西門子培訓通訊

1、plcplc 本章結合具體實例，詳細介紹本章結合具體實例，詳細介紹mpiplcmpiplc之間的之間的mpimpi網絡通信、網絡通信、如何實現(xiàn)無組態(tài)連接的如何實現(xiàn)無組態(tài)連接的plcplc之間的之間的mpimpi通信、如何實現(xiàn)有組態(tài)通信、如何實現(xiàn)有組態(tài)連接的連接的plcplc之間的之間的mpimpi通信、如何實現(xiàn)通信、如何實現(xiàn)plcplc之間的之間的profibus-dpprofibus-dp主從通信、如何組態(tài)遠程主從通信、如何組態(tài)遠程i/oi/o站，最后介紹了站，最后介紹了cp342-5cp342-5分別作分別作為主站為主站profibus-dpprofibus-dp組態(tài)應用。組態(tài)應用。 西門

2、子西門子plcplc網絡網絡mpimpi網絡通信網絡通信 mpimpi是是多點通信接口多點通信接口（multipoint interfacemultipoint interface）的簡稱。）的簡稱。mpimpi物理接口符合物理接口符合profibus rs485profibus rs485（en 50170en 50170）接口標準。）接口標準。mpimpi網絡的通信速率為網絡的通信速率為19.2kbit/s19.2kbit/s12mbit/s12mbit/s，s7-200s7-200只能選只能選擇擇19.2kbit/s19.2kbit/s的通信速率，的通信速率，s7-300s7-300通常

3、默認設置為通常默認設置為1 8 7 . 5 k b i t / s1 8 7 . 5 k b i t / s ， 只 有 能 夠 設 置 為， 只 有 能 夠 設 置 為 p r o f i b u sp r o f i b u s 接 口接 口的的mpimpi網絡才支持網絡才支持12mbit/s12mbit/s的通信速率。的通信速率。mpimpi網絡組建網絡組建 用用step 7step 7軟件包中的軟件包中的configurationconfiguration功能為每個網絡節(jié)點功能為每個網絡節(jié)點分配一個分配一個mpimpi地址和最高地址，最好標在節(jié)點外殼上；然后對地址和最高地址，最好標在節(jié)

4、點外殼上；然后對pgpg、opop、cpucpu、cpcp、fmfm等包括的所有節(jié)點進行地址排序，連接等包括的所有節(jié)點進行地址排序，連接時需在時需在mpimpi網的第一個及最后一個節(jié)點接入通信終端匹配電網的第一個及最后一個節(jié)點接入通信終端匹配電阻。往阻。往mpimpi網添加一個新節(jié)點時，應該切斷網添加一個新節(jié)點時，應該切斷mpimpi網的電源。網的電源。 mpi網絡示意圖網絡示意圖 m p i s7-400 p g /p c o p s7-300 s7-300 s7-300 s7-300 s7-300 o p m pi 地 址 2 m pi 地 址 1 m pi 地 址 3 m pi 地 址

5、4 m pi 地 址 5 m pi 地 址 6 m pi 地 址 7 m pi 地 址 8 m pi 地 址 0 可 采 用 分 支 連 接 線 可 采 用 分 支 連 接 線 mpi網絡連接器網絡連接器 終 端 電 阻 開 關 連 接 c pu 的 m pi 接 口 連 接 pg /h m i 連 接 c pu 的 m pi 接 口 具 有 pg 接 口 的 標 準 連 接 器 無 pg 接 口 的 連 接 器 為了保證網絡通信質量，總線連接器或中繼器上都設計為了保證網絡通信質量，總線連接器或中繼器上都設計了了終端匹配電阻終端匹配電阻。組建通信網絡時，在網絡拓撲分支的末端。組建通信網絡時，在

6、網絡拓撲分支的末端節(jié)點需要接入節(jié)點需要接入浪涌匹配電阻浪涌匹配電阻。 采用中繼器延長網絡連接距離采用中繼器延長網絡連接距離 全局數(shù)據包通信方式全局數(shù)據包通信方式 全局數(shù)據全局數(shù)據（gdgd）通信方式以）通信方式以mpimpi分支網為基礎而設計的。分支網為基礎而設計的。在在s7s7中，利用全局數(shù)據可以建立分布式中，利用全局數(shù)據可以建立分布式plcplc間的通訊聯(lián)系，不間的通訊聯(lián)系，不需要在用戶程序中編寫任何語句。需要在用戶程序中編寫任何語句。s7s7程序中的程序中的fbfb、fcfc、obob都都能用絕對地址或符號地址來訪問全局數(shù)據。最多可以在一個能用絕對地址或符號地址來訪問全局數(shù)據。最多可以在

7、一個項目中的項目中的1515個個cpucpu之間建立全局數(shù)據通訊。之間建立全局數(shù)據通訊。1.gd1.gd通信原理通信原理 在在mpimpi分支網上實現(xiàn)全局數(shù)據共享的兩個或多個分支網上實現(xiàn)全局數(shù)據共享的兩個或多個cpucpu中，至少有一個中，至少有一個是數(shù)據的發(fā)送方，有一個或多個是數(shù)據的接收方。發(fā)送或接收的數(shù)據稱為是數(shù)據的發(fā)送方，有一個或多個是數(shù)據的接收方。發(fā)送或接收的數(shù)據稱為全局數(shù)據全局數(shù)據，或稱為，或稱為全局數(shù)全局數(shù)。具有相同。具有相同sender/receiver sender/receiver （發(fā)送者（發(fā)送者/ /接受者）接受者）的全局數(shù)據，可以集合成一個的全局數(shù)據，可以集合成一個全局

8、數(shù)據包全局數(shù)據包（gd packetgd packet）一起發(fā)送。每個）一起發(fā)送。每個數(shù)據包用數(shù)據包用數(shù)據包號碼數(shù)據包號碼（gd packet numbergd packet number）來標識，其中的變量用）來標識，其中的變量用變量號變量號碼碼（variable numbervariable number）來標識。參與全局數(shù)據包交換的）來標識。參與全局數(shù)據包交換的cpucpu構成了構成了全局數(shù)全局數(shù)據 環(huán)據 環(huán) （ g d c i r c l eg d c i r c l e ） 。 每 個 全 局 數(shù) 據 環(huán) 用） 。 每 個 全 局 數(shù) 據 環(huán) 用數(shù)據環(huán)號碼數(shù)據環(huán)號碼來標識（來標識（g

