通过 DP/DP 耦合器实现安全通讯

TIA Portal中S7-1200F CPU和S7-1500F CPU实现安全相关主站与主站通讯的配置例程

在TIA安全系统中S7-1500F的CP1542-5 DP口和S7-1200F 的 CM1243-5 DP口之间可以借助DP/DP Coupler模块进行主站与主站安全相关的通信。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，可用于固定数量的BOOL和INT类型的数据进行安全传送。

在本例程中，将CPU1511F-1PN带CP1542-5作为一个PROFIBUS 主站，CPU1215FC带CM1243-5作为另一个PROFIBUS主站，通过DP/DP Coupler实现两个CPU的安全相关通信。

更多的关于创建和编写、通信的安全程序的信息请参考故障安全系统组态和编程手册。

1 示例所使用的软硬件环境

• STEP7 Professional V14 SP1
• STEP7 Safety Advanced V14 SP1
• CPU1511F-1PN V2.0 订货号 6ES7 511-1FK01-0AB0
• CP1542-5 V1.0 订货号 6GK7542-5FX00-0XE0
• CPU1215FC V4.2订货号6ES7215-1HF40-0XB0 注意：从固件版本V4.2版本开始的S7-1200F CPU才支持安全相关的通信。
• CM1243-5 V1.3 订货号 6GK7243-5DX30-0XE0
• DP/DP Coupler 订货号6ES7158-0AD01-0XA0

通过DP/DP Coupler 实现主站和主站的F-CPU之间的安全相关通信，使用F应用程序块SENDDP进行发送，用RCVDP进行接收。使用以安全方式一次传送16个BOOL型数据和2个INT型数据，如图1-1。

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。

CPU1511F ( CP1542-5 )	传输类型	CPU1215FC ( CM1243-5 )
16 Bool 2 INT		16 Bool 2 INT

图1-1  数据交换数量和类型

2 硬件配置  

1.  打开TIA软件，点击“新建项目”输入项目名称，设置项目文件存储路径；点击“确定”，完成项目创建，如图2-1。

图 2-1 创建项目    

2. 添加新设备，选择的订货号和版本，将设备名称命名为：CPU1500F，如图2-2。

图 2-2 插入1500F站

3. 在设备组态界面创建新的以太网子网，设置IP地址，如图2-3。

图2-3 分配网络和设置IP地址

4. 在“设备视图”中，组态 CP1542-5，并设置PROFIBUS 接口，新建PROFIBUS子网，PRODIBUS 地址2，如图2-4。

图2-4 插入CP1542-5 并设置DP网络

5. 在“网络视图”中，组态DP/DP Coupler，实物中CP1542-5的DP线连接DP/DP Coupler的左侧DP口，如图2-5。。

图2-5 组态DP/DP Coupler

6. 将DP/DP Coupler分配给DP 主站，并进入DP从站分配参数，从站地址3，如图2-6，2-7。实物中DP/DP Coupler左侧DP1的从站拨码设置3。

图2-6 分配DP Coupler给DP 主站

图2-7 设置DP Coupler的DP 地址

7. DP/DP Coupler 模块的介绍，如图2-8。

图2-8 DP/DP Coupler模块面板图

表2-1 拨码开关的含义

更多详细信息，请阅读 DP/DP Coupler 手册，链接地址如下：  https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/1179382

当此设备做为 F-CPU之间通讯时，必须注意以下几点：

a. DIA 必须是不校验，即DIA=OFF ；

b. ADDR必须使用DIP开关设置，即ADDR=OFF；

c. 安全通讯的数据地址区定义规则为，发送方：6 字节输入/12 字节输出；接收方：12 字节输入 / 6 字节输出。

8. 分配IO通讯区域，在1500F侧建立一个发送条目（6字节输入/12字节输出），如图2-9。

图2-9 组态IO区域

9. 按照上述的方法，组态S7-1215FC的CPU，增加CM1243-5模块，组态DP/DP Coupler，建立一个接收条目（12字节输入/6字节输出），最终的组态结果，如图2-9。实物中CM1243-5的DP线连接DP/DP Coupler的右侧DP2口，且将DP/DP Coupler右侧DP2的从站拨码设置4。

图2-10 双方的IO组态数据

10. 将两个安全CPU都编译保存，然后下载。设置DP Coupler拨码，连接DP电缆，通信正常后网络视图在线后状态如图2-11。

图2-11 硬件组态在线状态显示通信正常

3 软件编程  

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。

1. 在项目树中打开 S7-1200F，安全运行组在添加安全CPU硬件时系统已经自动生成，默认在OB123中调用安全主程序“Main_Safety_RTG1”FB1，如图3-1所示。

图3-1 系统自动创建的安全运行组

2. 添加一个F-DB，用于RCVDP指令输出变量接口连接，如图3-2。

图3-2 接收数据F-DB建立变量

3. 打开“程序块”下面的安全主程序“Main_Safety_RTG1”（FB1），在程序段1中调用RCVDP数据接收功能指令。注意：F通讯程序接收指令，必须在主程序的开始调用，如图3-3所示。

图 3-3 插入接收功能指令RCVDP

4. 接收功能指令RCVDP管脚定义，图3-4所示。

图3-4 接收指令参数管脚

表1 RCVDP功能指令参数说明

注意：输出变量中，除“RET_DPRD”，“RET_DPWR”和“DIAG”三个变量以外其它的变量都需要用故障安全的数据。

5. 在指令中，LADDR参数需要到系统常量中找到之前配置的传输地址区的硬件标识符。

图3-5 RCVDP中LADDR管脚的填写

6. 在S7-1500F侧，新建F-DB，用于SENDDP指令输出变量接口连接，图3-6。

图3-6 S7-1500F侧发送F-DB

7. 打开“程序块”下面的“Main_Safety_RTG1”（FB1），调用SENDDP数据发送功能指令。注意：必须在安全程序结束时调用SENDDP，在网络最后调用发送功能指令，如图3-7，3-8。

图3-7 S7-1500F侧SENDDP指令程序

表2 SENDDP功能指令说明

注意：输出变量中，除“RET_DPRD”，“RET_DPWR”和“DIAG”三个变量以外其它的变量都需要用故障安全的数据连接。

图3-8 SENDDP中LADDR管脚

8. 注意要将两个PLC的发送和接收程序的DP_DP_ID参数设置成相同。

图3-9 发送和接收的DP_DP_ID参数要一致

9. 将两个PLC的程序进行编译，然后下载到PLC。

10. 使用监控表监控测试结果，S7-1500F通过SENDDP指令将M100.0，M100.1和MW102、MW104发送，S7-1200F通过RCVDP指令接收数据，如图3-10。

图3-10 监控结果

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