PLC之间的MPI通信详解.docx

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1、PLC之间的MPI通信详解-正文内容开始- PLC 之间的 MPI 通信详解 MPI 概述 MPI（MultiPoint Interface）通信是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通信方式。MPI 通信可使用 PLC S7-200/300/ 400、操作面板TP/OP 及上位机 MPI/PFOFIBUS 通信卡，如CP5512/CP5611/CP561 3 等进行数据交换。MPI 网络的通信速率为 19.2kbit/s12Mbit/s，通常默认设置为 187.5kbit/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、。MPI 网络最多可以连接 32 个节点，最大通信距离为 50 米，但是可以通过中继器来扩展长度。通过 MPI 实现 PLC 之间通信有三种方式：全局数据包通信方式、无组态连接通信方式和组态连接通信方式。PLC 之间的网络配置如图所示。 硬件和软件需求 硬件：CPU412-2 DP、CPU313C-2DP、MPI 电缆软件：STEP7 V5.2 SP1 以上 设置 MPI 参数 可分为两部分：PLC 侧和 PC 侧的参数设置。 PLC 侧参数设置 在硬件组态时可通过点击图中“Properties”按钮来设置 CPU 的 MPI 属性， 包括地址及通信速率，具体操作如图所示。注意：整个 MPI

3、网络中通信速率必须保持一致，且 MPI 地址不能冲突。 PC 侧参数设置 在 PC 侧痛要也要设置 MPI 参数，在“控制面板”“Set PG/PC Interfac e”中选择所用的编程卡，这里为 CP5611，访问点选择“S7ONLIEN”， 全局数据包通信方式 对于 PLC 之间的数据交换，我们只关心数据的发送区和接收区，全局数据包的通讯方式是在配置 PLC 硬件的过程中，组态所要通讯的 PLC 站之间的发送区和接收区，不需要任何程序处理，这种通讯方式只适合 S7-300/400 PLC 之间相互通讯。 实验步骤如下： 建立 MPI 网络首先打开编程软件 STEP7，建立一个新项，在此项

4、目下插入两个 PLC 站分别为 SIMATIC 400/CPU412-2DP 和 SIMATIC 300/CPU313C-2D P，并分别插入CPU 完成硬件组态，配置MPI 的站号和通讯速率，在本例中MPI 的站号分别设置为 5 号站和 4 号站，通讯速率为 187.5Kbit/S 。 组态数据的发送和接收区 选中 MPI 网络，再点击菜单“Options” “Define Global Date”进入组态画面如图所示。 插入所有需要通讯的 PLC 站 CPU双击 GD ID 右边的 CPU 栏选择需要通讯 PLC 站的 CPU。CPU 栏总共有 15 列，这就意味者最多有 15 个 CPU

5、 能够参与通讯。在每个CPU 栏底下填上数据的发送区和接收区， 例如： CPU412-2DP 的发送区为 DB1.DBB0DB1.DBB21，可以填写为 DB1.DBB0：22 （其中“DB1.DBB 0”表示起始地址，“22”表示数据长度）然后在菜单“edit”项下选择“Send er”作为发送区。而CPU313C-2DP 的接收区为 DB1.DBB021，可以填写为DB1.D BB0：22。如图所示。编译存盘后，把组态数据分别下载到CPU 中，这样数据就可以相互交换了。 注意：发送区和接收区的长度必须一致，地址区可以为 DB、M、I、Q 区，S 7-300 地址区长度最大为 22 字节，S

6、7-400 地址区长度最大为 54 字节。 通信的诊断 在多个 CPU 通讯时，有时通讯会中断，可用通过下述方法进行监测：在菜单“View”中点击“Scan Rates”和“GD Status”可以扫描系数和状态字，如图所示。 SR：扫描频率系数。如上图SR1.1 为 225，表示发送更新时间为 225CPU 循环时间。范围为 1255。通讯中断的问题往往设置扫描时间过快，可改大一些。 GSD：每包数据的状态字（双字）。可根据状态字编写相应的错误处理程序， 结构如下： 第一位：发送区域长度错误。 第二位：发送区数据块不存在。第四位：全局数据包丢失。 第五位：全局数据包语法错误。 第六位：全局数

