在西門子工業通信網絡中，除了控制器、IO設備（站）、交換機這些組件以外，還有一種可能會用到的設備——耦合器。
本文將介紹耦合器主要功能、工作原理以及應用于工廠智能化改造的一個場景。

以下將分別介紹西門子三種耦合器：

SIMATIC PN/PN 耦合器

SIMATIC PN/MF 耦合器SIMATIC DP/DP 耦合器

01

SIMATIC PN/PN耦合器

? 基本原理

耦合器的主要作用：連接兩個不同的網絡，兩個子網彼此電氣隔離。
典型網絡架構圖如下：

PN/PN耦合器具有兩個獨立的PROFINET IO設備接口，每個接口均連接至子網，在兩個子網中分別作為IO設備存在。
在耦合器內部，將一側網絡的輸出數據映射到另一側網絡的輸入，實現高速的數據交換。原理圖如下：

PN/PN耦合器提供兩種傳輸方法，這兩種方法也可以結合使用：

循環數據耦合（一般所說的IO數據）

PN/PN耦合器在組態的PN時鐘內（自125 μs起）循環更新要復制的數據；兩個網絡側的PN時鐘可設為不同值非循環數據耦合

PN/PN耦合器還可實現數據記錄的非循環傳輸，并可供接收側的控制器檢索

? 主要特點

獨立的總線適配器BusAdapter：自由選擇總線適配器的類型支持PROFINET系統冗余，可以用于冗余系統，支持介質冗余MRP及MRPD每側網絡Zui大支持4個控制器(老版本max.2)，支持站間通訊支持故障安全PROFIsafe數據進行數據交換更換時，無需編程設備：總線適配器中備份有IP地址或者通過網絡拓撲實時的數據交換，時鐘同步Zui快125 μs易于配置，無需編程，實現網絡間通信，更高安全性

? 應用舉例

通過對工廠/車間數字化改造，可實現對現有自動化設備、機臺的數據采集。

如下圖，新增的線體控制單元PLC通過耦合器實現與現有的產線、設備的PLC進行數據交換。

? 優勢與特點

無需改變原有網絡架構、IP地址等參數

配置簡單，無需編程

數據采集系統與原有系統隔離，網絡更安全

? 產品訂貨號&手冊

PN/PN耦合器：6ES7158-3AD10-0XA0

官網鏈接：

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/44319532/zh

小程序下載鏈接：

PNPN 耦合器_手冊_ch

02

SIMATIC PN/MF耦合器

PN/MF耦合器是一款支持多總線的耦合器，是帶有兩個電氣隔離以太網接口的設備：

X1：用于EtherNet/IP或PROFINET IOX2：用于PROFINET IO

? 基本原理

其典型網絡架構圖如下：

主要工作原理與PN/PN耦合器相似：

一側網絡上的PROFINET控制器或EtherNet/IP掃描器配置輸出值，在另一側子網的CPU通過配置的耦合伙伴來接收這些值。

? 應用領域

PN/MF耦合器支持通過PROFINET或EtherNet/IP協議在兩個控制器之間快速進行數據交換。

將EtherNet/IP網絡連接到PROFINET子網將兩個PROFINET子網互相連接

? 優勢與特點

無論是基于PROFINET還是EtherNet/IP，都可輕松配置使用I/O數據

子網之間的數據耦合幾乎無延遲，實現確定性數據交換

完全網絡分離：故障狀態對相鄰子網無影響

診斷自身和相鄰子網的故障狀態

冗余電源

03

SIMATIC DP/DP耦合器

DP/DP耦合器可用來連接兩個PROFIBUS DP網絡，實現兩個網絡中DP主站的數據傳輸。Zui大傳輸數據包括244字節輸入和244字節輸出。

? 基本原理

其典型網絡架構圖如下：

主要的工作原理與PN/PN耦合器相似，耦合器內部將一個網絡的輸出復制到另一個網絡的輸入。