9、d circle number gd circle number ）。）。 例 如 ，例 如 ， g d 2 . 1 . 3g d 2 . 1 . 3 表 示表 示 2 2 號 全 局 數(shù) 據 環(huán) ，號 全 局 數(shù) 據 環(huán) ， 1 1 號 全 局 數(shù) 據 包 中號 全 局 數(shù) 據 包 中的的3 3號數(shù)據。號數(shù)據。 在在plcplc操作系統(tǒng)的作用下，發(fā)送操作系統(tǒng)的作用下，發(fā)送cpucpu在它的一個掃描循環(huán)在它的一個掃描循環(huán)結束時發(fā)送全局數(shù)據，接收結束時發(fā)送全局數(shù)據，接收cpucpu在它的一個掃描循環(huán)開始時接在它的一個掃描循環(huán)開始時接收收gdgd。這樣，發(fā)送全局數(shù)據包中的數(shù)據，對于接收方來說是。這

10、樣，發(fā)送全局數(shù)據包中的數(shù)據，對于接收方來說是“透明的透明的”。也就是說，發(fā)送全局數(shù)據包中的信號狀態(tài)會自。也就是說，發(fā)送全局數(shù)據包中的信號狀態(tài)會自動影響接收數(shù)據包；接收方對接收數(shù)據包的訪問，相當于對動影響接收數(shù)據包；接收方對接收數(shù)據包的訪問，相當于對發(fā)發(fā)送數(shù)據包的訪問。送數(shù)據包的訪問。 2.gd2.gd通信的數(shù)據結構通信的數(shù)據結構 全局數(shù)據可以由位、字節(jié)、字、雙字或相關數(shù)組組成，全局數(shù)據可以由位、字節(jié)、字、雙字或相關數(shù)組組成，它們被稱為全局數(shù)據的它們被稱為全局數(shù)據的元素元素。一個全局數(shù)據包由一個或幾個。一個全局數(shù)據包由一個或幾個gdgd元素組成，最多不能超過元素組成，最多不能超過24b24b。3

11、. 3. 全局數(shù)據環(huán)全局數(shù)據環(huán) 全 局 數(shù) 據 環(huán) 中 的 每 個全 局 數(shù) 據 環(huán) 中 的 每 個 c p uc p u 可 以 發(fā) 送 數(shù) 據 到 另 一 個可 以 發(fā) 送 數(shù) 據 到 另 一 個 c p uc p u 或 從或 從另一個另一個cpucpu接收。全局數(shù)據環(huán)有以下接收。全局數(shù)據環(huán)有以下2 2種：種： 環(huán)內包含環(huán)內包含2 2個以上的個以上的cpucpu，其中一個發(fā)送數(shù)據包，其它的，其中一個發(fā)送數(shù)據包，其它的cpucpu接收數(shù)接收數(shù)據；據； 環(huán)內只有環(huán)內只有2 2個個cpucpu，每個，每個cpucpu可既發(fā)送數(shù)據又接受數(shù)據?？杉劝l(fā)送數(shù)據又接受數(shù)據。 s7-300s7-300的每

12、個的每個cpucpu可以參與最多可以參與最多4 4個不同的數(shù)據環(huán)，在一個個不同的數(shù)據環(huán)，在一個mpimpi網上最網上最多可以有多可以有1515個個cpucpu通過全局通訊來交換數(shù)據。通過全局通訊來交換數(shù)據。 其實，其實，mpimpi網絡進行網絡進行gdgd通信的內在方式有兩種：一種是通信的內在方式有兩種：一種是一對一方式一對一方式，當當gdgd環(huán)中僅有兩個環(huán)中僅有兩個cpucpu時，可以采用類全雙工點對點方式，不能有其它時，可以采用類全雙工點對點方式，不能有其它cpucpu參與，只有兩者獨享；另一種為參與，只有兩者獨享；另一種為一對多一對多（最多（最多4 4個）廣播方式，一個點播，個）廣播方式

13、，一個點播，其它接收。其它接收。4. gd4. gd通信應用通信應用(1/2)(1/2) 應用應用gdgd通信，就要在通信，就要在cpucpu中定義全局數(shù)據塊，這一過程也中定義全局數(shù)據塊，這一過程也稱為稱為全局數(shù)據通信組態(tài)全局數(shù)據通信組態(tài)。在對全局數(shù)據進行組態(tài)前，需要先。在對全局數(shù)據進行組態(tài)前，需要先執(zhí)行下列任務：執(zhí)行下列任務： 定義項目和定義項目和cpucpu程序名；程序名； 用用pgpg單獨配置項目中的每個單獨配置項目中的每個cpucpu，確定其分支網絡號、，確定其分支網絡號、mpimpi地址、最大地址、最大mpimpi地址等參數(shù)。地址等參數(shù)。 4. gd4. gd通信應用通信應用(2/2

14、)(2/2) 在用在用step 7step 7開發(fā)軟件包進行開發(fā)軟件包進行gdgd通信組態(tài)時，由系統(tǒng)菜單通信組態(tài)時，由系統(tǒng)菜單【optionsoptions】中的中的【define global datadefine global data】程序進行程序進行gdgd表組表組態(tài)。具體組態(tài)步驟如下：態(tài)。具體組態(tài)步驟如下： 在在gdgd空表中輸入參與空表中輸入參與gdgd通信的通信的cpucpu代號；代號； 為每個為每個cpucpu定義并輸入全局數(shù)據，指定發(fā)送定義并輸入全局數(shù)據，指定發(fā)送gdgd； 第一次存儲并編譯全局數(shù)據表，檢查輸入信息語法是第一次存儲并編譯全局數(shù)據表，檢查輸入信息語法是否為正確數(shù)

