MPI与Profibus通信(内部工程师培训)

1、MPI与Profibus通信,培训人： 编写人： 培训对象：系统工程师,MPI与Profibus通信-西门子硬件网络关系,西门子PLC通信技术,结合具体实例，详细介绍MPI网络的组建方法、如何用全局数据包通信方式实现PLC之间的MPI网络通信、如何实现无组态连接的PLC之间的MPI通信、如何实现有组态连接的PLC之间的MPI通信、如何实现PLC之间的PROFIBUS-DP主从通信、如何组态远程I/O站，最后介绍了CP342-5分别作为主站 和从站的PROFIBUS-DP组态应用。 1 西门子PLC网络 2 MPI网络通信 3 PROFIBUS现场总线通信技术 4 思考与练习,返回首页,2 MPI网络通信,MPI是多点通信接口（MultiPoint Interface）的简称。MPI物理接口符合Profibus RS485（EN 50170）接口标准。MPI网络的通信速率为19.2kbit/s12Mbit/s，S7-200只能选择19.2kbit/s的通信速率，S7-300通常默认设置为185kbit/s，只有能够设置为Profibus接口 的MPI网络才支持12Mbit/s的通信速率。

2、 2.1 MPI网络组建 2.2 全局数据包通信方式 2.3 无组态连接的MPI通讯方式 2.4 有组态连接的MPI通讯方式,返回首页,2.1 MPI网络组建,用STEP 7软件包中的Configuration功能为每个网络节点分配一个MPI地址和最高地址，最好标在节点外壳上；然后对PG、OP、CPU、CP、FM等包括的所有节点进行地址排序，连接时需在MPI网的第一个及最后一个节点接入通信终端匹配电 阻。往MPI网添加一个新节点时，应该切断MPI网的电源。,返回本节,MPI网络示意图,返回上级,MPI网络连接器,为了保证网络通信质量，总线连接器或中继器上都设计了终端匹配电阻。组建通信网络时，在网络拓扑分支的末端节点需要接入浪涌匹配电阻。,返回上级,采用中继器延长网络连接距离,返回上级,2.2 全局数据包通信方式,全局数据（GD）通信方式以MPI分支网为基础而设计的。在S7中，利用全局数据可以建立分布式PLC间的通讯联系，不需要在用户程序中编写任何语句。S7程序中的FB、FC、OB都能用绝对地址或符号地址来访问全局数据。最多可以在一个 项目中的15个CPU之间建立全局数据通讯。 GD通信

3、原理 GD通信的数据结构 全局数据环 GD通信应用 利用SFC60和SFC61传递全局数据,返回本节,1.GD通信原理,在MPI分支网上实现全局数据共享的两个或多个CPU中，至少有一个是数据的发送方，有一个或多个是数据的接收方。发送或接收的数据称为全局数据，或称为全局数。具有相同Sender/Receiver （发送者/接受者）的全局数据，可以集合成一个全局数据包（GD Packet）一起发送。每个数据包用数据包号码（GD Packet Number）来标识，其中的变量用变量号码（Variable Number）来标识。参与全局数据包交换的CPU构成了全局数据环（GD Circle）。每个全局数据环用 数据环号码来标识（GD Circle Number ）。 例如，GD 2.1.3表示2号全局数据环，1号全局数据包中 的3号数据。,返回上级,在PLC操作系统的作用下，发送CPU在它的一个扫描循环结束时发送全局数据，接收CPU在它的一个扫描循环开始时接收GD。这样，发送全局数据包中的数据，对于接收方来说是“透明的”。也就是说，发送全局数据包中的信号状态会自动影响接收数据包；接收方对接收数

