西门子可编程控制器-MPI通讯技术.ppt

1、MPI通信技术、通信是PLC应用过程中非常重要的一部分，本章着重介绍了MPI通信的基本概念，介绍了构建MPI网络的基本方法，分别介绍了不间断的单边通信和双边通信的方法，在一个项目中详细介绍了全球数据通信的实现过程1 MPI通信概要，本节首先介绍了MPI通信网络的基本概念和MPI残奥仪表的设定方法，还介绍了PC侧的MPI通信卡的类型。 1.1 MPI概要、MPI(Multi Point Interface :多点接口)是多点接口的简称，是在对通信速率的要求不高、通信数据量少的情况下能够采用的简单且经济的通信方式。 通过构成小型的PLC通信网络，实现PLC间的少量数据交换，无需追加硬件和软件即可网

2、络化。 每个S7-300 CPU集成了MPI通信协议，MPI的物理层是RS-485。 通过MPI，PLC能够与执行手持机PG和STEP7的计算机PC、人接口(HMI )、包括其他SIMATIC S7、M7、C7在内的多个设备同时建立通信连接。 同时连接的通信对方的个数因CPU的形式而异。1.2 MPI网络的构筑、仅由MPI接口构成的网络称为MPI分支网络或(MPI网络)。 当两个或多个MPI分支网络通过路由器或网关连接器连接时，复杂的网络结构布置在其中以提供更宽的设备互连，如图1所示。 在此，对MPI网络的构成问题进行说明。 图1MPI网络结构图、1MPI网络连接规则和硬件介绍、MPI网络在如

3、图1所示构筑MPI网络时应遵循以下连接“规则”:1)MPI网络可连接的节点。 能够访问MPI网络的所有设备都称为MPI网络的节点。 可访问的设备有编程装置(PG/个人计算机PC )、操作接口(OP )、S7/M7 PLC。 2 )为了保证网络的通信质量，在构筑网络时，必须在一根电缆的末端连接浪涌匹配电阻。 也就是说，必须在网络的最初和最后的节点上连接终端电阻(一般西门子专用连接器带有终端匹配电阻)。 3)2个终端电阻之间的总线电缆称为段。 每个段最多有32个节点(缺省值16 )，每个段最多有50m (从第一个节点到最后一个节点的最长距离)。 4 )在节点之间的距离超过50m的情况下，可使用RS

4、485中继器来加宽节点之间的连接距离。 如果两个RS485中继器之间没有其他节点，则可以在两个中继器之间安装高达1000m米的电缆。 这是两个转发器之间的最大电缆长度。 连接电缆是PROFIBUS电缆(屏蔽双绞线)，网络插头(PROFIBUS连接器)带有终端电阻，如图2所示，在其他电缆和连接器中，不能保证标称的通信距离和通信速率。 图2的2 PROFIBUS适配器，5 )在未将总线电缆直接与总线连接器(网络插头)连接而必须采用分支线电缆的情况下，分支线的长度取决于分支线的数量，在1条分支线的情况下最大长度可以限定为10m，分支线最大可以限定为6条，其长度可以限定为5m 6 )只有启动时和维护时

5、必要的编程装置通过分支线连接到MPI网络。 7 )在将新节点连接到MPI网络之前，必须关闭电源。2MPI网络残奥仪表和地址、MPI网络聚合RS-485标准、具有多播性质，MPI的波特率固定为185kbps(s7-200连接时为19.2kbps )。 每个MPI网络都有一个分支网络号，用于区分不同的MPI分支互联网络。MPI互联或MPI网络上的每个节点都有一个称为MPI地址的网络地址。 MPI地址的地址规则：1) MPI分支互联网编号默认为0，在一个分支网络中，每个节点必须设置相同的分支网络编号2 ) 必须给MPI网络上的每个节点分配一个MPI地址和最高MPI地址的相同MPI分支网络上的每个节点