15、據類型，是否一致；否為正確數(shù)據類型，是否一致； 設定掃描速率，定義設定掃描速率，定義gdgd通信狀態(tài)雙字；通信狀態(tài)雙字； 第二次存儲并編譯全局數(shù)據表。第二次存儲并編譯全局數(shù)據表。 【例例】 s7-300 s7-300之間全局數(shù)據通信。之間全局數(shù)據通信。 要求通過要求通過mpimpi網絡配置，實現(xiàn)網絡配置，實現(xiàn)2 2個個cpu 315-2dpcpu 315-2dp之間的全局之間的全局數(shù)據通信。數(shù)據通信。生成生成mpimpi硬件工作站硬件工作站 打開打開step 7step 7，首先執(zhí)行菜單命令，首先執(zhí)行菜單命令【filefile】【new.new.】創(chuàng)建一個創(chuàng)建一個s7s7項目，并命名為項目，并

16、命名為“全局數(shù)據全局數(shù)據”。選中。選中“全局數(shù)據全局數(shù)據”項目名，然后執(zhí)行菜單命令項目名，然后執(zhí)行菜單命令【insertinsert】【stationstation】【simatic 300 stationsimatic 300 station】，在此項目下插入兩個，在此項目下插入兩個s7-300s7-300的的plcplc站，分別重命名為站，分別重命名為mpi_station_1mpi_station_1和和mpi_station_2mpi_station_2。 插 入2 個m p i 站 單 擊 進 入 硬 件 配 置 雙 擊c p u 3 1 5 - 2 d p 修 改c p u屬 性

17、設 置m p i 地 址 修 改 通 信 速 率 設置設置mpimpi網絡地址網絡地址設置設置mpimpi地址地址 按上圖完成按上圖完成2 2個個plcplc站的硬件組態(tài)，配置站的硬件組態(tài)，配置mpimpi地址和通信速地址和通信速率，在本例中率，在本例中mpimpi地址分別設置為地址分別設置為2 2號號和和4 4號號，通信速率為，通信速率為187.5kbit/s187.5kbit/s。完成后點擊按鈕，保存并編譯硬件組態(tài)。最后。完成后點擊按鈕，保存并編譯硬件組態(tài)。最后將硬件組態(tài)數(shù)據下載到將硬件組態(tài)數(shù)據下載到cpucpu。連接網絡連接網絡 用用profibusprofibus電纜連接電纜連接mpi

18、mpi節(jié)點。接著就可以與所有節(jié)點。接著就可以與所有cpucpu建建立在線連接?？梢杂昧⒃诰€連接?？梢杂胹imaticsimatic管理器中管理器中“accessible nodes”accessible nodes”功功能來測試它。能來測試它。生成全局數(shù)據表生成全局數(shù)據表 用用netpronetpro組態(tài)組態(tài)mpimpi網絡網絡 雙 擊 灰 色 區(qū) 域 選 擇c p u 填 寫 發(fā) 送 區(qū) 和 接 收 區(qū) 編 譯 建 立 數(shù) 據 環(huán) 全局數(shù)據環(huán)組態(tài)全局數(shù)據環(huán)組態(tài)gd idgd id的意義的意義 1 號 g d 環(huán) 包 有 2 個 數(shù) 據 包 2 號 g d 環(huán) 1 號 數(shù) 據 包 的 數(shù) 據

19、數(shù) 定義掃描速率和狀態(tài)信息定義掃描速率和狀態(tài)信息 5. 5. 利用利用sfc60sfc60和和sfc61sfc61傳遞全局數(shù)據傳遞全局數(shù)據 利用利用sfc60 gd_sndsfc60 gd_snd和和sfc61 gd_rcvsfc61 gd_rcv可以以事件驅動方式可以以事件驅動方式來實現(xiàn)全局通訊。為了實現(xiàn)純程序控制的數(shù)據交換，在全局來實現(xiàn)全局通訊。為了實現(xiàn)純程序控制的數(shù)據交換，在全局數(shù)據表中必須將掃描速率定義為數(shù)據表中必須將掃描速率定義為0 0?？蓡为毷褂醚h(huán)驅動或程?？蓡为毷褂醚h(huán)驅動或程序控制方式，也可組合起來使用。序控制方式，也可組合起來使用。 sfc60sfc60用來按設定的方式用來

20、按設定的方式采集并發(fā)送采集并發(fā)送全局數(shù)據包。全局數(shù)據包。 sfc61sfc61用來用來接收接收發(fā)送來的全局數(shù)據包并存入設定區(qū)域中。發(fā)送來的全局數(shù)據包并存入設定區(qū)域中。 為了保證數(shù)據交換的連貫性，在調用為了保證數(shù)據交換的連貫性，在調用sfc60sfc60或或sfc61sfc61之前之前所有中斷都應被禁止?？梢允褂盟兄袛喽紤唤?。可以使用sfc39sfc39禁止中斷禁止中斷，sfc40sfc40開放開放中斷中斷；使用；使用sfc41sfc41延時處理中斷延時處理中斷，sfc42sfc42開放延時開放延時。 【例例】 用用sfc60sfc60發(fā)送全局數(shù)據發(fā)送全局數(shù)據gd2.1gd2.1，用，用s

21、fc61sfc61接收全局數(shù)據接收全局數(shù)據gd2.2gd2.2。 使用系統(tǒng)功能（使用系統(tǒng)功能（sfcsfc）或系統(tǒng)功能塊（）或系統(tǒng)功能塊（sfbsfb）時，需切換）時，需切換到在線視窗，查看當前到在線視窗，查看當前cpucpu是否具備所需要的系統(tǒng)功能或系統(tǒng)是否具備所需要的系統(tǒng)功能或系統(tǒng)功能塊，然后將它們拷貝到項目的功能塊，然后將它們拷貝到項目的“blocks”blocks”文件夾內。接文件夾內。接下下來可切換到離線視窗調用系統(tǒng)功能或系統(tǒng)功能塊。來可切換到離線視窗調用系統(tǒng)功能或系統(tǒng)功能塊。 使用使用sfc60sfc60和和sfc61sfc61實現(xiàn)全局數(shù)據的發(fā)送與接收，必須進實現(xiàn)全局數(shù)據的發(fā)送與接

