第7章 西门子PLC通信技术

Date: 2011-12-21

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第7章

西门子PLC通信技术 西门子PLC通信技术 PLC

本章结合具体实例，详细介绍MPI网络的组建方法、 MPI网络的组建方法 本章结合具体实例，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、 PLC之间的MPI网络通信 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、 PLC之间的MPI通信 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 PLC之间的MPI通信、如何实现PLC之间的PROFIBUS-DP主从通 之间的MPI 通信 PLC之间的 PROFIBUS 如何组态远程I/O I/O站 最后介绍了CP342CP342 信 、 如何组态远程 I/O 站 ， 最后介绍了 CP 342 - 5 分别作为主站 和从站的PROFIBUS DP组态应用 PROFIBUS- 组态应用。 和从站的PROFIBUS-DP组态应用。 西门子PLC PLC网络 §7.1 西门子PLC网络 MPI网络通信 §7.2 MPI网络通信 PROFIBUS现场总线通信技术 §7.3 PROFIBUS现场总线通信技术 §7.4 思考与练习Date: 2011-12-21 Page: 2

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西门子PLC PLC网络 §7.1 西门子PLC网络MPI 网络 工业以太网 Profibus PtP(点对点) (点对点) 单元层 OP PC、OS PG

Profibus DP

SIMATIC S5

S7-400 -

WINAC

S7-300

其他 PLC

DP/ASI Link ET 200C ASI 接口 ASI 电源 ASI 现场设备 执行器/传感器 ASI 子模块 ET 200B/L

现场层

AS-I 层

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MPI网络通信 §7.2 MPI网络通信MPI是多点通信接口( Interface)的简称。 MPI是多点通信接口(MultiPoint Interface)的简称。 MPI物理接口符合 物理接口符合Profibus RS485 485( 50170)接口标准。 MPI 物理接口符合 Profibus RS 485 ( EN 50170 ) 接口标准 。 MPI网络的通信速率为19. kbit/s~12Mbit/s 网络的通信速率为19 Mbit/s, 200只能选 MPI网络的通信速率为19.2kbit/s~12Mbit/s,S7-200只能选 择19.2kbit/s的通信速率，S7-300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。 MPI网络才支持12Mbit/s的通信速率。 网络才支持12Mbit/s的通信速率 MPI网络组建 §7.2.1 MPI网络组建 §7.2.2 全局数据包通信方式 无组态连接的MPI MPI通讯方式 §7.2.3 无组态连接的MPI通讯方式 有组态连接的MPI MPI通讯方式 §7.2.4 有组态连接的MPI通讯方式Date: 2011-12-21 Page: 4

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MPI网络组建 §7.2.1 MPI网络组建软件包中的Configuration Configuration功能为每个网络节点 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； MPI地址和最高地址 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 等包括的所有节点进行地址排序， 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 MPI网的第一个及最后一个节点接入通信终端匹配电 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 MPI网添加一个新节点时 应该切断MPI网的电源。 网添加一个新节点时， MPI网的电源 阻。往MPI网添加一个新节点时，应该切断MPI网的电源。

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MPI网络示意图 网络示意图

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MPI网络连接器 网络连接器 为了保证网络通信质量， 为了保证网络通信质量，总线连接器或中继器上都设计 终端匹配电阻。组建通信网络时， 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 浪涌匹配电阻。 节点需要接入浪涌匹配电阻。

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采用中继器延长网络连接距离

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§7.2.2 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。 MPI分支网为基础而设计的 全局数据(GD)通信方式以MPI分支网为基础而设计的。 利用全局数据可以建立分布式PLC间的通讯联系， PLC间的通讯联系 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。 程序中的FB FC、OB都 FB、 需要在用户程序中编写任何语句 。 S 7 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。 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 CPU之间建立全局数据通讯 15个 之间建立全局数据通讯。 项目中的15个CPU之间建立全局数据通讯。 GD通信原理 GD通信原理 GD通信的数据结构 GD通信的数据结构 全局数据环 GD通信应用 GD通信应用 利用SFC60和SFC61传递全局数据 利用SFC60和SFC61传递全局数据 SFC60Date: 2011-12-21 Page: 9

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1.GD通信原理 1.GD通信原理MPI分支网上实现全局数据共享的两个或多个 CPU中 分支网上实现全局数据共享的两个或多个CPU 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。 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 全局数据， 全局数。 发送或接收的数据称为 全局数据 ， 或称为 全局数 。 具有相同 发送者/接受者)的全局数据， Sender/Receiver (发送者/接受者)的全局数据，可以集合 全局数据包( Packet)一起发送。每个数据包用数 成一个全局数据包 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 据包号码( Number) 来标识， 其中的变量用变量 号码( Number) 来标识。 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( 构成了全局数据环 Circle) 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 来标识( 数据环号码来标识(GD Circle Number )。 例如， 表示2号全局数据环， 例如 ， GD 2 . 1 . 3 表示 2 号全局数据环 ， 1 号全局数据包中 号数据。 的3号数据。Date: 2011-12-21 Page: 10

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PLC操作系统的作用下 发送CPU 操作系统的作用下， CPU在它的一个扫描循环 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 CPU在它的一个扫描循环开始时接 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 GD。 这样， 发送全局数据包中的数据， 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， “ 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； 接收方对接收数据包的访问， 动影响接收数据包 ； 接收方对接收数据包的访问 ， 相当于对 发 送数据包的访问。 送数据包的访问。