6、的地址号必须不同，但是每个节点的最高地址号相同。 3 )节点MPI地址编号不能大于给定的最高MPI地址编号，最高地址编号为126。 为了提高MPI网络节点的通信速度，必须将最高MPI地址设置得较小。4 )如果机架中实现了功能模块(FM )和通信模板，则这些MPI地址按照CPU的MPI地址的顺序加1来配置，如图3所示。 图3是自动分配可编程模板的MPI地址，而5 )表1表示了一些装置在出厂时的MPI地址的缺省值。 表1的默认MPI地址、按照上述规则构筑的MPI网络和地址分配如图4所示。 STEP 7软件包中的Configuration功能可用于为每个网络节点分配MPI地址和顶级地址。分配地址时，

7、可对PG、OP、CP、FM等进行地址排序。 在网络中，可以为1台维护用的PG预约MPI地址0，为1台维护用的OP预约MPI地址1。 PG和OP地址应该不同图4中的分支虚线表示仅在启动时和维护时接受MPI网的PG和OP，在需要这些的情况下能够容易地访问网内。图4MPI网络连接示例、3MPI网络连接部件、连接MPI网络，网络插头和网络中继器两种常用部件都可以在PROFIBUS现场总线中使用。 1 )网络插头(LAN插头)网络插头是节点的MPI端口和网络电缆之间的连接器。 网络插头有带PG插座和不带PG插座两种。 另外，编程装置PG对于MPI网络节点有两种操作方式：一种是PG在MPI网络上固定连接，

8、则使用网络插头直接聚合在MPI网络中。 另一个是在网络启动和维护时访问PG，使用时用一条分支线连接到一个节点。 对于PG固定连接，使用双端口网络插头(无连接器)插入双电缆，并将MPI通信卡(例如)插入上层计算机板。 如果使用时连接了PG，则可以使用带PG插座的网络连接器，上位计算机需要MPI适配器。 可以将临时接入的PG节点的MPI地址设定为0，或者将最高MPI地址设定为126，使用S7配置软件确定该MPI网络的默认最高地址，如果默认值较小，则为网络的最高MMI地址如果网络插头安装在段的起点和终点，则必须打开(ON )插头上的终端电阻。 (2)网络中继器(RS485 )、网络中继器可以放大信号

9、并且具有光电隔离，因此可以用于扩展节点之间的连接距离(最多增加20倍)。 也可作为连接下接地的节点和接地的MPI编程装置的隔离器等抗干扰隔离使用。 对于MPI网络系统，在接地设备和未接地设备之间连接时，请注意RS485继电器的连接和使用。 设定1.3MPI残奥仪表，设定MPI残奥仪表时，分为PLC侧和PC侧的MPI的残奥仪表设定两部分。 1. PLC侧残奥仪表设定：基于HW Config的硬件构成时双击“CPU313C”，则如图5所示，在图5的“HW Config”对话框中配置硬件，点击上图的“Properties”按钮注意：在正常应用程序中，请勿更改MPI通信速率。 请注意，在整个MPI网络

10、中通信速度一致，MPI站地址不会冲突。 2.PC侧残奥仪表设定、PC侧也同样设定MPI残奥仪表，在STEP7软件SIMATIC Manager画面中点击菜单“Options”选项的“set pg/PC接口”(如图7所示) (或设置) 图7是“选项”选项的“设置pg/PC接口”接口，图8是“CP5611(MPI )”接口，1.4 PC侧的MPI通信卡的类型，1。 2 .用于笔记本电脑编程和通信的2.CP 5511 PCMCIA类型卡。 具有网络诊断功能，通信速度最高为12Mbit/s，价格相对较高。3. CP5512 PCMCIA TYPE CardBus(32位)卡用于笔记本电脑的编程和通信，

11、具有网络诊断定功能，通信速度最高为12Mbit/s，价格相对较高。 4 .用于4. CP5611 PCI卡、台式电脑的编程和通信。 此卡具有网络诊断功能，通信速度高达12Mbit/s，价格实惠。 5. CP5613 PCI卡(代替原始CP5412卡)具有网络诊断功能，具有高达12Mbit/s的通信速率的处理器，并且可以保持大量数据通信的稳定性，因此一般用于PROFIBUS网络，也具有MPI功能如果知道了上述功能，就能容易地选择与自己的应用程序相符的通信卡。 CP通信卡的代码中，5是PCMCIA接口，6是PCI总线，3是处理器。掌握2S7-300PLC的MPI通信方法，本节主要通过两个实施例，简