22、收，必須進行全局數(shù)據包的組態(tài)，參照行全局數(shù)據包的組態(tài)，參照【例例7-2-17-2-1】?，F(xiàn)假設已經在全局。現(xiàn)假設已經在全局數(shù)據表中完成了數(shù)據表中完成了gdgd組態(tài)，以組態(tài)，以mpi_station_1mpi_station_1為例，設預發(fā)送數(shù)為例，設預發(fā)送數(shù)據包為據包為gd 2.1gd 2.1，預接收數(shù)據包為，預接收數(shù)據包為gd 2.2gd 2.2。要求當。要求當m1.0m1.0為為“1”1”時時發(fā)送全局數(shù)據發(fā)送全局數(shù)據gd 2.1gd 2.1；當；當m1.2m1.2為為“1”1”時接收全局數(shù)據時接收全局數(shù)據gd 2.2gd 2.2。 用用sfc60sfc60發(fā)送全局數(shù)據發(fā)送全局數(shù)據gd2.1

23、gd2.1，用，用sfc61sfc61接收全局數(shù)據接收全局數(shù)據gd2.2gd2.2無組態(tài)連接的無組態(tài)連接的mpimpi通訊方式通訊方式調用系統(tǒng)功能調用系統(tǒng)功能sfcsfc 用用系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能sfc65sfc656969，可以在無組態(tài)情況下實現(xiàn)，可以在無組態(tài)情況下實現(xiàn)plcplc之之間的間的mpimpi的通訊，這種通訊方式適合于的通訊，這種通訊方式適合于s7-300s7-300、s7-400s7-400和和s7-s7-200200之間的通訊。無組態(tài)通訊又可分為兩種方式：之間的通訊。無組態(tài)通訊又可分為兩種方式：雙向通訊雙向通訊方式和方式和單向通訊單向通訊方式。無組態(tài)通訊方式不能和全局數(shù)據通訊方式

24、。無組態(tài)通訊方式不能和全局數(shù)據通訊方式混合使用。方式混合使用。 雙向通訊方式雙向通訊方式 單向通訊單向通訊 1.1.雙向通訊方式雙向通訊方式 雙向通訊方式要求通訊雙方都需要調用通訊塊，一方調雙向通訊方式要求通訊雙方都需要調用通訊塊，一方調用發(fā)送塊發(fā)送數(shù)據，另一方就要調用接收塊來接收數(shù)據。適用發(fā)送塊發(fā)送數(shù)據，另一方就要調用接收塊來接收數(shù)據。適用用s7-300/400s7-300/400之間通訊，發(fā)送塊是之間通訊，發(fā)送塊是sfc65sfc65（x_sendx_send），接收），接收塊是塊是sfc66sfc66（x_rcvx_rcv）。下面舉例說明如何實現(xiàn)無組態(tài)雙向通）。下面舉例說明如何實現(xiàn)無組態(tài)

25、雙向通訊。訊。 【例例】 無組態(tài)雙向通訊。無組態(tài)雙向通訊。 設設2 2個個mpimpi站分別為站分別為mpi_station_1mpi_station_1（mpimpi地址為設為地址為設為2 2）和和mpi_station_2mpi_station_2（mpimpi地址設為地址設為4 4），要求），要求mpi_station_1mpi_station_1站站發(fā)送一個數(shù)據包到發(fā)送一個數(shù)據包到mpi_station_2mpi_station_2站。站。 生成生成mpi硬件工作站硬件工作站 打開打開step 7step 7，創(chuàng)建一個，創(chuàng)建一個s7s7項目，并命名為項目，并命名為“雙向通訊雙向通訊”。

26、在此項目下插入兩個在此項目下插入兩個s7-300s7-300的的plcplc站，分別重命名為站，分別重命名為mpi_station_1mpi_station_1和和mpi_station_2mpi_station_2。mpi_station_1mpi_station_1包含一個包含一個cpu315-2dpcpu315-2dp；mpi_station_2mpi_station_2包含一個包含一個cpu313c-2dpcpu313c-2dp。設置設置mpi地址地址 完成完成2 2個個plcplc站的硬件組態(tài)，配置站的硬件組態(tài)，配置mpimpi地址和通信速率，地址和通信速率，在本例中在本例中cpu3

27、15-2dpcpu315-2dp和和cpu313c-2dpcpu313c-2dp的的mpimpi地址分別設置為地址分別設置為2 2號和號和4 4號，通信速率為號，通信速率為187.5kbit/s187.5kbit/s。完成后點擊按鈕，保存。完成后點擊按鈕，保存并編譯硬件組態(tài)。最后將硬件組態(tài)數(shù)據下載到并編譯硬件組態(tài)。最后將硬件組態(tài)數(shù)據下載到cpucpu。 編寫發(fā)送站的通訊程序編寫發(fā)送站的通訊程序 在在mpi_station_1mpi_station_1站的循環(huán)中斷組織塊站的循環(huán)中斷組織塊ob35ob35中調用中調用sfc65sfc65，將將 i 0 . 0i 0 . 0 i 1 . 7i 1 .

28、 7 發(fā) 送 到發(fā) 送 到 m p i _ s t a t i o n _ 2m p i _ s t a t i o n _ 2 站 。站 。mpi_station_1mpi_station_1站站ob35ob35中的通訊程序如圖所示。中的通訊程序如圖所示。 編寫接收站的通訊程序編寫接收站的通訊程序 在在mpi_station_2mpi_station_2站的主循環(huán)組織塊站的主循環(huán)組織塊ob1ob1中調用中調用sfc66sfc66，接收接收mpi_station_1mpi_station_1站發(fā)送的數(shù)據，并保存在站發(fā)送的數(shù)據，并保存在mb10mb10和和mb11mb11中。中。mpi_stat

