S7-1200项目中配置PROFINET X2接口操作步骤
在安全系统中f-cpu之间可以借助 pn/pn coupler 模块进行控制器之间的安全相关的通信。通信通过两个安全应用程序块进行，即senddp块用于发送数据，而rcvdp块用于接收数据。这些块由用户在f-cpu相应的安全程序中调用，以故障安全的方式将 16 个数据类型为 bool 的数据和 2 个数据类型为 int 的数据或者 1 个数据类型为 dint（s7-1200、s7-1500）的数据发送至另一 f-cpu。
在本例程中，将cpu1513f-1pn作为一个 io 控制器，cpu1215fc作为另一个 io 控制器，通过 pn/pn coupler(v4.2)实现两个cpu的安全相关的通信。cpu1513f在安全程序中使用f应用程序块senddp进行发送，cpu1215fc在安全程序中用rcvdp进行接收，以安全方式一次传送16个bool型数据和2个int型数据。注意：必须在安全程序开始时调用rcvdp，必须在安全程序结束时调用senddp。
示例中使用的软硬件环境
硬件：
cpu1513f-1pn 6es7 513-1fl02-0ab0，v2.8.3
cpu1215fc dc/dc/dc 6es7 215-1af40-0cb0，v4.4.1
pn/pn coupler 6es7 158-3ad10-0xa0，v4.2.0
软件：
step7 professional v16 update2
step7 safety v16
1.第一种情况（同一项目中操作）
这种情况下两个cpu 使用 step7 v16 在一个项目中操作，详细步骤如下。
1.1 使用 step7 v16 创建项目加入 s7-1500和s7-1200 站
使用 step7 v16 创建一个新项目，并通过“添加新设备”分别组态 s7-1500和s7-1200 站，选择对应型号 cpu，创建各自的pn/ie子网，设置各自的 ip 地址，并确认设备名称。
本示例中cpu151f设备名称是plc_1，cpu1215fc设备名称是plc_2。如图 1 所示。
图 1 在新项目中创建两个plc 站
1.2 配置pn/pn coupler
在“硬件目录”中找到 pn/pn coupler，确认订货号，选择版本，拖入到“网络视图”中，如图 2 所示。
图 2 在项目中拖入pn coupler v4.2版本
图 3 将pn coupler profinet接口 x1连接到cpu1513f的profinet接口
图 4 组态pn coupler profinet接口x1部分的ip地址和设备名称
图 5 组态pn coupler profinet接口x2部分的ip地址和设备名称
注意：安全通信时要使用固定格式的传输区类型，这里是cpu1513f向cpu1215fc发送数据，所以要选择输出长度12个字节的类型。
图 6 组态pn coupler 地址映射
两个cpu在同一个项目中，系统自动在pn coupler profinet接口x2的plc_2侧自动生成了一个匹配的传输区“profisafe输入/输出 12字节/6字节”，如图 7 所示。
注意：最好使用系统自动分配的io地址，如果要进行修改，要保证传输区分配的输入地址和输出地址的起始地址相同。
图 7 pn coupler 地址映射信息
图 8 传输区在两个cpu的地址分配情况
1.3 分配pn/pn coupler设备名称
鼠标左键点中pn coupler 左侧x1网络接口，按住鼠标拖拽连接到cpu1513f的profinet接口，这样pn coupler的profinet接口x1就连接到pn/ie_1子网，分配io控制器为plc_1，如图 3 所示。然后设置x1接口的ip地址和设备名称，如图 4 所示。。
同样方法将pn coupler的profinet接口x2拖向cpu1215fc的profinet接口，网络会显示连接到pn/ie_2子网，自动分配io控制器为plc_2。pn coupler的左下角会显示“多重分配”字样，然后设置x2接口的ip地址和设备名称。如图 5 所示。
在pn coupler属性界面中“转换映射”创建“传输区_1”，类型选择“profisafe输入/输出 6字节/12字节”，如图 6 所示。
将两个安全cpu都编译下载后，还需要在线分配pn coupler设备名称后profinet通信才能正常，而且由于pn coupler的profinet网口有两个，要分别进行操作。
在前面的组态配置中cpu1513f连接的是pn couler上profinet接口x1网络，所以在实际的网线连接时要将cpu1513f的profinet网线插入到pn coupler左侧总线适配器的网口上。同样，cpu1215fc的网线应该插入到pn coupler右侧总线适配器的网口上。
图 9 pn coupler模块面板图
以cpu1513f侧操作为例，介绍分配设备名称操作。首先要保证计算机的网线连接到pn coupler上profinet接口x1网络中。使用鼠标右击pn coupler左侧，弹出的对话框中选择分配设备名称，如图 10 所示。
图 10 鼠标右击左侧，打开分配设备名称界面
