对比两台S7300PLC之间的MPI通讯

邱利军 陈春先 赵洋

摘 要：本文提出了MPI网络通讯在教学中重要性和MPI网络通讯的分类，就日常教学中如何解决两台S7-300PLC之间通过MPI网络使用全局数据包设置的通讯教学问题进行了分析，从硬件、软件等方面论述了MPI使用全局数据包网络通讯的基础，并归纳、解決了教学中MPI使用全局数据包网络通讯教学的方法。

关键词：PLC GD MPI

当今工业控制现场通常需要多个PLC之间建立主从通讯，即一个PLC做主站，其余PLC做从站。在实际工作现场，各集成商选用的PLC品牌、型号不同，所以各自的通讯方式也是有很大区别的。S7-300 PLC之间可以建立MPI（MultiPoint Interface）通讯、Profibus-DP通讯或工业以太网（Ethernet）通信等。美国A-B PLC之间可以建立工业以太网（Ethernet）、ControlNet或DeviceNet通讯。三菱PLC之间可以建立以N∶N通讯或Cclink通讯。

西门子S7-300无论是在学校还是企业都占有很高的市场份额， MPI通讯在技术层面上更加丰满，使用方面更加简单方便。教师不能闭门造车，特别是职业教育教学内容要深入社会、了解社会，与企业的需求为教学目标，真正做到与时俱进。因此，日常教学中PLC之间通讯成为重要教学内容之一。本文就 S7-300PLC之间的MPI通讯教学的实现加以论述。

一、MPI通信介绍

MPI通信是用于S7-200/300/400等PLC之间的通讯，MPI通信速率范围很宽，通常默认设置为187.5kbit/s，通信数据量不大时的一种简单经济的通信方式。通讯时要配置相关的通信卡才能进行数据交换。MPI网络的通信速率要达到12Mbit/s的条件是通讯网络接口要设置PROFIBUS接口。全局数据包通信方式、无组态连接通信方式和组态连接通信方式是PLC之间实现MPI通信的方式。

1.全局数据包通信方式

这种通信方式是通过全局数据（Global Data，GD）通信，最多可以有15台S7-300/400PLC之间在同一个MPI子网进行周期性地少量数据的相互交换。每个CPU都可以访问其他CPU的过程输入、过程输出、标志位（M）、定时器、计数器和数据块中的数据。

全局数据通信使用CPU的MPI网络，对CPU没有特殊的要求，也不需要添加任何通信硬件，因此这种是最经济有效的通信方式。

2.无组态连接通信方式

此种通信方式不需要进行MPI通信组态，只需调用SFC65-SFC69系统功能块来实现。该方式适合S7-300/400/200之间的通信。通信时既可以采用单边编程通信方式，也可以双边编程通信方式。

采用双边编程通信方式，通信的两个PLC都需要调用通信块，发送数据的PLC调用发送块发送数据，接收数据的PLC另就要调用接收块来接收数据。S7- 300/400之间的通信方式通常采用双边编程通信方式，发送块是SFC65（X_SEND），接收块是SFC66（X_RCV）。

如果采用单边编程通信方式也就是采用客户机与服务器的访问模式。此时只需要在客户机的一方CPU编写程序，不需要服务器一方的CPU编写程序，客户机通过调用SFC通信块对服务器进行访问。S7 -300/400/200之间的通信一般采用单边编程通信方式。S7-200只能作为服务器，S7-300/400的CPU可以作为客户机或服务器。SFC67（X_GET）用来读回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）用来将数据写到服务器中指定的数据区。调用系统功能通信方式不能和全局数据通信方式混合使用。

3.MPI网络中的组态连接通信方式

只适合于S7-300/400以及S7-400/400之间的通信。S7-300作为服务器，客户机S7-400对服务器的数据进行读写操作。数据包长度最大能达到160B。

全局数据通信使用CPU集成的MPI网络，不需增加通信处理器。用户不需要编写任何程序，在硬件组态时只需组态好所有MPI通信的PLC站间数据发送区与接收区就能实现通讯。本课题主要研究全局数据包MPI的通信方式。

二、两台S7300PLC之间MPI通讯的设计方案

在教学中，笔者依托西门子300PLC实训室为教学载体，进行两台S7300PLC之间MPI通讯教学。

1.软、硬件需求

电脑配置要求最好是系统WIN7及以下的操作系统，因为工业控制系统网络安全要求的原则是稳定性、可用性和安全性。

编程软件要求使用STEP7 V5.5 SP3以上。

硬件根据西门子300PLC实训室现有条件选用CPU315-2DP两台PLC、PC_adapter适配器、CP341-RS422/485通讯模块、DI16xDC24V数字量输入模块、DO16xDC24V/0.5A数字量输出模块以及12位精度的AI2x12Bit/AO2x12Bit模拟量输入/模块输出模块等。