7、据包数据对象丢失。 第七位：发送区与接收区数据对象长度不一致。第八位：接收区长度错误。 第九位：接收区数据块不存在。第十二位：发送方从新启动。 第三十二位：接收区接收到新数据。GST：所有 GDS 相“OR”的结果 事件触发的数据传送如果我们需要控制数据的发送与接收，如在某一事件或某一时刻，接收和发送所需要的数据，这时将用到事件触发的数据传送方式。这种通讯方式是通过调用 CPU 的系统功能SFC60 (GD_SND)和SFC61(GD_RCV) 来完成的，而且只支持 S7-400CPU，并且相应设置 CPU 的 SR（扫描频率）为 0， 可参考下图全局数据的组态画面： 编译存盘后下载到相应的

8、CPU 中，然后在 S7-400 中调用 SFC60/61 控制接收与发送。具体程序代码为： 无组态连接通信方式 无组态的 MPI 通信需要调用系统功能块 SFC65SFC69 来实现，这种通信方式适合于 S7-300、S7-400 和 S7-200 之间的通信。通过调用 SFC 来实现 MPI 通信又可分为两种方式：双边通信方式和单边通信方式。调用系统功能通信方式不能和全局数据通信方式混合使用。 双边编程通信方式 在通讯的双方都需要调用通讯块，一方调用发送块，另一方就要调用接收块来接收数据。这种通讯方式适用 S7-300/400 之间通讯，发送块是 SFC65(X_SEN D)，接收块是 S

9、FC66(X_RCV)。实验步骤如下： 在STEP7 中创建两个站STATION1, CPU 为S7- 412-2DP, MPI 站地址为5; STATION2, CPU 为 S7-313C-2DP , MPI 站号为 4，5 号站发送 2 包数据给 4 号站，4 号站判断后放在相应的数据区中。 编程在 2 号站 OB35 中须调用 SFC65，具体程序代码为： 参数说明： REQ 为发送请求,该参数为 1 时发送。 CONT 为 1 表示发送数据是连续的一个整体。DEST_ID 表示对方的 MPI 地址。 REQ_ID 表示一包数据的标识符 ，标识符自己定义。 SD 表示发送区，以指针的格式

10、表示，例子中第一包数据为 DB1 中从 DBX0. 0 (DBB0) (DBB0) 以后的 10 个字节数据,发送区最大为 76 个字节。 RET_VAL 表示发送的状态BUSY 为 1 时表示发送中止。 在这个例子中, M1.1，M1.3 为 1 时，CPU412-2DP 将发送标识符为“1”和 “2”的两包数据给 4 号站的 CPU313C-2DP。 一个 CPU 究竟可以和能几个 CPU 通讯和 CPU 的通讯资源有关系，这也决定SFC 的调用的次数。以上例作说明，M1.1，M1.3 为 1 时，与 4 号站的连接就建立起来了，反之 4 号站发送，5 号站接收同样要建立一个连接，也就是说

11、两个站通讯时，若都需要发送和接收数据,则须占用两个动态连接。通信状态可参考下 图。 M1.1，M1.3 为 0 时，此时建立的连接并没有释放，必须调用 SFC69 来释放 连接，在上例中 M1.5 为 1 时，与 4 号站建立的连接断开，如下图： 在 S7 313C-2DP 的 OB1 中调用接收块 SFC66，具体程序代码为： 参数 EN_DT 表示接收使能，RET_VAL 表示接收状态字，REQ_ID 为接收数据包的标识符，NDA 为 1 时表示有新的数据包，为 0 时则表示没有新的数据包，R D 表示接收区，接收区放在DB1 中从 DBB0 以后 10 个字节中。程序中，接收块只识别数据