进入分配设备名称界面后，点击“更新列表”会显示出网络中的可访问节点。核对mac地址与pn coupler上面印刷的mac address 1相同，确保是pn coupler上的profinet x1接口。点击“分配名称”，如图11所示。
图 11 分配设备名称操作
操作成功后，在状态栏会显示“确定”，如图 12所示。
图 12 分配设备名称操作完成
采用同样的步骤，对pn coupler的profinet接口x2分配设备名称，完成后网络视图在线后状态显示通信正常，如图13。
注意：这时计算机的网线要连接到pn coupler上profinet接口x2网络中，而且使用鼠标右击pn coupler右侧，核对mac地址时要与pn coupler上面印刷的mac address 2相同。
图13 硬件组态在线状态
1.4 编程、下载
安全相关的通信除了要进行硬件组态外，还要使用专门的安全通信程序块完成数据的发送和接收。
在cpu1513f程序块中添加f-db，命名“senddata”建立16个bool类型和2个int类型变量，作为发送数据。在cpu1215fc程序块中添加f-db，命名“rcvdata”建立16个bool类型和2个int类型变量用于接收数据，如图14。
图 14 cpu1513f中的发送数据块结构
图 15 cpu1215fc中的接收数据块结构
示例中是cpu1513f向cpu1215fc发送数据，所以在cpu1513f的安全主程序fb1中调用senddp数据发送功能块，注意参数dp_dp_id和laddr参数的填写，指令所在位置如图16。
图 16 指令所在位置
laddr参数需要到pn coupler x1接口部分的属性中查找“传输区_1”的系统常数，如图17。
图 17 查找pn coupler x1接口配置的传输区_1的系统常数
cpu1215fc的安全主程序fb1中调用rcvdp数据接收功能块，参数dp_dp_id要与cpu1513f的senddp一致，如图16。
图 18 cpu1215fc中的接收功能块dp_dp_id要与cpu1513f中的发送功能块一致
laddr参数需要到pn coupler x2接口部分的属性中查找“传输区_1”的系统常数，如图19。
图 19 查找pn coupler x2接口配置的传输区_1的系统常数
示例中cpu1513f向cpu1215fc发送了2个int类型的数据，如果要发送dint类型的数据，只需要将要发送的数据地址填写在senddp功能指令的输入参数sd_di_00处，同时在输入参数dintmode=1就可以。
这时cpu1215fc就可以在rcvdp功能指令的输出参数rd_di_00处接收到dint数据。注意：不能同时传送int和dint类型的数据。
将两个plc的程序进行编译，然后分别下载到plc。
1.5 通讯测试
检查无错误后，分别给两个站点新建监控表，对数据进行监控，如图 20 所示。
图 20 通信测试
1.6 发生通信错误时的处理
如果发生通信错误，发送方（senddp指令）会置位输出参数 error 和 subs_on =1，同时在输出参数diag处显示有关所发生通信错误类型的信息。
接收方（rcvdp 指令）会将输入参数 subbo_xx 和 subi_xx 或 subdi_00所指定的故障安全值替代到对应输出，同时置位输出error和 subs_on =1，在输出参数diag处显示有关所发生通信错误类型的信息。
图 21 senddp/rcvdp 指令的diag的结构说明
当不再检测到通信错误时，rcvdp 指令会置位输出参数ack_req = 1，这时在输入参数 ack_rei 处输入上升沿进行确认，安全数据传递才会恢复。
图 22 通信错误及确认的时序图
在本示例中，为了演示通信错误的确认过程，故意制造了一个通信错误。
1、将cpu1513f切换到停止模式，cpu1215fc中的rcvdp指令置位输出error和 subs_on =1，同时在输出参数diag处显示信息16#10。
图 23 cpu1215fc rcvdp指令报错
2、根据diag的提示信息，查找故障原因，将cpu1513f切换到运行模式后，错误排除。rcvdp指令置位输出ack_req =1,请求重新集成。
图 24 cpu1215fc rcvdp指令请求确认
3、对rcvdp指令的输入参数ack_rei置位，对发送数据的重新集成进行确认后，数据传递恢复。
图 25 cpu1215fc rcvdp指令进行确认
2.第二种情况（不在同一项目中操作）
如果两个cpu是分开在两个tia项目中，只需要将pn coupler的两个profinet接口的配置分开来操作就可以了。即，在cpu1513f的项目中配置pn coupler上的profinet x1接口，在cpu1215fc的项目中配置pn coupler上的rpofinet x2接口。
对于安全通信程序块senddp/rcvdp的调用和参数填写，与前面在同一个项目中的操作是完全相同的。
2.1 s7-1500 项目中配置profinet x1接口
创建一个新项目，并通过“添加新设备”组态 s7-1500 站，在网络视图中配置pn coupler。鼠标左键点中pn coupler 左侧x1网络接口，按住鼠标拖拽连接到cpu1513f的profinet接口，这样pn coupler的profinet接口x1就连接到cpu1513f。然后设置x1接口的ip地址和设备名称，操作方法与前面的都是相同的,只是不需要再对pn coupler上的profinet x2接口进行配置。之后在“转换映射”中创建“传输区_1”，在profinet接口[x1]下面，类型选择“profisafe输入/输出 6字节/12字节”，如图 21 所示。