12、单且直观地介绍在S7-300PLC的全局模块中进行MPI通信和无组MPI通信的方法，读者能够迅速且正确地掌握S7-300PLC的MPI的使用方法另外，2.1掌握全局块并进行MPI通信的方法，1 .全局块通信方式的概要在MPI网络中的各中央处理单元(CPU )之间可以交换少量的数据，将仅在意数据的发送接收区域的处理称为全局块通信。 全局块的通信方式在配置PLC硬件的过程中，将想要通信的PLC站间的发送区域和接收区域分组，因此无需程序处理，该通信方式仅适用于S7-300/400 PLC间的相互通信。 以全局模块通信的具体方法和步骤为例进行说明。 2 .网络配置图9、图9网络配置图3 .硬件和软件请

13、求硬件： CPU313C CPU313C MPI电缆软件： STEP 7 V5.2 SP2 4 .网络配置和残奥仪表设置程序。 (1)在构建MPI网络的步骤7中建立新的项目，例如MPIEXE1_GD，在该项目之下插入两个PLC站，分别是站1 (CPU 313 c )和站2 (CPU 313 c )，并分别插入，图10的右键单击如图10所示，右键点击配置数据的发送区域和接收区域，或者选择 Options ，图11选择 Define Global Data 进入配置画面，(3)需要通信CPU栏共订正15行。 这意味着最多可以有15个CPU参与通信。 在各CPU栏的下方记入数据的发送区域和接收区域，

14、例如第一列的CPU313C(1)的发送区域仅是记入为“db1.dbb0:12”(db1. dbb 0:12表示从db1. dbb 0开始的22字节)的绝对地址包含计时器和计数器地址的单元只能作为发送端使用。 每一行只需要定义一个CPU作为数据的源，但可以有多个目标。 同一行中每个单元的字节数必须相同。 单击第二列中CPU313C(2)下的单元格，输入MB 20336012 (表示来自mb20的12B )，该单元格的背景为白色，在该行中CPU313C(2)表示接收站。 在编译保存后，通过将配置数据分别下载到相应的CPU，能够进行如图12所示的数据通信。 地址区域的DB、m、I、q区域、S7-30

15、0地址区域的长度最长必须为22字节，发送区域和接收区域的长度必须一致。 数据包由多个连续的数据区域构成时，1个连续的数据区域占有的区域是数据区域内的字节数加上2个标题说明字节。 一个单独的双字占据6B，一个单独字占据4B，一个单独字节占据3B，一个单独比特也占据3B。例如DB2.DBB0:10和QW0:5共占用22B (最初的连续数据区域的两个头部说明字节不包含在22B中)，在图12的各CPU栏下设置数据的发送接收区域，程序详细而言是实训十三(4)多CPU通信多CPU通信、图13的GDid残奥仪表、() 残奥仪表a :全局数据块的循环数。 每个周期的数量表示与一个CPU进行通信。 例如，在S7

16、-300 CPU通信中，两个发送和接收是一个周期，图中的CPU313C(1)和CPU313C(2)构成第一GD环，两个CPU向对方发送GD分组并且接收对方的GD分组，并且是全双工点对点通信支持的周期数与CPU相关，S7-300 CPU最多可以与4个(最多4个) CPU进行通信。 ()残奥仪表b :全局数据块的个数。 指示一个周期中存在多个全局数据块，如图14所示。 例如，两个S7站相互通信，一个周期有两个数据块。 另外，图14的残奥仪表b的例子，()残奥仪表c:1数据包中的数据区域数。 参考图15，CPU313c的SIMATIC 300(2)的CPU向SIMATIC 300(2)的CPU发送3组数据，三个数据区域是单个分组。 另外，在图15的残奥仪表c的例子中，残奥仪表a、b、c的介绍仅为了使数据的接收区域和发送区域最佳化，而降低CPU的通信负荷。 简单的应用程序在编译GD ID时自动生成，而不考虑这些残奥参数。 (5)在通信的诊断为多个CPU通信的情况下，有时通信会中断，但编译完成后，若在菜单“View”中分别点击“Scan Rates”和“GD Status”，则能够看到扫描系