“不一样”的 PN/PN 耦合器功能,各位电气人快来涨知识

“不一样”的 PN/PN 耦合器功能,各位电气人快来涨知识通过 PN/PN 耦合器的模块内部共享输入 和共享输出 功能,可将数据同时传递给本侧的其它 PLC,最多提供给 4 个 CPU 使用。

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

一、PN/PN 耦合器常规功能

西门子的 PN/PN 耦合器常用于实现处于两个不同网络的控制器之间的 PROFINET 数据传输。如下图所示,分别处于不同网络上的 S7-1500 PLC 通过 PN/PN 耦合器实现数据的快速交互,而且因为耦合器的存在,两个网络彼此隔离,也大大增加了网络的安全性。

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针对这种经典应用,PN/PN 耦合器组态也非常简单,我们只需要在两个CPU 中分别组态耦合器,并且插入输入/输出,简单地说就是 “槽位交叉对应,长度一致” 即可。

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但是在配置的过程中,大家也会注意到,在组态类型的下拉框中,还有很多其它组态功能。

大家可能有疑问,针对这些不常用的组态选项,能够实现什么功能呢?让我们一起看看 “不一样”的 PN/PN 耦合器功能。

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二、功能一、共享输入(MSI)/共享输出(MSO)

通过 PN/PN 耦合器的模块内部共享输入 (MSI) 和共享输出 (MSO) 功能,可将数据同时传递给本侧的其它 PLC,最多提供给 4 个 CPU 使用。

2.1共享设备

共享输入 (MSI) /共享输出 (MSO) 是基于共享设备功能实现的,通过共享设备功能,耦合器不再将数据交换局限在两侧的两个 CPU 之间。

如下图所示,共享设备功能允许耦合器两侧存在多个 CPU,数据的交互可以在多个 CPU 之间实现,多个 CPU 瓜分 PN/PN 耦合器组态的槽位,当前允许每侧最多存在 4 个 CPU。

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2.2共享输出 (MSO)

如下图所示,CPU1 通过组态 MSO 类型,耦合器把 CPU1 的数据发送给 CPU5 的同时,还在左侧的网络中把数据的副本发送给CPU2/CPU3/CPU4;CPU5 的槽位仅需要组态普通输入类型。

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2.3共享输出(MSO)+ 共享输入(MSI)

如下图所示,通过组态 MSO 类型,耦合器把 CPU1 的数据送给 CPU5 的同时,还在左侧的网络中,把数据的副本发送给 CPU2/CPU3/CPU4;通过组态MSI 功能,耦合器把数据同时传送给右侧网络的CPU5/CPU6/CPU7/CPU8。

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2.4共享输出的本地发布(MSO Local)

MSO LOCAL 的组态,可以在 PN/PN 耦合器的一侧组态完成,不再需要耦合器另一侧存在其它的控制器,CPU1 可以把数据直接发送给本侧的 CPU2/CPU3/CPU4。

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三、功能二、数据记录传输功能

之前所说的通信方式,耦合器都基于 PROFINET 周期性 IO 数据交换,这种通信的输入/输出数据量最大不能超过各 1440 个字节,可以满足绝大多数的应用场合。

但是,如果我们的实际应用中,需要更多的通信数据量,之前的模式将不能满足需求,所以我们可以考虑另外的通信模式,即基于数据记录的非周期数据访问方式。此种方式需要两侧的 CPU 编程调用 “RDREC” 和“WRREC”(SFB52/53)完成非周期模式下读/写数据记录的操作。

3.1传输类型 STO 和 PUB

组态数据记录传输类型分为两种:一种叫 Storage 类型,简称 STO,另外一种叫 Publisher 类型,简称 PUB。

1、STO 类型数据记录的传输规则:

  • PN/PN 耦合器中的每条 STO 类型最多缓存 8 个数据记录。
  • 缓冲存储器将按照先进先出 (FIFO) 的原则进行操作。
  • 如果缓冲区已满,而发送方的 CPU 仍尝试将数据记录写入 PN/PN 耦合器中,则耦合器拒绝接收该条数据记录。
  • 须等待接收方的 CPU 至少接收一个数据记录后,发送方的 CPU 才能再向 PN/PN 耦合器的缓冲区发送一个新的数据记录。
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2、PUB 类型数据记录的传输规则相对简单得多:

  • 它不缓冲任何数据记录。
  • 在接收方的 CPU 接收数据记录之前,如果发送方的 CPU 又发送了新的数据记录,则将覆盖上一个数据记录。结果是,接收方的 CPU 只能接收到最后一个数据记录。
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3.2跨网络数据记录

PN/PN 耦合器自固件版本 V2.0 起支持跨网络的数据记录传输。一侧的 CPU 将数据记录传输到另外一侧的 CPU,每侧分别最多 4 个 CPU。如下图所示,发送方的 CPU 组态 RD WRITE STO 或 PUB 类型,接收方的 CPU 组态 RD READ STO 或 PUB 类型。

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3.3本地数据记录

自固件版本 V4.2 起 PN/PN 耦合器支持本地数据记录传输,每个插槽最多可以将 4096 字节的数据,以非周期的方式从一个 CPU(发送器)传输到同一侧的最多 3 个 CPU(接收器)中。

如下图,不需要组态另一侧的 CPU,CPU1 通过写数据记录程序块将数据发送给 CPU2/CPU3/CPU4,CPU2/CPU3/CPU4 需要调用读数据记录程序块获得数据,虚拟插槽可以选择 LOCAL RD STO 或者 PUB 类型。

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四、总结

上文介绍的所有功能既可以单独使用,也允许多种类型混合组态。在使用上我们需要注意 PN/PN 耦合器的版本是否支持所选功能。

西门子一共推出了3个型号的PN/PN耦合器。分别是2006,2009和2017年发布的,外观如下图所示:

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我们也列出了三款PN/PN耦合器功能对比,如下图所示:

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