西门子PLC通信.ppt
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1、Date:2022/10/19 Page:1Date:2022/10/19 Page:2第第7 7章章 西门子西门子PLCPLC通信技术通信技术 本本章章结结合合具具体体实实例例,详详细细介介绍绍 M M P PI I网网络络的的组组建建方方法法、如如何何用用全全局局数数据据包包通通信信方方式式实实现现 P PL LC C 之之间间的的 M M P PI I网网络络通通信信、如如何何实实现现无无组组态态连连接接的的 P PL LC C 之之间间的的 M M P PI I通通信信、如如何何实实现现有有组组态态连连接接的的 P PL LC C之之 间间 的的 M M P PI I通通信信、如如何何
2、实实现现 P PL LC C 之之 间间 的的 P PR RO OF FI IB BU US S-D DP P主主从从通通信信、如如何何组组态态远远程程 I I/O O 站站,最最后后介介绍绍了了 C C P P3 34 42 2-5 5分分别别作作为为主主站站和从站的和从站的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP组态应用。组态应用。7.1 7.1 西门子西门子PLCPLC网络网络 7.2 MPI7.2 MPI网络通信网络通信 7.3 PROFIBUS7.3 PROFIBUS现场总线通信技术现场总线通信技术 7.4 7.4 思考与练习思考与练习 返回首页返回首页Date:2022/10/
3、19 Page:37.1 7.1 西门子西门子PLCPLC网络网络返回本章返回本章Date:2022/10/19 Page:47.2 MPI7.2 MPI网络通信网络通信 M M P PI I是是多多点点通通信信接接口口(M M u ul lt ti iP Po oi in nt t I In nt te er rf fa ac ce e)的的简简称称。M M P PI I物物理理接接口口符符合合 P Pr ro of fi ib bu us s R R S S4 48 85 5(E EN N 5 50 01 17 70 0)接接口口标标准准。M M P PI I网网络络的的通通信信速速率率为
4、为 1 19 9.2 2k kb bi it t/s s1 12 2M M b bi it t/s s,S S7 7-2 20 00 0只只能能选选择择1 19 9.2 2k kb bi it t/s s的的通通信信速速率率,S S7 7-3 30 00 0通通常常默默认认设设置置为为 1 18 87 7.5 5k kb bi it t/s s,只只有有能能够够设设置置为为 P P r r o o f f i i b b u u s s接接口口的的MPIMPI网络才支持网络才支持12Mbit/s12Mbit/s的通信速率。的通信速率。7.2.1 MPI7.2.1 MPI网络组建网络组建7.2.
5、2 7.2.2 全局数据包通信方式全局数据包通信方式7.2.3 7.2.3 无组态连接的无组态连接的MPIMPI通讯方式通讯方式7.2.4 7.2.4 有组态连接的有组态连接的MPIMPI通讯方式通讯方式 返回本章返回本章Date:2022/10/19 Page:57.2.1 MPI7.2.1 MPI网络组建网络组建 用用S ST TE EP P 7 7软软件件包包中中的的 C C o on nf fi ig gu ur ra at ti io on n功功能能为为每每个个网网络络节节点点分分配配一一个个 M M P PI I地地址址和和最最高高地地址址,最最好好标标在在节节点点外外壳壳上上;
6、然然后后对对P P G G、O OP P、C CP PU U、C CP P、F F M M 等等包包括括的的所所有有节节点点进进行行地地址址排排序序,连连接接时时需需在在 M M P PI I网网的的第第一一个个及及最最后后一一个个节节点点接接入入通通信信终终端端匹匹配配电电阻。往阻。往MPIMPI网添加一个新节点时,应该切断网添加一个新节点时,应该切断MPIMPI网的电源。网的电源。返回本节返回本节Date:2022/10/19 Page:6MPI网络示意图网络示意图 返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:7MPI网络连接器网络连接器 为了保证网络通信质量,总线连接器或中
