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胡健主编化学工业出版社2010.08西门子S7-200PLC与工业网络应用技术页码：2日期：2020/1/2•学习目标………………………3•知识准备………………………6•任务实施………………………18•自我评估………………………42学习情境7——S7-200与S7-300的MPI通信页码：3日期：2020/1/2•知识目标…………………………4•技能目标…………………………5学习目标页码：4日期：2020/1/2了解什么是MPI通信，有哪几种MPI通信方式，各有什么特点，分别适用于哪种PLC；知道如何使用MPI通信所用SFC功能块；知道MPI网络采用什么样的物理介质，支持多少个网络节点，通信波特率是多少，通信距离有多远，如何搭建MPI网络。知识目标页码：5日期：2020/1/2能够熟练操作STEP7及STEP7-Micro/Win编程软件，合理设置编程软件的通信接口参数及PLC的端口参数，建立编程软件与PLC的通信连接；能熟练编写S7-300/400客户机侧的无组态单边通信方式的通信程序，建立S7-300/400与S7-200之间的MPI通信连接，并进行网络测试及故障诊断；能够熟练制作ProfibusDP连接电缆，能正确使用BT200网络测试工具检测ProfibusDP电缆及网络节点的状态。技能目标页码：6日期：2020/1/2•MPI通信概述………………………………7•MPI网络组建……………………………11•无组态连接的MPI网络…………………15•无组态的双边通信方式……………………………16•无组态的单边通信方式……………………………17知识准备页码：7日期：2020/1/2MPI（MultiPointInterface）是多点通信接口的简称。在SIMATICS7/M7/C7上都集成有MPI接口，MPI接口的基本功能是S7的编程接口，当然还可以进行S7300/400之间、S7300/400与S7-200之间小数据量（通信数据报不大于122字节）的通信，是一种应用广泛、经济、不用做连接组态的通信方式。MPI物理接口符合ProfibusRS485接口标准，其通信速率为19.2kbps～12Mbps，S7-200只能选择19.2kbps的通信速率，S7-300通常默认设置为187.5kbps，只有能够设置为Profibus接口的MPI网络才支持12Mbps的通信速率。MPI通信概述1/4页码：8日期：2020/1/2接入到MPI网络的设备称为节点，不分段的MPI网络（无RS-485中继器）最多可以有32个网络节点，最大通信距离为50m。仅用MPI接口构成的网络，称为MPI分支网（简称MPI网络）。两个或多个MPI分支网，用网间连接器或路由器连接起来，就能构成较复杂的网络结构，实现更大范围的设备互连。每个MPI分支网都有一个分支网络号，以区别不同的MPI分支网。分支网上的每个节点都有一个网络地址，称为MPI地址。节点的MPI地址号不能大于给出的最高MPI地址，这样才能使每个节点都能正常通信。S7在出厂时对一些装置给出了缺省MPI地址。MPI通信概述2/4页码：9日期：2020/1/2MPI分支网络号的缺省设置是0，详见下表。MPI通信概述3/4页码：10日期：2020/1/2用PG/PC可以为设备分配需要的MPI地址，修改最高MPI地址。分配MPI地址要遵守这样的规定：一个分支网络中，各节点要设置相同的分支网络号；在一个分支网络中，MPI地址不能重复，并且不能超过设定的最大MPI地址；同一分支网中，所有的节点都应设置相同最高MPI地址；为提高MPI网络节点通信速度，最高MPI地址应当较小。如果机架上安装有功能模块和通信模块，它们的地址则由CPU的MPI地址顺序加1构成。在MPI网络运行期间，不能插入或拔出模板。通过MPI可实现S7PLC之间三种通信方式：全局数据包通信、无组态连接通信和组态连接通信。S7-200PLC只支持无组态连接的MPI通信。MPI通信概述4/4页码：11日期：2020/1/2用STEP7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，最好将分配的MPI地址标示在节点外壳上。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网络的第一个及最后一个节点接入通信终端匹配电阻。MPI网络示意图如下：MPI网路组建——MPI网络结构1/2MPIS7-400PG/PCOPS7-300S7-300S7-300S7-300S7-300OPMPI地址2MPI地址1MPI地址3MPI地址4MPI地址5MPI地址6MPI地址7MPI地址8MPI地址0可采用分支连接线可采用分支连接线页码：12日期：2020/1/2示意图中分支虚线表示只在启动或维护时才接到MPI网络的PG或OP。为了适应网络系统的变化，可以为一台维护用的PG预留MPI地址0，为一个维护用的OP预留MPI地址1，PG和OP的地址应该是不同的，这样在需要它们时候可以很方便地连接入网。连接MPI网络时常用到两个网络部件：网络连接器和网络中继器。MPI网络连接器采用Profibus总线连接器，连接器插头分为两种，一种带PG接口，一种不带PG接口。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匹配电阻。MPI网路组建——MPI网络结构2/2页码：13日期：2020/1/2对于MPI网络，节点间的连接距离是有限制的，从第一个节点到最后一个节点最长距离仅为50m，对于一个要求较大区域的信号传输或分散控制的系统，采用两个中继器可以将两个节点的距离增大到1000m，通过OLM光纤距离可扩展到100km以上，但两个节点之间不应再有其它节点，如图所示。