4、据包的访问，相当于对发 送数据包的访问。,返回上级,2.GD通信的数据结构,全局数据可以由位、字节、字、双字或相关数组组成， 它们被称为全局数据的元素。一个全局数据包由一个或几个GD元素组成，最多不能超过24B。,返回上级,3. 全局数据环,全局数据环中的每个CPU可以发送数据到另一个CPU或从 另一个CPU接收。全局数据环有以下2种： 环内包含2个以上的CPU，其中一个发送数据包，其它的CPU接收数据； 环内只有2个CPU，每个CPU可既发送数据又接受数据。 S7-300的每个CPU可以参与最多4个不同的数据环，在一个MPI网上最多可以有15个CPU通过全局通讯来交换数据。 其实，MPI网络进行GD通信的内在方式有两种：一种是一对一方式，当GD环中仅有两个CPU时，可以采用类全双工点对点方式，不能有其它CPU参与，只有两者独享；另一种为一对多（最多4个）广播方式，一个点播，其它接收。,返回上级,4. GD通信应用(1/2),应用GD通信，就要在CPU中定义全局数据块，这一过程也称为全局数据通信组态。在对全局数据进行组态前，需要先执行下列任务： 定义项目和CPU程序名； 用PG单独配置

5、项目中的每个CPU，确定其分支网络号、MPI地址、最大MPI地址等参数。,返回上级,4. GD通信应用(2/2),在用STEP 7开发软件包进行GD通信组态时，由系统菜单【Options】中的【Define Global Data】程序进行GD表组 态。具体组态步骤如下： 在GD空表中输入参与GD通信的CPU代号； 为每个CPU定义并输入全局数据，指定发送GD； 第一次存储并编译全局数据表，检查输入信息语法是 否为正确数据类型，是否一致； 设定扫描速率，定义GD通信状态双字； 第二次存储并编译全局数据表。,返回上级,【例7-2-1】 S7-300之间全局数据通信。 要求通过MPI网络配置，实现2个CPU 315-2DP之间的全局 数据通信。 生成MPI硬件工作站 打开STEP 7，首先执行菜单命令【File】【New.】创建一个S7项目，并命名为“全局数据”。选中“全局数据”项目名，然后执行菜单命令【Insert】【Station】【SIMATIC 300 Station】，在此项目下插入两个S7-300的 PLC站，分别重命名为MPI_Station_1和MPI_Station_2。

6、,返回上级,设置MPI网络地址,返回上级,设置MPI地址 按上图完成2个PLC站的硬件组态，配置MPI地址和通信速率，在本例中MPI地址分别设置为2号和4号，通信速率为185kbit/s。完成后点击按钮，保存并编译硬件组态。最后 将硬件组态数据下载到CPU。 连接网络 用Profibus电缆连接MPI节点。接着就可以与所有CPU建立在线连接。可以用SIMATIC管理器中“Accessible Nodes”功 能来测试它。,返回上级,生成全局数据表,用NetPro组态MPI网络,返回上级,全局数据环组态,返回上级,GD ID的意义,返回上级,定义扫描速率和状态信息,返回上级,5. 利用SFC60和SFC61传递全局数据,利用SFC60 GD_SND和SFC61 GD_RCV可以以事件驱动方式来实现全局通讯。为了实现纯程序控制的数据交换，在全局数据表中必须将扫描速率定义为0。可单独使用循环驱动或程 序控制方式，也可组合起来使用。 SFC60用来按设定的方式采集并发送全局数据包。 SFC61用来接收发送来的全局数据包并存入设定区域中。 为了保证数据交换的连贯性，在调用SFC60或SFC61之

7、前所有中断都应被禁止。可以使用SFC39禁止中断，SFC40开放 中断；使用SFC41延时处理中断，SFC42开放延时。,返回上级,【例7-2-2】 用SFC60发送全局数据GD2.1，用SFC61接收全局数据GD2.2。 使用系统功能（SFC）或系统功能块（SFB）时，需切换到在线视窗，查看当前CPU是否具备所需要的系统功能或系统功能块，然后将它们拷贝到项目的“Blocks”文件夹内。接下 来可切换到离线视窗调用系统功能或系统功能块。 使用SFC60和SFC61实现全局数据的发送与接收，必须进行全局数据包的组态，参照【例7-2-1】。现假设已经在全局数据表中完成了GD组态，以MPI_Station_1为例，设预发送数据包为GD 2.1，预接收数据包为GD 2.2。要求当M1.0为“1”时 发送全局数据GD 2.1；当M1.2为“1”时接收全局数据GD 2.2。,返回上级,用SFC60发送全局数据GD2.1，用SFC61接收全局数据GD2.2,返回上级,2.3 无组态连接的MPI通讯方式 调用系统功能SFC,用系统功能SFC6569，可以在无组态情况下实现PLC之间的MPI的通讯，这种