7、继器上都设计为了保证网络通信质量,总线连接器或中继器上都设计了了终端匹配电阻终端匹配电阻。组建通信网络时,在网络拓扑分支的末端。组建通信网络时,在网络拓扑分支的末端节点需要接入节点需要接入浪涌匹配电阻浪涌匹配电阻。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:8采用中继器延长网络连接距离采用中继器延长网络连接距离 返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:97.2.2 7.2.2 全局数据包通信方式全局数据包通信方式 全全局局数数据据(G GD D)通通信信方方式式以以 M M P PI I分分支支网网为为基基础础而而设设计计的的。在在S S7 7中中,利利用用全全
8、局局数数据据可可以以建建立立分分布布式式 P PL LC C 间间的的通通讯讯联联系系,不不需需要要在在用用户户程程序序中中编编写写任任何何语语句句。S S7 7程程序序中中的的 F FB B、F F C C、O OB B都都 能能用用绝绝对对地地址址或或符符号号地地址址来来访访问问全全局局数数据据。最最多多可可以以在在一一个个项目中的项目中的1515个个CPUCPU之间建立全局数据通讯。之间建立全局数据通讯。GDGD通信原理通信原理 GDGD通信的数据结构通信的数据结构 全局数据环全局数据环 GDGD通信应用通信应用 利用利用SFC60SFC60和和SFC61SFC61传递全局数据传递全局数
9、据 返回本节返回本节Date:2022/10/19 Page:101.GD1.GD通信原理通信原理 在在M M P PI I分分支支网网上上实实现现全全局局数数据据共共享享的的两两个个或或多多个个 C CP PU U 中中,至至少少有有一一个个是是数数据据的的发发送送方方,有有一一个个或或多多个个是是数数据据的的接接收收方方。发发送送或或接接收收的的数数据据称称为为 全全局局数数据据,或或称称为为 全全 局局 数数。具具有有相相同同S Se en nd de er r/R R e ec ce ei iv ve er r (发发送送者者/接接受受者者)的的全全局局数数据据,可可以以集集合合成成一
10、一个个 全全局局数数据据包包(G G D D P Pa ac ck ke et t)一一起起发发送送。每每个个数数据据包包用用 数数据据包包号号码码(G G D D P Pa ac ck ke et t N Nu um m b be er r)来来标标识识,其其中中的的变变量量用用 变变量量号号码码(V V a ar ri i a ab bl l e e N N u um m b be er r)来来标标识识。参参与与全全局局数数据据包包交交换换的的 C CP PU U 构构成成 了了 全全 局局 数数 据据 环环(G G D D C C i ir rc cl le e)。每每 个个 全全 局
11、局 数数 据据 环环 用用数据环号码数据环号码来标识(来标识(GD Circle Number GD Circle Number)。)。例例如如,G G D D 2 2.1 1.3 3表表 示示 2 2号号全全局局数数据据环环,1 1号号全全局局数数据据包包中中的的3 3号数据。号数据。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:11 在在P PL LC C 操操作作系系统统的的作作用用下下,发发送送 C CP PU U 在在它它的的一一个个扫扫描描循循环环结结束束时时发发送送全全局局数数据据,接接收收 C CP PU U 在在它它的的一一个个扫扫描描循循环环开开始始时时接接收收
12、G G D D。这这样样,发发送送全全局局数数据据包包中中的的数数据据,对对于于接接收收方方来来说说是是“透透明明 的的”。也也就就是是说说,发发送送全全局局数数据据包包中中的的信信号号状状态态会会自自动动影影响响接接收收数数据据包包;接接收收方方对对接接收收数数据据包包的的访访问问,相相当当于于对对发发送数据包的访问。送数据包的访问。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:122.GD2.GD通信的数据结构通信的数据结构 全全局局数数据据可可以以由由位位、字字节节、字字、双双字字或或相相关关数数组组组组成成,它们被称为全局数据的它们被称为全局数据的元素元素。一个全局数据包由
13、一个或几个。一个全局数据包由一个或几个GDGD元素组成,最多不能超过元素组成,最多不能超过24B24B。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:133.3.全局数据环全局数据环 全全局局数数据据环环中中的的每每个个 C CP PU U 可可以以发发送送数数据据到到另另一一个个 C CP PU U 或或 从从另一个另一个CPUCPU接收。全局数据环有以下接收。全局数据环有以下2 2种:种:环内包含环内包含2 2个以上的个以上的CPUCPU,其中一个发送数据包,其它的,其中一个发送数据包,其它的CPUCPU接收数据;接收数据;环内只有环内只有2 2个个CPUCPU,每个,每个CP