29、ion_2mpi_station_2站站ob1ob1中的通訊程序如圖所示。中的通訊程序如圖所示。 2. 2. 單向通訊單向通訊 單向通訊單向通訊只在一方編寫通訊程序，也就是客戶機與服務器的訪問模式。只在一方編寫通訊程序，也就是客戶機與服務器的訪問模式。編寫程序一方的編寫程序一方的cpucpu作為作為客戶機客戶機，無需編寫程序一方的，無需編寫程序一方的cpucpu作為作為服務器服務器，客，客戶機調用戶機調用sfcsfc通訊塊對服務器進行訪問。通訊塊對服務器進行訪問。sfc67sfc67（x_getx_get）用來讀取服務器指用來讀取服務器指定數(shù)據區(qū)中的數(shù)據并存放到本地的數(shù)據區(qū)中，定數(shù)據區(qū)中的數(shù)據

30、并存放到本地的數(shù)據區(qū)中，sfc68sfc68（x_putx_put）用 來 將 本 地 數(shù) 據 區(qū) 中 的 數(shù) 據 寫 到 服 務 器 中 指 定 的 數(shù) 據 區(qū) 。用 來 將 本 地 數(shù) 據 區(qū) 中 的 數(shù) 據 寫 到 服 務 器 中 指 定 的 數(shù) 據 區(qū) 。 【例例】 無組態(tài)單向通訊。無組態(tài)單向通訊。 建立兩個建立兩個s7-300s7-300站：站：mpi_station_1mpi_station_1（cpu315-2dpcpu315-2dp，mpimpi地址設置為地址設置為2 2）和和mpi_station_2mpi_station_2（cpu313c-2dpcpu313c-2dp，m

31、pimpi地址設置為地址設置為3 3）。）。cpu315-2dpcpu315-2dp作為客作為客戶機，戶機，cpu313c-2dpcpu313c-2dp作為服務作為服務器。器。 生成生成mpi硬件工作站硬件工作站 打開打開step 7step 7編程軟件，創(chuàng)建一個編程軟件，創(chuàng)建一個s7s7項目，并命名為項目，并命名為“單單向通訊向通訊”。在此項目下插入兩個。在此項目下插入兩個s7-300s7-300的的plcplc站，分別重命站，分別重命名名為為mpi_station_1mpi_station_1和和mpi_station_2mpi_station_2。 設置設置mpimpi地址地址 在本例中

32、將在本例中將cpu315-2dpcpu315-2dp和和cpu313c-2dpcpu313c-2dp的的mpimpi地址分別設地址分別設置為置為2 2號號和和3 3號號，通信速率為，通信速率為187.5kbit/s187.5kbit/s。完成后點擊按鈕，。完成后點擊按鈕，保 存 并 編 譯 硬 件 組 態(tài) 。 最 后 將 硬 件 組 態(tài) 數(shù) 據 下 載 到保 存 并 編 譯 硬 件 組 態(tài) 。 最 后 將 硬 件 組 態(tài) 數(shù) 據 下 載 到cpucpu。 生成生成mpi硬件工作站硬件工作站 打開打開step 7step 7編程軟件，創(chuàng)建一個編程軟件，創(chuàng)建一個s7s7項目，并命名為項目，并命名為

33、“單單向通訊向通訊”。在此項目下插入兩個。在此項目下插入兩個s7-300s7-300的的plcplc站，分別重命站，分別重命名名為為mpi_station_1mpi_station_1和和mpi_station_2mpi_station_2。 設置設置mpimpi地址地址 在本例中將在本例中將cpu315-2dpcpu315-2dp和和cpu313c-2dpcpu313c-2dp的的mpimpi地址分別設地址分別設置為置為2 2號號和和3 3號號，通信速率為，通信速率為187.5kbit/s187.5kbit/s。完成后點擊按鈕，。完成后點擊按鈕，保 存 并 編 譯 硬 件 組 態(tài) 。 最 后

34、 將 硬 件 組 態(tài) 數(shù) 據 下 載 到保 存 并 編 譯 硬 件 組 態(tài) 。 最 后 將 硬 件 組 態(tài) 數(shù) 據 下 載 到cpucpu。 編寫客戶機的通訊程序編寫客戶機的通訊程序 有組態(tài)連接的有組態(tài)連接的mpimpi通訊方式通訊方式調用系統(tǒng)功能塊調用系統(tǒng)功能塊sfbsfb 對于對于mpimpi網絡，調用系統(tǒng)功能塊網絡，調用系統(tǒng)功能塊sfbsfb進行進行plcplc站之間的通訊只適合于站之間的通訊只適合于s7-s7-300/400300/400，s7-400/400s7-400/400之間的通訊，之間的通訊，s7-300/400s7-300/400通訊時，由于通訊時，由于s7-300cpus

35、7-300cpu中中不能調用不能調用sfb12sfb12（bsendbsend），），sfb13sfb13（brcvbrcv），），sfb14(get)sfb14(get)，sfb15(put)sfb15(put)，不能主動發(fā)送和接收數(shù)據，只能進行單向通訊，所以不能主動發(fā)送和接收數(shù)據，只能進行單向通訊，所以s7-300plcs7-300plc只能作為只能作為一個數(shù)據的服務器，一個數(shù)據的服務器，s7-400plcs7-400plc可以作為客戶機對可以作為客戶機對s7-300plc s7-300plc 的數(shù)據進的數(shù)據進行讀寫操作。行讀寫操作。 【例例】 有組態(tài)連接的有組態(tài)連接的mpimpi單向通訊

36、。單向通訊。 建 立建 立 s 7 - 3 0 0s 7 - 3 0 0 與與 s 7 - 4 0 0s 7 - 4 0 0 之 間 的 有 組 態(tài)之 間 的 有 組 態(tài) m p im p i 單 向 通 訊 連 接 ，單 向 通 訊 連 接 ，cpu416-2dpcpu416-2dp作為客戶機，作為客戶機，cpu315-2dpcpu315-2dp作為服務器作為服務器。 建立建立s7s7硬件工作站硬件工作站 打開打開step 7step 7，創(chuàng)建一個，創(chuàng)建一個s7s7項目，并命名為項目，并命名為“有組態(tài)單向有組態(tài)單向通訊通訊”。插入一個名稱為。插入一個名稱為mpi_station_1mpi_s