12、的标识符，而不管是哪一个 CPU 发送的，接收从 5 号站 CPU412-2DP 发送的两包数据，当标识符为“1” 且 M1.3 为 1 时，复制接收区的数据到 DB2 的前 10 个字节中（调用 SFC20），当标识符为“2” 时，M1.4 为 1，复制接收区的数据到 DB3 的前 10 个字节中。数据传送状态如图所示。 单边编程通信方式 与双向通讯时两方都需要编写发送和接收块不同，单向通讯只在一方编写通讯程序，这也是客户机与服务器的关系，编写程序一方的 CPU 作为客户机，没有编写程序一方的 CPU 作为服务器，客户机调用 SFC 通讯块对服务器的数据进行读写操作，这种通讯方式适合 S7-

13、300/400/200 之间通讯，S7-300/400 的 CP U 可以同时作为客户机和服务器，S7-200 只能作服务器。SFC67 (X_GET) 用来读回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)用来写本地数据区中的数据到服务器中指定的数据区中。 具体实验步骤如下： 新建项目建立两个 S7 站，STATION1, CPU 为 S7 313C-2DP ,MPI 地址为 4 作为客户机; STATION2 ,CPU 为 S7 412-2DP, MPI 地址为 5 作为服务器。 编程 CPU421-2DP 的 OB1 中调用 SFC68，把本地数据区的数据 D

14、B2.DBB 0 开始的连续 10 个字节发送到 CPU313C-2DP 的 DB1.DBB20 开始的 10 个字节中； 调用 SFC67，CPU412-1DP 读出 CPU313C-2DP 的数据 DB1.DBB0 开始的 10 个字节放 到本地 DB2.DBB20 开始的 10 个字节中。程序代码如下图所示。 同样 S7-300CPU 也可以作为客户机，S7-400CPU 也可以作为服务器。数据传送状态如图所示。 组态连接通信方式 MPI 网络，调用系统功能块进行 PLC 站之间的通讯只适合于 S7-300/400，S 7-400/400 之间的通讯，S7-300/400 通讯时，由于

15、S7-300CPU 中不能调用 SFB 12(BSEND)，SFB13 (BRCV)，SFB14(GET)，SFB15(PUT)，不能主动发送和接收数 据，只能进行单向通讯，所以S7-300PLC 只能作为一个数据的服务器，S7-400P LC 可以作为客户机对 S7-300PLC 的数据进行读写操作。S7-400/400 通讯时，S 7-400PLC 可以调用 SFB14，SFB15，既可以作为数据的服务器同时也可以作为客户机进行单向通讯，还可以调用SFB12，SFB13，发送和接收数据进行双向通讯， 在 MPI 网络上调用系统功能块通讯，最大一包数据不能超过 160 个字节。 具体实验步骤

16、如下： 新建项目 建立两个 S7 的 PLC 站,STATION1 其 CPU 为 S7 412-2DP ，站地址为 5，ST ATION2, CPU 为 S7 313C-2DP，站地址为 4，假设 S7-400PLC 把本地数据 DB1 中字节 0 以后的 5 个字节写到 S7-300PLC DB1 中字节 0 以后的 5 个字节中去， 然后再读出 S7-300PLC DB1 中字节 0 以后的 5 个字节中的数据并将其放到 S7-4 00PLC 本地数据块 DB2 中字节 0 以后的 5 个字节中去。 组态连接及参数设置 在 STEP7 中点击“Options” “Configure Ne

17、t work”进入网络组态画面，如图所示： 右键点击 右键点击 CPU412-2DP，选择“Insert New Connections”新建连接。在弹 出的对话框中选择“S7 connection”连接类型，并选择所需连接的 CPU，这里选择 CPU313C-2DP。如图所示。 点击“Apply”按钮建立连接，并查看连接表的详细属性，如下图： 组态完成后编译存盘，并将连接组态分别下载到各自的 CPU。 组态完成后编译存盘，并将连接组态分别下载到各自的 CPU。 编程在 PLC 中调用通讯所需的系统功能块，由于是单向通讯 S7-300P LC 是数据的服务器，所以只能在S7-400PLC 侧编程，调用SFB15 写数据到 S7- 300PLC 中如下图： 程序编制好后下载到各自的 CPU 站，并建立变量表测试程序的运行。如图所 示。 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页