本文将介绍耦合器主要功能、工作原理以及应用于工厂智能化改造的一个场景。
以下将分别介绍西门子三种耦合器：
SIMATIC PN/PN 耦合器
SIMATIC PN/MF 耦合器SIMATICDP/DP 耦合器01
SIMATIC PN/PN耦合器
► 基本原理
耦合器的主要作用：连接两个不同的网络，两个子网彼此电气隔离。典型网络架构图如下：
在耦合器内部，将一侧网络的输出数据映射到另一侧网络的输入，实现高速的数据交换。原理图如下：
PN/PN耦合器提供两种传输方法，这两种方法也可以结合使用：
循环数据耦合（一般所说的IO数据）
PN/PN耦合器在组态的PN时钟内（自125µs起）循环更新要复制的数据；两个网络侧的PN时钟可设为不同值非循环数据耦合PN/PN耦合器还可实现数据记录的非循环传输，并可供接收侧的控制器检索
► 主要特点独立的总线适配器BusAdapter：自由选择总线适配器的类型支持PROFINET系统冗余，可以用于冗余系统，支持介质冗余MRP及MRPD每侧网络Zui大支持4个控制器(老版本max.2)，支持站间通讯支持故障安全PROFIsafe数据进行数据交换更换时，无需编程设备：总线适配器中备份有IP地址或者通过网络拓扑实时的数据交换，时钟同步Zui快125µs易于配置，无需编程，实现网络间通信，更高安全性► 应用举例
通过对工厂/车间数字化改造，可实现对现有自动化设备、机台的数据采集。
如下图，新增的线体控制单元PLC通过耦合器实现与现有的产线、设备的PLC进行数据交换。
► 优势与特点
无需改变原有网络架构、IP地址等参数
配置简单，无需编程
数据采集系统与原有系统隔离，网络更安全
► 产品订货号&手册
PN/PN耦合器：6ES7158-3AD10-0XA0
官网链接：
https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/44319532/zh小程序下载链接：
PNPN 耦合器_手册_ch02
SIMATIC PN/MF耦合器
PN/MF耦合器是一款支持多总线的耦合器，是带有两个电气隔离以太网接口的设备：X1：用于EtherNet/IP或PROFINETIOX2：用于PROFINET IO► 基本原理
其典型网络架构图如下：
主要工作原理与PN/PN耦合器相似：
一侧网络上的PROFINET控制器或EtherNet/IP扫描器配置输出值，在另一侧子网的CPU通过配置的耦合伙伴来接收这些值。► 应用领域
PN/MF耦合器支持通过PROFINET或EtherNet/IP协议在两个控制器之间快速进行数据交换。将EtherNet/IP网络连接到PROFINET子网将两个PROFINET子网互相连接► 优势与特点
无论是基于PROFINET还是EtherNet/IP，都可轻松配置使用I/O数据
子网之间的数据耦合几乎无延迟，实现确定性数据交换
完全网络分离：故障状态对相邻子网无影响
诊断自身和相邻子网的故障状态
冗余电源
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SIMATIC DP/DP耦合器
DP/DP耦合器可用来连接两个PROFIBUS DP网络，实现两个网络中DP主站的数据传输。Zui大传输数据包括244字节输入和244字节输出。
其典型网络架构图如下：
主要的工作原理与PN/PN耦合器相似，耦合器内部将一个网络的输出复制到另一个网络的输入。