37、tation_1的的s7-400s7-400的的plcplc站，站，cpucpu為為cpu 416-2dpcpu 416-2dp，mpimpi地址為地址為2 2；插入一個名稱為；插入一個名稱為mpi_station_2mpi_station_2的的s7-300s7-300的的plcplc站，站，cpucpu為為cpu 315-2dpcpu 315-2dp，mpimpi地地址為址為3 3。組態(tài)組態(tài)mpimpi通訊連接通訊連接（1/31/3） 首先在首先在simatic managersimatic manager窗口內選擇任一個窗口內選擇任一個s7s7工作站，并工作站，并進入硬件組態(tài)窗口。然后在

38、進入硬件組態(tài)窗口。然后在step 7step 7硬件組態(tài)窗口內執(zhí)行菜單硬件組態(tài)窗口內執(zhí)行菜單命令命令【optionsoptions】【configure networkconfigure network】，進入網絡組態(tài)，進入網絡組態(tài)netpronetpro窗口。窗口。 組態(tài)組態(tài)mpimpi通訊連接通訊連接(2/3)(2/3) 用鼠標右鍵點用鼠標右鍵點擊擊mpi_station_1mpi_station_1的的cpu416-2dpcpu416-2dp，從快，從快捷 菜 單 中 選 擇捷 菜 單 中 選 擇【 i n s e r t n e w i n s e r t n e w connecti

39、onconnection】命令，命令，出現(xiàn)新建連接對話出現(xiàn)新建連接對話框，如圖所框，如圖所示。示。 組態(tài)組態(tài)mpimpi通訊連接通訊連接(3/3)(3/3) 在在“connection”connection”區(qū)域，選擇連接類型為區(qū)域，選擇連接類型為“s7 connection”s7 connection”，在在“connection partner”connection partner”區(qū)域選擇區(qū)域選擇mpi_station_2mpi_station_2工作站的工作站的cpu315-2dpcpu315-2dp，最后點擊按鈕完成連接表的建立，彈出連接表的詳，最后點擊按鈕完成連接表的建立，彈出連接

40、表的詳細屬性對細屬性對話框，如圖所示。話框，如圖所示。 編寫客戶機編寫客戶機mpimpi通信程序通信程序 profibusprofibus現(xiàn)場總線通信技術現(xiàn)場總線通信技術 profibusprofibus介紹介紹 profibus dpprofibus dp設備分類設備分類 cpu31x-2dpcpu31x-2dp之間的之間的dpdp主從通信主從通信 cpu31x-2dpcpu31x-2dp通過通過dpdp接口連接遠程接口連接遠程i/oi/o站站 cp342-5cp342-5作主站的作主站的profibus-dpprofibus-dp組態(tài)應用組態(tài)應用 cp342-5cp342-5作從站的作從站

41、的profibus-dpprofibus-dp組態(tài)應用組態(tài)應用 profibus-dpprofibus-dp從站之間的從站之間的dxdx方式通訊方式通訊 什么是現(xiàn)場總線？什么是現(xiàn)場總線？ 現(xiàn)場總線是近幾年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據總線，是一種串行的數(shù)字數(shù)據通信鏈路，是應用在生產現(xiàn)場，在微機化測量控制設備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網絡。 它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。 國際電工委員會iec61158的標準定義，現(xiàn)場總線是“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)

42、場裝置與控制室內的自動化控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據總線”。 現(xiàn)場總線是在生產現(xiàn)場、測控設備之間形成開放型測控網絡的新技術。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)既是一個開放式通信網絡，又是一種全分布式控制系統(tǒng)。 它作為智能設備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上，作為網絡節(jié)點的智能設備連接為網絡系統(tǒng)，并進一步構成自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)基本控制、補償計算、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動化功能。proifibus profibus 是德國國家標準din 19245和歐洲標準en 50170的現(xiàn)場總線標準，由profibus-dp，profibus-fms，profibus-pa組成了profi

43、bus系列。 dp型用于分散外設間的高速數(shù)據傳輸，是一種經濟的設備級網絡，數(shù)據傳輸速率9.6kbit/s12mbit/s，特別適合于加工自動化領域的應用。數(shù)據鏈路層，適用于過程自動化的總線類型。 網絡部件工業(yè)以太網鏈路模塊olm、elm依照ieee 802.3標準，利用電纜和光纖技術，simatic net連接模塊使得工業(yè)以太網的連接變得更為方便和靈活。olm（光鏈路模塊）有3個itp接口和兩個bfoc接口。itp接口可以連接3個終端設備或網段，bfoc接口可以連接兩個光路設備（如olm等），速度為10mbit/s。如圖10-1所示。elm（電氣鏈路模塊）有個itp接口和1個aui接口。通過a

44、ui接口，可以將網絡設備連接至lan上，速度為10mbit/s。圖10-1 工業(yè)以太網olm工業(yè)以太網交換機osm、esmosm的產品包括：osm tp62、osm tp22、osm itp62、osm itp62-ld和osm bc08。從型號就可以確定osm的連接端口類型及數(shù)量，如：osm itp62-ld，其中itp表示osm上有itp電纜接口，“6”代表電氣接口數(shù)量，“2”代表光纖接口數(shù)量，ld代表長距離，如圖所示。esm的產品包括：esm tp40、esm tp80和esm itp80，命名規(guī)則和osm相同。如圖所示為esm tp80。 osm itp62-ldesm tp80 通信

45、處理器常用的工業(yè)以太網通信處理器（cpcommunicaton processer，通信處理單元），包括用在s7 plc站上的處理器cp243-1系列、cp343-1系列、cp443-1系列等。cp243-1是為s7-200系列plc設計的工業(yè)以太網通信處理器，通過cp243-1模塊，用戶可以很方便地將s7-200系列plc通過工業(yè)以太網進行連接，并且支持使用step7-micro/win 32軟件，通過以太網對s7-200進行遠程組態(tài)、編程和診斷。同時，s7-200也可以同s7-300、s7-400系列plc進行以太網的連接。如圖所示。s7-300系列plc的以太網通信處理器是cp343-1

