X1 接口，单击未分配三个字，在出现的下拉菜单中选择IO 控制器，然后选择IOController1200.PROFINET interface_1作为IO控制器，如图7所示。

图7. 将IO 控制器分配给PN/PN Coupler X1 接口

7、在PN/PN Coupler的设备视图中，点击X1侧模块，属性常规模块参数转换映射，然后添加传输区域，如图8所示。

图8. 添加传输区域

从图8整体来看：

可分为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；由于X2部分是在另一个项目中配置的，所以这里显示了X2部分的IO控制器未知，没有具体的IQ地址

横向看：

传输区域_1实现S7-1200输出10字节QB2 - QB11

传输区域_2 实现S7-1200 输入5 个字节QB4 - QB9，由于激活的数据状态，多了1 个字节

8、添加转接区后，点击转接区下方的导出按钮，勾选导出X2（右耦合端），选择导出GSD文件的存储路径，点击导出按钮即可完成GSD文件的导出，如图9所示。

注意：导出的GSD 文件用于在另一个项目中配置PN/PN Coupler

图9. 导出GSD 文件

9. 分别编译软件和硬件中的S7-1200程序，并将其下载到CPU中。

10. 为PN/PN Coupler 的X1 接口分配设备名称

在网络视图中，右键选择X1侧模块，在弹出的下拉菜单中选择Assign Device Name，如图10所示。

在弹出的“分配PROFINET设备名称”对话框中，点击“更新列表”，搜索已连接的IO设备。如果设备名称的“状态”栏显示“未分配设备名称”或“设备名称不同”，则单击分配设备名称。设备名称已分配，如图11 所示。

图10. 选择分配设备名称

图11. 更新列表并分配设备名称

第二个项目配置

1、新建一个工程，添加CPU1515-2PN V2.9，名称设置为IOController1500，如图12所示。

图12. 添加S7-1500 CPU

2、在弹出的S7-1500安全设置对话框中设置禁用对PLC机密PLC数据的保护；取消选中仅支持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13所示。

注：PLC安全设置可根据实际需要进行设置！

图13. S7-1500 安全设置

3. 将S7-1500 以太网地址设置为192.168.2.155，如图14 所示。

图14. S7-1500 以太网地址设置

4、点击菜单栏选项按钮，点击“管理Universal Station描述文件”，在弹出的对话框中点击已安装的GSD，在源路径中选择正确的路径存放刚刚导出的GSD文件，勾选要安装的GSD 文件的副本。选择该框并单击安装按钮进行安装。安装完成后，等待硬件目录更新。更新完成后，可以在hardware目录下找到GSD文件。如图15所示。

图15. 导入GSD 文件

5. 在网络视图中添加PN/PN Coupler，根据右侧路径找到模块：硬件目录其他现场设备PROFINET IO 网关SIEMENS AG PN/PN Coupler PN/PN Coupler.X2，如图16 所示。

图16. 添加PN/PN Coupler 模块

6. 在网络视图中，单击“网络”，单击PN/PN Coupler GSD 文件中未分配的左下角，选择IOController1500.PROFINET interface_1 作为其IO 控制器，如图17 所示。

图17. 将控制器分配给PN/PN Coupler.X2

7. 在PN/PN Coupler 的设备视图中，选择X2 接口，并在属性常规以太网地址属性中将IP 地址设置为192.168.2.158；取消选中自动生成PROFINET设备名称并将设备名称设置为pnpncpuplerx2，如图18所示。

图18. 设置PN/PN Coupler X2 接口IP 地址

8. 双击PN/PN Coupler X2 GSD 文件进入其设备视图。您可以在设备视图的设备概览中查看传输区域。可以根据需要调整输入输出区域的起始地址，如图19

图19. 查看调整传输区域IQ 地址

9. 分别编译S7-1500项目硬件和软件，并将程序下载到CPU中。

10. 为PN/PN Coupler.X2 分配设备名称，请参考PN/PN Coupler.X1 的方法。

调试

1. 为PN/PN Coupler 供电：

如果两个连接(PS1/PS2) 均施加电压，则PN/PN Coupler 自动使用PS1 的电压源。如果一个电压源发生故障，PN/PN Coupler 会自动切换到另一个电压源。

如果PN/PN Coupler 仅连接到一个电源，则最好将其连接到PS1。

2、分别在S7-1200和S7-1500上创建监控表，添加相应的变量，S7-1200输出的10字节数据值修改为1~10，S7输出的5字节值-1500分别是21。 ~25，修改该值后，监测对方正常接收数据，如图20。

图20.监控表监控数据交换

审稿人：刘庆