8、通讯方式适合于S7-300、S7-400和S7-200之间的通讯。无组态通讯又可分为两种方式：双向通讯方式和单向通讯方式。无组态通讯方式不能和全局数据通讯 方式混合使用。 双向通讯方式 单向通讯,返回本节,1.双向通讯方式,双向通讯方式要求通讯双方都需要调用通讯块，一方调用发送块发送数据，另一方就要调用接收块来接收数据。适用S7-300/400之间通讯，发送块是SFC65（X_SEND），接收块是SFC66（X_RCV）。下面举例说明如何实现无组态双向通 讯。 【例7-2-3】 无组态双向通讯。 设2个MPI站分别为MPI_Station_1（MPI地址为设为2）和MPI_Station_2（MPI地址设为4），要求MPI_Station_1站发送一个数据包到MPI_Station_2站。,返回上级,生成MPI硬件工作站,打开STEP 7，创建一个S7项目，并命名为“双向通讯”。在此项目下插入两个S7-300的PLC站，分别重命名为MPI_Station_1和MPI_Station_2。MPI_Station_1包含一个 CPU315-2DP；MPI_Station_2包含一个CPU3

9、13C-2DP。,设置MPI地址,完成2个PLC站的硬件组态，配置MPI地址和通信速率，在本例中CPU315-2DP和CPU313C-2DP的MPI地址分别设置为2号和4号，通信速率为185kbit/s。完成后点击按钮，保存 并编译硬件组态。最后将硬件组态数据下载到CPU。,返回上级,编写发送站的通讯程序,在MPI_Station_1站的循环中断组织块OB35中调用SFC65，将I0.0I1.7发送到MPI_Station_2站。 MPI_Station_1站OB35中的通讯程序如图所示。,返回上级,编写接收站的通讯程序,在MPI_Station_2站的主循环组织块OB1中调用SFC66，接收MPI_Station_1站发送的数据，并保存在MB10和MB11 中。MPI_Station_2站OB1中的通讯程序如图所示。,返回上级,2. 单向通讯,单向通讯只在一方编写通讯程序，也就是客户机与服务器的访问模式。编写程序一方的CPU作为客户机，无需编写程序一方的CPU作为服务器，客户机调用SFC通讯块对服务器进行访问。SFC67（X_GET）用来读取服务器指定数据区中的数据并存放到本地的数据区中，SFC68（X_PUT）用来将本地 数据区中的数据写到服务器中指定的数据区。 【例7-2-4】 无组态单向通讯。 建立两个S7-300站：MPI_Station_1（CPU315-2DP，MPI地址设置为2）和MPI_Station_2（CPU313C-2DP，MPI地址设置为3）。CPU315-2DP作为客户机，CPU313C-2DP作为服务 器。,返回上级,生成MPI硬件工作站,打开STEP 7编程软件，创建一个S7项目，并命名为“单向通讯”。在此项目下插入两个S7-300的PLC站，分别重命名 为MPI_Station_1和MPI_Station_2。,设置MPI地址,在本例中将CPU315-2DP和CPU313C-2DP的MPI地址分别设置为2号和3号，通信速率为185kbit/s。完成后点击按钮，保存并编译硬件组态。最后将硬件组态数据下载到 CPU。,返回上级,生成MPI硬件工作站,打开STEP 7编程软件，创建一个S7项目，并命名为“单向通讯”。在此项目下插入两个S7-

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