14、UCPU可既发送数据又接受数据。可既发送数据又接受数据。S7-300S7-300的每个的每个CPUCPU可以参与最多可以参与最多4 4个不同的数据环,在一个个不同的数据环,在一个MPIMPI网上最多可以有网上最多可以有1515个个CPUCPU通过全局通讯来交换数据。通过全局通讯来交换数据。其实,其实,MPIMPI网络进行网络进行GDGD通信的内在方式有两种:一种是通信的内在方式有两种:一种是一一对一方式对一方式,当,当GDGD环中仅有两个环中仅有两个CPUCPU时,可以采用类全双工点对时,可以采用类全双工点对点方式,不能有其它点方式,不能有其它CPUCPU参与,只有两者独享;另一种为参与,只有
15、两者独享;另一种为一对一对多多(最多(最多4 4个)广播方式,一个点播,其它接收。个)广播方式,一个点播,其它接收。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:144.GD4.GD通信应用通信应用(1/2)(1/2)应用应用GDGD通信,就要在通信,就要在CPUCPU中定义全局数据块,这一过程也中定义全局数据块,这一过程也称为称为全局数据通信组态全局数据通信组态。在对全局数据进行组态前,需要先执。在对全局数据进行组态前,需要先执行下列任务:行下列任务:定义项目和定义项目和CPUCPU程序名;程序名;用用PGPG单独配置项目中的每个单独配置项目中的每个CPUCPU,确定其分支网络号
16、、,确定其分支网络号、MPIMPI地址、最大地址、最大MPIMPI地址等参数。地址等参数。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:154.GD4.GD通信应用通信应用(2/2)(2/2)在在 用用 S ST TE EP P 7 7开开发发软软件件包包进进行行 G G D D 通通信信组组态态时时,由由系系统统菜菜单单【O O p pt ti io on ns s】中中 的的【D D e ef fi in ne e G G l lo ob ba al l D D a at ta a】程程 序序 进进 行行 G GD D 表表 组组态。具体组态步骤如下:态。具体组态步骤如下:在在
17、GDGD空表中输入参与空表中输入参与GDGD通信的通信的CPUCPU代号;代号;为每个为每个CPUCPU定义并输入全局数据,指定发送定义并输入全局数据,指定发送GDGD;第第一一次次存存储储并并编编译译全全局局数数据据表表,检检查查输输入入信信息息语语法法是是否为正确数据类型,是否一致;否为正确数据类型,是否一致;设定扫描速率,定义设定扫描速率,定义GDGD通信状态双字;通信状态双字;第二次存储并编译全局数据表。第二次存储并编译全局数据表。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:16【例例7-2-17-2-1】S7-300 S7-300之间全局数据通信。之间全局数据通信。要要
18、求求通通过过 M M P PI I网网络络配配置置,实实现现 2 2个个C CP PU U 3 31 15 5-2 2D DP P之之间间的的全全局局数据通信。数据通信。生成生成MPIMPI硬件工作站硬件工作站 打打 开开 S ST TE EP P 7 7,首首先先执执行行菜菜单单命命令令【F F i il le e】【N Ne e w w.】创创建建一一个个 S S7 7项项目目,并并命命名名为为“全全局局数数据据”。选选中中“全全局局数数据据”项项目目名名,然然后后执执行行菜菜单单命命令令【I In n s se er rt t】【S St ta at ti io on n】【S SI I
19、M M A AT TI IC C 3 30 00 0 S St ta at ti io on n】,在在此此项项目目下下插插入入两两个个 S S7 7-3 30 00 0的的PLCPLC站,分别重命名为站,分别重命名为MPI_Station_1MPI_Station_1和和MPI_Station_2MPI_Station_2。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:17设置设置MPIMPI网络地址网络地址返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:18设置设置MPIMPI地址地址 按按上上图图完完成成 2 2个个P PL LC C 站站的的硬硬件件组组态态,配配