2.PLC的硬件组态

在PC机上建立一个全局数据包通信项目，在项目中插入两个300工作站，一个工作站定义为主站，另一个工作站定义为从站；并在各自工作站中根据工作台实际硬件模块配置进行300工作站软件中的硬件组态。其中包括CPU模块、数字量输入/输出模块、通讯模块以及模拟量输入/输出模块等。由于只进行PLC之间的MPI通讯，故电源模块可以忽略不进行硬件组态。

3.设置MPI通讯的参数

（1）设置PLC侧的参数。组态PLC硬件时，在CPU属性“Properties”对话框中设置MPI属性，即通信地址和通信速率。在主站PLC的CPU属性对话框建立MPI通讯并设置PLC的地址为“2”，通信速率187.5kbps；同理，在从站PLC的CPU属性对话框建立MPI通讯并设置PLC的地址为“3”，通信速率187.5kbps；为确保MPI通讯成功，通信速率一致，通信“站地址”不能相同。在Netpro网络中检查组态是否正确。

（2）设置PC侧参数。PC侧需要设置PC/PC接口与PLC侧参数匹配。

在“控制面板”中的“Set PG/PC Interface”中选择PC_Adapter（MPI）作为编程卡，并在“应用程序访问点”中选择“S7 0NLINE”查看。

将PC Adapter（PC适配器）的USB口连接到PC机上，DB9针接头连接CPU的MPI接口即可。

三、测试通信

1.数据发送和接收区的组态

勾选MPI通讯网络，在菜单“Options”选项中，选择“Define Global Date”，进入数据发送和接收区组态界面。在组态界面中选择需要通讯PLC站的CPU。

在主站CPU栏底下填上数据的接收区地址MW10，发送区地址MW10；在从站CPU栏底下填上数据的接收区地址MW10，发送区地址MW20。

MPI通讯主站（2号站）与从站（3号站）数据交换的流程是：2号站MW1O开始的2B数据——发送到3号MW1O开始的2B数据；3号站MW20开始的2B数据——发送到2号站MW10开始的2B数据。

在MPI全局数据包通信方式中，在组态完发送与接收区后进行编译，就可以看到通信区都有CD IN号。

编译保存组态内容，把组态的硬件及数据分别下载到对应的PLC中，做好MPI全局数據包通信的准备工作。

2.通讯监测

在从站PLC建立变量表VAT1以便监测MPI全局数据包通讯结果，打开变量监测表，在“ADDRESS”地址栏内写入“MW20”和“MW10”；并在MW20的“Modify value”中填写“W#16#0040”，将此数值写入到从站PLC中，在“status value”中显示“W#16#0040”，在MW10的status value”中也显示“W#16#0040”。这说明从站MW20中的数据“W#16#0040”已写入，并通全局数据包通信方式传给了主站；再由主站传回到从站的MW10中，从而完成了两台S7300PLC之间的MPI通讯。

四、小结

在S7300PLC之间的MPI全局数据包通讯需要注意在PLC硬件组态中CPU的通讯网络应选择MPI网络，通信速率必须保持一致，且MPI网络地址不能冲突；在下载硬件前，先选择PG/PC的设置为PC_adapter MPI；在下载硬件和通讯监测时CPU的通信端口要选用MPI端口。

S7300PLC之间的MPI全局数据包通信通讯最多有15 个CPU 能够参与通讯，一个数据包最多占22个字节。这样就限制了通讯的速度和通讯的数据长度。发送区与接收区要求要相同。接收和发送地址可以是D、B、M、I、Q。发送与接收的字节长度一定要相同。接收区与发送区只能采用绝对寻址方式寻址。

本文就两台S7300PLC之间MPI的通讯进行教学方案设计，依据此方法可进行最多15太PLC之间的MPI通讯，也可S7200与S7300PLC之间的MPI通讯。总之，可以根据学生的具体情况和学时数调整教学内容。

参考文献：

[1] 秦益霖.西门子S7-300 PLC应用技术[M].北京：电子工业出版社，2012.

[2] 李莉.西门子S7-300 PLC项目化教程[M].北京：机械工业出版社，2018.

（作者单位：北京电子科技职业学院机电工程学院）