46、系列，按照所支持協(xié)議的不同，可以分為cp343-1、cp343-1 iso、cp343-1 tcp、cp343-1 it和cp343-1 pn，如圖所示。cp243-1 cp343-1 s7-400 plc的以太網通信處理器是cp443-1系列，按照所支持協(xié)議的不同，可以分為cp443-1、cp443-1 iso、cp443-1 tcp和cp443-1 it，如圖所示。cp443-1現(xiàn)場總線在自動化系統(tǒng)中的位置 傳統(tǒng)方式：現(xiàn)場級設備與控制器之間連接采用一對一所謂i/o接線方式，4-20ma或24vdc信號 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線技術技術 主要特征是采用數(shù)字式通信方式取代設備級的4-20ma(模擬量)

47、/24vdc(開關量)信號，使用一根電纜連接所有現(xiàn)場設備。現(xiàn)場總線對自動控制系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)的影響 傳統(tǒng)的信號制將由4-20ma模擬信號制轉換為雙向數(shù)字通信的現(xiàn)場總線信號制； 自動控制系統(tǒng)的體系結構，將由模擬與數(shù)字的分散型控制系統(tǒng)(dcs)轉換為全數(shù)字現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(fcs)。進而，自動控制系統(tǒng)的設計方法和安裝調試方式也將發(fā)生重大的變化； 現(xiàn)行的現(xiàn)場設備和儀表產品結構將發(fā)生重大變革； 現(xiàn)場總線把自動控制系統(tǒng)和設備帶進了信息網絡之中，形成為企業(yè)信息網絡的底層。從而為實現(xiàn)企業(yè)信息集成和企業(yè)綜合自動化提供了可行的基礎。使用現(xiàn)場總線技術給用戶帶來的好處 節(jié)省硬件成本； 設計、組態(tài)、安裝、調試簡便；

48、系統(tǒng)的安全、可靠性好，減少故障停機時間； 系統(tǒng)維護、設備更換和系統(tǒng)擴充方便； 用戶對系統(tǒng)配置、選型有最大的自主權； 完善了企業(yè)信息系統(tǒng)，為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化提供了基礎。三種有效的傳輸技術 profibus使用兩端有終端的總線拓撲 在運行期間，接入和斷開一個或幾個站不會影響其他站的工作，即使在本質安全區(qū)也如此。 提供三種不同的物理層選擇： rs 485： 用于dp和fms iec 1158-2：用于pa 光纖： 用于dp和fmss1s2s4s7s9s10m3m5m6m8令 牌 環(huán)令 牌 傳 遞輪 詢m:master(active stations)s:slave(passive stations

49、)主 站從 站.profibus-dp的特點 代替plc/pc與i/o之間昂貴的電線 快速，傳輸1千字節(jié)的輸入數(shù)據和1千字節(jié)的輸出數(shù)據所需時間0.34mm 每單位長度的電容 30pf/m profibus電纜被列在profibus電子產品指南中profibus電纜要求-rs 485profibus電纜長度(對rs 485)長度可以用中繼器來延長9針d型連接器的針腳分配(為rs 485用) 對profibus-dp/fms提供的連接器類型是9針d型連接器 插座部分被安裝在設備上 如果其他連接器能提供必要的命令信號的話，也允許使用拓撲(profibus支持總線型，樹型和星型拓撲) 這里提供的拓撲是

50、總線型拓撲 在總線的開頭和結尾必須有終端 一段可以由最多32個站組成安裝rs 485(1)安裝rs 485(2)rs 485的屏蔽/接地詳細的安裝指示在profibus-dp/fms的安裝導則中說明,最好穿金屬管。rs-485傳輸?shù)臄?shù)據位順序 每個八位十進制數(shù)(1字節(jié))按11位的順序被傳輸 最小的有效位(lsb)被第一個發(fā)送 最大的有效位(msb)被最后發(fā)送 每個八位十進制數(shù)都補充三位。即開始、終止和奇偶校驗位 此編碼原理稱nrz(即non return to zero)d a i標準電纜：用于冶金業(yè)等環(huán)境惡劣場所標準電纜：用于冶金業(yè)等環(huán)境惡劣場所現(xiàn)場采用的是標準電纜現(xiàn)場采用的是標準電纜非屏蔽

51、電纜：用于食品，煙草等制造場所非屏蔽電纜：用于食品，煙草等制造場所dma i c通訊端子做法均合乎標準通訊端子做法均合乎標準1. profibus1. profibus的組成的組成 profibusprofibus協(xié)議包括協(xié)議包括3 3個主要部分：個主要部分： profibus-dpprofibus-dp（分布式外部設備）（分布式外部設備） profibus-paprofibus-pa（過程自動化）（過程自動化） profibus-fmsprofibus-fms（現(xiàn)場總線報文規(guī)范）（現(xiàn)場總線報文規(guī)范） profibus-dpprofibus-dp（分布式外部設備）（分布式外部設備） profi

52、bus-dpprofibus-dp是一種高速低成本數(shù)據傳輸，用于自動化系是一種高速低成本數(shù)據傳輸，用于自動化系統(tǒng)中單元級控制設備與分布式統(tǒng)中單元級控制設備與分布式i/oi/o（例如（例如et 200et 200）的通信。主）的通信。主站之間的通信為站之間的通信為令牌方式令牌方式，主站與從站之間為，主站與從站之間為主從輪詢方式主從輪詢方式，以及這兩種方式的混合。一個網絡中有若干個被動節(jié)點（從以及這兩種方式的混合。一個網絡中有若干個被動節(jié)點（從站），而它的站），而它的邏輯令牌邏輯令牌只含有一個只含有一個主動令牌主動令牌（主站），（主站），這樣的網絡為這樣的網絡為純主純主- -從系統(tǒng)從系統(tǒng)。prof

53、ibus-paprofibus-pa（過程自動化）（過程自動化） 工 程 或 h m i 工 具 區(qū) 域 控 制 器 （ pl c ） 段 合 器 /鏈 接 器 變 送 器 ie c 1158-2 w ith 31.25kb it/s r s 485up to 12m b it/s profibus-paprofibus-pa用于過程自動化的現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器的低用于過程自動化的現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器的低速數(shù)據傳輸，使用擴展的速數(shù)據傳輸，使用擴展的profibus-dpprofibus-dp協(xié)議。協(xié)議。 主 站 主 站 主 站 主 站 主 站 r s 485 up to 12m b it/s pr