20、置置 M M P PI I地地址址和和通通信信速速率率,在在本本例例中中 M M P PI I地地址址分分别别设设置置为为 2 2号号和和4 4号号,通通信信速速率率为为1 18 87 7.5 5k kb bi it t/s s。完完成成后后点点击击按按钮钮,保保存存并并编编译译硬硬件件组组态态。最最后后将硬件组态数据下载到将硬件组态数据下载到CPUCPU。连接网络连接网络 用用P Pr ro of fi ib bu us s电电缆缆连连接接 M M P PI I节节点点。接接着着就就可可以以与与所所有有 C CP PU U 建建 立立在在线线连连接接。可可以以用用 S SI I M M A
21、AT TI I C C 管管理理器器中中“A A c cc ce es ss si ib bl le e N N o od de es s”功功能来测试它。能来测试它。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:19生成全局数据表生成全局数据表 用用NetProNetPro组态组态MPIMPI网络网络 返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:20全局数据环组态全局数据环组态返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:21GD IDGD ID的意义的意义返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:22定义扫描速率和状态信息定义扫描速率和
22、状态信息 返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:235.5.利用利用SFC60SFC60和和SFC61SFC61传递全局数据传递全局数据 利利 用用 S SF FC C6 60 0 G GD D_ _S SN ND D 和和S SF FC C6 61 1 G GD D_ _R RC CV V 可可以以以以事事件件驱驱动动方方式式来来实实现现全全局局通通讯讯。为为了了实实现现纯纯程程序序控控制制的的数数据据交交换换,在在全全局局数数据据表表中中必必须须将将扫扫描描速速率率定定义义为为 0 0。可可单单独独使使用用循循环环驱驱动动或或程程序控制方式,也可组合起来使用。序控制方式
23、,也可组合起来使用。SFC60SFC60用来按设定的方式用来按设定的方式采集并发送采集并发送全局数据包。全局数据包。SFC61SFC61用来用来接收接收发送来的全局数据包并存入设定区域中。发送来的全局数据包并存入设定区域中。为为了了保保证证数数据据交交换换的的连连贯贯性性,在在调调用用 S SF FC C6 60 0或或S SF FC C6 61 1之之前前所所有有中中断断都都应应被被禁禁止止。可可以以使使用用 S SF FC C3 39 9禁禁止止中中断断,S SF FC C4 40 0开开 放放中断中断;使用;使用SFC41SFC41延时处理中断延时处理中断,SFC42SFC42开放延时开
24、放延时。返回上级返回上级Date:2022/10/19 Page:24【例例7-2-27-2-2】用用SFC60SFC60发送全局数据发送全局数据GD2.1GD2.1,用,用SFC61SFC61接收全局接收全局数据数据GD2.2GD2.2。使使用用系系统统功功能能(S SF FC C)或或系系统统功功能能块块(S SF FB B)时时,需需切切换换到到在在线线视视窗窗,查查看看当当前前 C CP PU U 是是否否具具备备所所需需要要的的系系统统功功能能或或系系统统功功能能块块,然然后后将将它它们们拷拷贝贝到到项项目目的的“B B l lo oc ck ks s”文文件件夹夹内内。接接下下来可
25、切换到离线视窗调用系统功能或系统功能块。来可切换到离线视窗调用系统功能或系统功能块。使使 用用 S SF FC C6 60 0和和S SF FC C6 61 1实实现现全全局局数数据据的的发发送送与与接接收收,必必须须进进行行全全局局数数据据包包的的组组态态,参参照照【例例7 7-2 2-1 1】。现现假假设设已已经经在在全全局局数数据据表表中中完完成成了了 G G D D 组组态态,以以 M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _1 1为为例例,设设预预发发送送数数据据包包 为为 G G D D 2 2.1 1,预预接接收收数数据据包包为为 G G D D
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