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PN/PN 耦合器常规功能

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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。

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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功能一、共享输入(MSI)/共享输出(MSO)

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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。

2.2

共享输出 (MSO)

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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。

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。

2.4

共享输出的本地发布（MSO Local）

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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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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。

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。

3.2

跨网络数据记录

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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。

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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总结

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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：

我们也列出了三款PN/PN耦合器功能对比，如下图所示：