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2.GD通信的数据结构 2.GD通信的数据结构全局数据可以由位、 字节、 双字或相关数组组成， 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 元素。 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 元素组成， 24B。 GD元素组成，最多不能超过24B。

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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 全局数据环中的每个 CPU可以发送数据到另一个 CPU 或从 CPU 可以发送数据到另一个CPU 另一个CPU接收。全局数据环有以下2 CPU接收 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， CPU, ①环内包含2个以上的CPU,其中一个发送数据包，其它 CPU接收数据 接收数据； 的CPU接收数据； 环内只有2 CPU,每个CPU可既发送数据又接受数据。 CPU可既发送数据又接受数据 ②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 S7-300的每个CPU可以参与最多4个不同的数据环， 的每个CPU可以参与最多 MPI网上最多可以有15个CPU通过全局通讯来交换数据 网上最多可以有15 通过全局通讯来交换数据。 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 网络进行GD通信的内在方式有两种： 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， GD环中仅有两个CPU时 环中仅有两个CPU 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 CPU参与 点方式，不能有其它CPU参与，只有两者独享；另一种为一对 最多4 广播方式，一个点播，其它接收。 多(最多4个)广播方式，一个点播，其它接收。Date: 2011-12-21 Page: 13

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GD通信应用 通信应用(1/2) 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， 应用GD通信，就要在CPU中定义全局数据块，这一过程也 GD通信 CPU中定义全局数据块 全局数据通信组态。 称为全局数据通信组态 在对全局数据进行组态前， 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： 执行下列任务： 定义项目和CPU程序名； CPU程序名 ①定义项目和CPU程序名； ②用PG单独配置项目中的每个CPU,确定其分支网络号、 PG单独配置项目中的每个CPU,确定其分支网络号、 单独配置项目中的每个CPU MPI地址 最大MPI地址等参数。 地址、 MPI地址等参数 MPI地址、最大MPI地址等参数。

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GD通信应用 通信应用(2/2) 4. GD通信应用(2/2)在用STEP 开发软件包进行GD 通信组态时， GD通信组态时 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【 Data】 程序进行GD GD表组 【 Options 】 中的 【 Define Global Data 】 程序进行 GD 表组 具体组态步骤如下： 态。具体组态步骤如下： GD空表中输入参与GD通信的CPU代号 空表中输入参与GD通信的CPU代号； ③在GD空表中输入参与GD通信的CPU代号； ④为每个CPU定义并输入全局数据，指定发送GD; 为每个CPU定义并输入全局数据，指定发送GD; CPU定义并输入全局数据 GD 第一次存储并编译全局数据表， ⑤ 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； 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； GD通信状态双字 ⑥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。 ⑦第二次存储并编译全局数据表。

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S7-300之间全局数据通信 之间全局数据通信。 【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 要求通过MPI网络配置，实现2 315- DP之间的全局 MPI网络配置 数据通信。 数据通信。 生成MPI硬件工作站 生成MP

I硬件工作站 MPI 打开STEP 7 , 首先执行菜单命令 【 File 】→ 【 New ... 】 首先执行菜单命令【File】 New... ...】 打开 STEP 创建一个S 项目，并命名为“全局数据” 选中“ 全局数据” 创建一个 S 7 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】 项目名 ， 然后执行菜单命令 【 Insert 】 → 【 Station 】 → Station】 在此项目下插入两个S 300的 【 SIMATIC 300 Station 】 , 在此项目下插入两个 S 7 - 300 的 PLC站 分别重命名为MPI_Station_1 MPI_Station_2。 MPI_Station_1和 PLC站，分别重命名为MPI_Station_1和MPI_Station_2。

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① 插 入 2 个 M PI 站 ②单击进入硬件配置

③ 双 击 C P U 3 1 5 -2 D P

⑤ 设 置 M PI 地 址

⑥修改通信速率 ④ 修 改 CPU 属 性

设置MPI网络地址 设置MPI网络地址 MPIDate: 2011-12-21 Page: 17

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设置MPI地址 设置MPI地址 MPI 按上图完成2 PLC站的硬件组态 配置MPI 站的硬件组态， MPI地址和通信速 按上图完成2个PLC站的硬件组态，配置MPI地址和通信速 在本 地 址分别 率 ， 在本 例中 MPI 地址分别 设置为 2 号 和 4 号 ， 通信速率为 187. kbit/s。完成后点击按钮，保存并编译硬件组态。 187.5kbit/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 CPU。 将硬件组态数据下载到CPU。 连接网络 Profibus电缆连接MPI节点 接着就可以与所有CPU 电缆连接MPI节点。 CPU建 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“ SIMATIC管理器中 Nodes” 立在线连接 。 可以用SIMATIC管理器中“ Accessible Nodes 功 能来测试它。 能来测试它。Date: 2011-12-21 Page: 18

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生成全局数据表

用NetPro组态MPI网络 NetPro组态MPI网络 组态MPI

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① 双 击 灰 色 区 域 选 择 C PU

②填写发送区和接收区 ③编译建立数据环

全局数据环组态Date: 2011-12-21 Page: 20

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ID的意义 GD ID的意义

1 号 GD 环包有 2 个数据包

2 号 GD 环 1 号数据包的数据数

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4i11.html