图 26 在s7-1500项目中配置profinet接口[x1]
2.2 s7-1200 项目中配置profinet x2接口
创建一个新项目，并通过“添加新设备”组态 s7-1200 站，在网络视图中配置pn coupler。鼠标左键点中pn coupler 左侧x2网络接口，按住鼠标拖拽连接到cpu1215fc的profinet接口，这样pn coupler的profinet接口x1就连接到cpi1215fc上。然后设置x2接口的ip地址和设备名称，操作方法与前面的都是相同的,只是不需要再对pn coupler上的profinet x1接口进行配置。之后在“转换映射”中创建“传输区_1”，在profinet接口[x2]下面类型选择“profisafe输入/输出 12字节/6字节”，如图 22 所示。
图 27 在s7-1200项目中配置profinet接口[x2]
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cpu1215fc dc/dc/dc 6es7 215-1af40-0cb0，v4.4.1
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图 5 组态pn coupler profinet接口x2部分的ip地址和设备名称
注意：安全通信时要使用固定格式的传输区类型，这里是cpu1513f向cpu1215fc发送数据，所以要选择输出长度12个字节的类型。
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图 7 pn coupler 地址映射信息
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1.3 分配pn/pn coupler设备名称
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在pn coupler属性界面中“转换映射”创建“传输区_1”，类型选择“profisafe输入/输出 6字节/12字节”，如图 6 所示。
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图 9 pn coupler模块面板图
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图 12 分配设备名称操作完成
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图 14 cpu1513f中的发送数据块结构
图 15 cpu1215fc中的接收数据块结构
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图 16 指令所在位置
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图 17 查找pn coupler x1接口配置的传输区_1的系统常数
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图 18 cpu1215fc中的接收功能块dp_dp_id要与cpu1513f中的发送功能块一致
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这时cpu1215fc就可以在rcvdp功能指令的输出参数rd_di_00处接收到dint数据。注意：不能同时传送int和dint类型的数据。
将两个plc的程序进行编译，然后分别下载到plc。
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1.6 发生通信错误时的处理
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图 21 senddp/rcvdp 指令的diag的结构说明
当不再检测到通信错误时，rcvdp 指令会置位输出参数ack_req = 1，这时在输入参数 ack_rei 处输入上升沿进行确认，安全数据传递才会恢复。
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1、将cpu1513f切换到停止模式，cpu1215fc中的rcvdp指令置位输出error和 subs_on =1，同时在输出参数diag处显示信息16#10。
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图 25 cpu1215fc rcvdp指令进行确认
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图 26 在s7-1500项目中配置profinet接口[x1]
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