54、ofibus-fmsprofibus-fms（現(xiàn)場總線報文規(guī)范）（現(xiàn)場總線報文規(guī)范） profibus-fmsprofibus-fms可用于車間級監(jiān)控網絡，可用于車間級監(jiān)控網絡，fmsfms提供大量的通提供大量的通信服務，用以完成中等級傳輸速度進行的循環(huán)和非循環(huán)的通信服務，用以完成中等級傳輸速度進行的循環(huán)和非循環(huán)的通信服務。信服務。 2. profibus2. profibus協(xié)議結構協(xié)議結構 f m s 設設 備備 行行 規(guī)規(guī) d p -行行 規(guī)規(guī) pa -行行 規(guī)規(guī) d p -擴擴 充充 功功 能能 d p 基基 本本 功功 能能 現(xiàn)現(xiàn) 場場 總總 線線 信信 息息 規(guī)規(guī) 范范 現(xiàn)現(xiàn) 場場

55、 總總 線線 數(shù)數(shù) 據據 鏈鏈 路路 ie c 1158-2 未未 用用 r s-485/光光 纖纖 用用 戶戶 層層 應應 用用 層層 （ 7） (3) (6) 數(shù)數(shù) 據據 鏈鏈 路路 層層 （ 2） 物物 理理 層層 （ 1） p r o f ib u s 導導 則則 +行行 規(guī)規(guī) e n 50 170 終 端 終 端 終 端 終 端 站 1 中 繼 器 中 繼 器 注 ： 中 繼 器 沒 有 站 地 址 ， 但 它 們 被 計 算 在 每 段 的 最 多 站 數(shù) 中 。 2 3 30 31 62 61 32 33 中 繼 器 3. 3. 傳輸技術傳輸技術 profibus總線使用兩端有終

56、端的總線拓撲結構。總線使用兩端有終端的總線拓撲結構。 profibusprofibus使用三種傳輸技術：使用三種傳輸技術：profibus dpprofibus dp和和profibus profibus fmsfms采用相同的傳輸技術，可使用采用相同的傳輸技術，可使用rs-485rs-485屏蔽雙絞線電纜傳屏蔽雙絞線電纜傳輸，或光纖傳輸；輸，或光纖傳輸；profibus paprofibus pa采用采用iec 1158-2iec 1158-2傳輸技術。傳輸技術。 5. profibus5. profibus介質存取協(xié)議介質存取協(xié)議 profibusprofibus通信規(guī)程采用了統(tǒng)一的介質存

57、取協(xié)議，此協(xié)議通信規(guī)程采用了統(tǒng)一的介質存取協(xié)議，此協(xié)議由由osiosi參考模型的第參考模型的第2 2層來實現(xiàn)。層來實現(xiàn)。 使用上述的介質存取方式，使用上述的介質存取方式，profibusprofibus可以實現(xiàn)以下三種可以實現(xiàn)以下三種系統(tǒng)配置：系統(tǒng)配置：純主純主- -從系統(tǒng)（單主站）從系統(tǒng)（單主站） 純主純主- -主系統(tǒng)（多主站）主系統(tǒng)（多主站） 兩種配置的組合系統(tǒng)（多主兩種配置的組合系統(tǒng)（多主- -多從）多從） d p-主 （ 1 類 ） 分 布 式 i/o d p-從 純主純主- -從系統(tǒng)（單主站）從系統(tǒng)（單主站） 單主系統(tǒng)可實現(xiàn)最短的總線循環(huán)時間。以單主系統(tǒng)可實現(xiàn)最短的總線循環(huán)時間。以p

58、rofibus-dpprofibus-dp系系統(tǒng)為例，一個單主系統(tǒng)由一個統(tǒng)為例，一個單主系統(tǒng)由一個dp-1dp-1類主站和類主站和1 1到最多到最多125125個個dp-dp-從站組成，典型系統(tǒng)如圖所示。從站組成，典型系統(tǒng)如圖所示。 純主純主- -主系統(tǒng)（多主站）主系統(tǒng)（多主站） 若干個主站可以用讀功能訪問一個從站。以若干個主站可以用讀功能訪問一個從站。以profibus-dpprofibus-dp系統(tǒng)為例，多主系統(tǒng)由多個主設備（系統(tǒng)為例，多主系統(tǒng)由多個主設備（1 1類或類或2 2類）和類）和1 1到最多到最多124124個個dp-dp-從設備組成。典型系統(tǒng)如圖所示。從設備組成。典型系統(tǒng)如圖所

59、示。 d p -主主 （ 1 類類 ） d p-主 （ 2 類 ） d p -主主 （ 1 類類 ） 分分 布布 式式 i/o 分分 布布 式式 i/o d p-從 兩種配置的組合系統(tǒng)（多主兩種配置的組合系統(tǒng)（多主- -多從）多從） 主 動 站 、 主 設 備 被 動 站 、 從 設 備 profibus dpprofibus dp設備分類設備分類 profibus-dpprofibus-dp在整個在整個profibusprofibus應用中，應用最多、最廣應用中，應用最多、最廣泛，可以連接不同廠商符合泛，可以連接不同廠商符合profibus-dpprofibus-dp協(xié)議的設備。協(xié)議的設備。

60、 profibus-dpprofibus-dp定義三種設備類型：定義三種設備類型：dp-1dp-1類主設備（類主設備（dpm1dpm1） dp-2dp-2類主設備（類主設備（dpm2dpm2） dp-dp-從設備從設備 1.dp-11.dp-1類主設備（類主設備（dpm1dpm1） dp-1dp-1類主設備（類主設備（dpm1dpm1）可構成）可構成dp-1dp-1類主站。這類設備是一種在類主站。這類設備是一種在給定的信息循環(huán)中與分布式站點（給定的信息循環(huán)中與分布式站點（dpdp從站）交換信息，并對總線通從站）交換信息，并對總線通信進行控制和管理的中央控制器。典型的設備有：可編程控制器信進行控