信息传递接口MIP网络通信原理

  MPI网络简介

  1. MPI网络

  MPI是多点接口(Multi Point Interface)的缩写，每个SIMATIC CPU的第一个通信接口都集成了MPI通信协议。

  MPI的物理层是RS-485，最大传输速率为12Mbit/s，默认的传输速率为187.5 kbit/s，PLC通过MPI能同时连接运行STEP7的编程器/计算机(PG/PC)、人机界面(HM)SIMATIC S7、M7和C7(见图14-1)。每个CPU可以使用的MPI连接总数与CPU的型号有关，为6～64个。例如，CPU312为6个，CPU417为64个。

图14-1 MPI网络

  两个站点之间没有其他站点时(见图14-2)，MPI站到中继器的最大距离为50m，中继器之间的最大距离为1000m。最多可以加10个中继器，两个站之间的最大距离为9100m。

  如果在两个中继器之间有MPI站点，则每个中继器只能扩展50m。

图14-2 带中继器的MPI网络

  MPI网络使用PROFIBUS总线连接器和PROFIBUS总线电缆。位于网络终端的站，应将其总线连接器上的终端电阻开关扳到On位置。网络中间的站应将总线连接器上的终端电阻开关扳到Off位置。

  为了实现计算机与PLC的通信，计算机应配置一块MPI卡，或使用PC/MPI、USB/MPI 适配器。应为每个MPI节点设置MPI地址(0～126)，编程设备、人机界面和CPU的默认地址分别为0、1、2。MPI网络最多可以连接125个站。

  在S7-300中，MPI总线在PLC中与K总线(通信总线)连接在一起，S7-300机架上K 总线的每一个节点(包括功能模块FM和通信处理器CP)也是MPI的一个节点，有自己的MPI地址。在S7-400中，MPI(187.5 kbit/s)通信模式被转换为内部10.5Mbit/s的K总线。S7-400只有CPU有MPI地址，其他智能模块没有MPI地址。

  2. MPI的通信服务

  MPI网络可以提供下列通信功能∶

  1)PG/OP(编程器/操作面板)通信功能。

  2)小数据量的全局数据(简称为GD)通信，不需要编程。

  3)最多76B的小数据量S7基本通信。

  4)内置的、经济的S7通信。3. S7-300/400的通信接口

  S7-300 CPU集成的第一个通信接口是MPI接口，S7-400 CPU集成的第一个通信接口可以设置为MPI接口或DP接口。型号中有“2DP”的S7-300/400的CPU集成的第二个通信口是DP接口，没有S7基本通信和全局数据通信功能。型号中有“2PN/DP”的CPU集成有一个MPI/DP接口和一个PROFINET以太网接口。

  全局数据通信

  通过全局数据(Global data，GD)通信，同一个MPI子网中最多15台S7-300/400和C7 之间可以周期性地相互交换少量的数据。每个CPU都可以通过全局数据通信访问其他CPU 的过程输入、过程输出、存储器标志位(M)、定时器、计数器和数据块中的数据。

  全局数据通信具有下列特点∶

  1)硬件成本低。使用CPU集成的MPI接口，不需要增加通信处理器(CP)，就可以实现多CPU之间的通信，对CPU也没有特殊的要求，因此这是一种经济而有效的通信方式。

  2)使用简单方便。只需要在STEP7的网络组态工具NetPro中，用全局数据表对全局数据通信组态，设置各CPU之间用于交换数据的地址区和通信速率等参数，运行时CPU的操作系统就可以实现周期性的全局数据交换，不需要用户对全局数据通信编程。

  3)可以实现事件驱动的全局数据通信。即只是在事件发生时(例如在某个数字量信号的上升沿)，才调用系统功能(SFC)来发送数据。这样可以有效地减少通信网络的负载。

  4)传输的数据量较少。S7-400之间每个全局数据包最多54B，S7-300最多传送22B。因此适合CPU之间传输少量数据时使用。

  5)全局数据通信采用广播方式来传输数据，数据被接收后不返回确认信息，不能保证通信数据的完整性和准确性。可以设置状态双字来监控通信的状态，获取错误信息。如果要求进行可靠的数据交换，应使用S7通信或其他通信服务。