MPI网路组建——采用中继器延长网络连接距离1/2页码：14日期：2020/1/2在实际应用中，PG为运行的MPI网络节点提供两种服务，一种是PG永久地连接在MPI网上，在使用网络插头时，可以直接归并到MPI网络中；另一种情况是在对网络进行启动和维护时接入PG，使用时再用一根分支线接到一个节点上。对PG驻留在网络中的情况，则采用带有出入双电缆的双口网络插头。如果要对一个网络服务，而网络本身没有驻留的PG，那么可以用两种方式加入未知的节点：一是将MPI地址设为0，一是设为最高MPI地址（126），然后用STEP7确定此MPI网络所预设的最高地址，如果预设的小，则把网络中的最高MPI地址改为与这台PG一样的最高MPI地址。如果是仅在启动或维护时使用，则可以采用带PG接口的网络插头，它只带一条电缆。MPI网路组建——采用中继器延长网络连接距离2/2页码：15日期：2020/1/2用系统功能SFC65～SFC69，可以在无组态情况下实现PLC之间的MPI的通信，这种通信方式适合于S7-300、S7-400和S7-200之间的通信。无组态通信又可分为两种方式：双边通信方式和单边通信方式。无组态通信方式不能和全局数据通信方式混合使用，对于一些老型号的S7-300/400CPU由于不含有SFC65～SFC69，所以不能用无组态通信方式，只能用全局数据通信方式。判断一个CPU是否含有通信用的SFC，可以在联机的情况下，在线查看是否包含有通信用的SFC65～SFC69。无组态的MPI网路——概述页码：16日期：2020/1/2双边通信方式要求通信双方都需要调用通信块，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。双边通信方式适用于S7-300/400之间通信，发送块是SFC65（X_SEND），接收块是SFC66（X_RCV）。无组态的MPI网路——无组态双边通信方式页码：17日期：2020/1/2与双边通信方式不同，单边通信方式只需在一方编写通信程序，也就是客户机与服务器的访问模式。编写通信程序一方为客户机，无需编写通信程序一方为服务器，客户机调用SFC67（X_GET）和SFC68（X_PUT）对服务器进行访问。这种通信方式适合S7-300/400/200之间通信，S7-300/400CPU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。无组态的MPI网路——无组态单边通信方式页码：18日期：2020/1/2•控制要求…………………………19•任务分析…………………………20•实施方案…………………………21•方案调试…………………………36任务实施——S7-200与S7-300的MPI通信页码：19日期：2020/1/2要求在S7-200与S7-300/400之间的建立MPI通信连接，能够将S7-200PLC的VB0-VB7中的数据传送到S7-300/400PLC的MB0-MB7；同时将S7-300/400的MB8-MB15中的数据传送到S7-200PLC的VB0-VB15。建立硬件连接，编写通信程序，设计调试方案，并进行网络测试及故障诊断。控制要求页码：20日期：2020/1/2S7-200与S7-300之间采用MPI通信方式时，S7-200PLC中不需要编写任何与通信有关的程序，只需要将要交换的数据整理到一个连续的V存储区当中即可，而S7-300中需要在OB1（或是定时中断组织块OB35）当中调用系统功能X_GET（SFC67）和X_PUT(SFC68)，实现S7-300与S7-200之间的通信，调用SFC67和SFC68时VAR_ADDR参数填写S7-200的数据地址区，由于S7-200的数据区为V区，这里需填写P#DB1.xxxBYTEn对应的就是S7200V存储区当中VBxx到VB（xx＋n）的数据区。任务分析页码：21日期：2020/1/2•软硬件系统配置…………………………22•设置通信参数……………………………25•编写通信程序……………………………31实施方案页码：22日期：2020/1/2软硬件系统配置——S7-300系统配置本例由1个客户机（CPU315F-2PN/DP）和1个服务器（CPU222）构成MPI通信系统。页码：23日期：2020/1/2软硬件系统配置——S7-200系统配置页码：24日期：2020/1/2软硬件系统配置——计算机及电缆配置页码：25日期：2020/1/2设置通信参数——总则首先根据S7-300的硬件配置，在STEP7当中组态S7-300站并下载。注意：S7-200和S7-300出厂默认的MPI地址都是2，所以必须先修改其中一个PLC的站地址，本例将S7-300的MPI地址设定为2，S7-200的MPI地址设定3。另外，分别将S7-300和S7-200的通信速率设定一致，可设为9.6kbps，19.2kbps，187.5kbps三种波特率，本例设置为19.2kbps。页码：26日期：2020/1/2设置通信参数——设置STEP7-Micro/Win的通信接口首先在断电状态下用编程电缆（本例使用CP5611+MPI电缆）连接PC与S7-200PLC的编程端口，然后再接通电源。启动STEP7-Micro/WIN并新建一个项目，点击左侧浏览条上的“通信”图标进入通信对话框，单击“设置PG/PC接口”按钮，在PG/PC通信接口对话框内选中“CP5611(PPI)”接口，然后单击“属性”按钮打开属性设置对话框。在PPI属性页内将编程站的网络地址设为0，网络超时时间为10s，波特率为19.2kbps，最高站点地址为31。页码：27日期：2020/1/2设置通信参数——设置S7-200PLC的通信端口在通信对话框中双击“双击刷新”按钮，STEP7-Micro/WIN立即搜索并显示与编程站相连接的在线CPU设备的型号及站点地址。如果所搜索到的S7-200PLC的地址为3，则不需要修改地址；如果地址不是3，则需要在系统块内将地址改为3；如果不能显示，则勾选“搜索所有波特率”选项，然后再刷新。如果需要，