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西門子S7-300/400 PLC全局數(shù)據(jù)通信中生成和填寫GD表

    用鼠標右鍵點擊NetPro中的MPI網(wǎng)絡線，執(zhí)行彈出的快捷菜單中的“定義全局數(shù)據(jù)”命令。在出現(xiàn)的全局數(shù)據(jù)表中（見圖9-4），對全局數(shù)據(jù)通信進行組態(tài)。

    雙擊“GD ID”（GD標識符）右邊的灰色單元，在出現(xiàn)的“選擇CPU”對話框左邊的窗口中（見圖9-5），打開SIMATIC 400站點，雙擊其中的“CPU 413 -1”圖標，自動關閉“選擇CPU”對話框，CPU 413 -1站點出現(xiàn)在全局數(shù)據(jù)表上面一行的方格中。用同樣的方法，在上面一行生成另外兩個S7 - 300站點。

    在CPU下面一行生成*個全局數(shù)據(jù)，將CPU 413 -1的IW0發(fā)送到CPU 313C的QW0。GD ID列的GD標識符是編譯后生成的。

    選中CPU 413 -1下面的*行的單元，點擊工具欄上的按鈕，該單元變?yōu)樯钌?，同時在單元的左端出現(xiàn)符號“>”，表示在該行中CPU 413 -1為發(fā)送站，在該單元中輸入要發(fā)送的全局數(shù)據(jù)的地址IW0。只能輸入地址，不能輸入符號地址。包含定時器和計數(shù)器地址的單元只能作為發(fā)送方。在每一行中應定義一個并且只能有一個CPU作為數(shù)據(jù)的發(fā)送方。同一行中各個單元接收或發(fā)送的字節(jié)數(shù)應相同。用左鍵選中CPU 313C下面的單元，直接輸入QW0，該單元的背景為白色，表示在該行中CPU 313C是接收站。

    在圖9-4的第1行和第2行中，CPU 413 -1和CPU 313C組成1號GD環(huán)，兩個CPU分別向對方發(fā)送GD包，同時接收對方的GD包，相當于全雙工點對點通信方式。

    在SIMATIC管理器中生成共享數(shù)據(jù)塊DB 2，在DB 2中生成一個10 B的數(shù)組。

    變量的復制因子用來定義連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)的長度，例如MB20：10表示從MB20開始的10B。S7 - 300的數(shù)據(jù)包大22B，MB0：22表示從MBO開始的22B，MW0：11表示從MW0開始的11個字。如果全局數(shù)據(jù)包由若干個連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)組成，一個連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)占用的空間為數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)加上兩個頭部說明字節(jié)。一個單獨的雙字占6B，一個單獨的字占4B，一個單獨的字節(jié)占3B，一個單獨的位也占3B。值得注意的是*個連續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)的兩個頭部說明字節(jié)不包括在22B之內(nèi)。例如DB2．DBB0：10和MB10：10一共占用22B。

    圖9-4中的第3行是CPU 413 -1向CPU 313C和CPU 312C發(fā)送GD包，相當于1：N的廣播通信方式。圖9-4中的第4行和第5行都是CPU 312C向CPU 413 -1發(fā)送數(shù)據(jù)，它們是3號GD環(huán)1號GD包中的兩個全局數(shù)據(jù)。

    發(fā)送方CPU自動地周期性地將地址中的數(shù)據(jù)發(fā)送到接收方的地址區(qū)中。例如圖9-4中的第5行意味著CPL 312C定時地將MB10~ MB19巾的數(shù)據(jù)發(fā)送到CPU 413 -1的MB30~MB39。CPU 413 -1對它自己的MB30~MB39的訪問，就好像在訪問CPU 312C的MB10~ MB19一樣。

    完成全局數(shù)據(jù)表的輸入后，應點擊工具欄上的按鈕，對它進行*次編譯，將發(fā)送方、接收方相同的某些全局變量組合為GD包，同時生成GD環(huán)。圖9-4中的“GD ID”列中的GD標識符是在編譯時自動生成的。

  在SIMATIC管理器中新建一個項目，項目名稱為“MPI_GD”（見隨書光盤中的同名例程）。首先在SIMATIC管理器中生成3個站，對它們的硬件組態(tài)，它們的CPU分別為CPU413 -1、CPU 313C和CPU 312C。點擊SIMATIC管理器的工具欄上的按鈕，打開網(wǎng)絡組態(tài)工具NetPro，出現(xiàn)了一條自動生成的標有MPI (1)的網(wǎng)絡，以及沒有與網(wǎng)絡相連的3個站的圖標，圖9-2是已經(jīng)連接好的MPI網(wǎng)絡。

    雙擊某個站的CPU方框中的小紅方塊，打開“屬性- MPI接口”對話框（見圖9-3），用鼠標選中“參數(shù)”選項卡的“子網(wǎng)”列表框中的“MPI (1)”，該行的背景變?yōu)樯钏{色，點擊“確定”按鈕，CPU被連接到MPI (1)子網(wǎng)上。也可以將圖9-2的CPU方框中的小紅方塊“拖放”到MPI網(wǎng)絡上，該站便被連接到網(wǎng)絡上了。

    圖9-2    NetPro中已連接好的MPI網(wǎng)絡

    可以用“地址”選擇框設置MPI站地址，各站的MPI地址應互不重疊。用同樣的方法將3個站連接到MPI網(wǎng)絡，并設置好它們的MPI網(wǎng)絡中的站地址。在“網(wǎng)絡設置”選項卡可以設置子網(wǎng)的傳輸速率，一般采用默認的187.5 kbit/s。

  (1)全局數(shù)據(jù)環(huán)

    參與收發(fā)全局數(shù)據(jù)包的CPU組成了全局數(shù)據(jù)環(huán)(GD Circle)。CPU可以向同一個環(huán)內(nèi)的其他CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。在一個MPI網(wǎng)絡中，多可以建立16個GD環(huán)。每個GD環(huán)多允許15個CPU參與全局數(shù)據(jù)交換。

    (2)全局數(shù)據(jù)包

    每個全局數(shù)據(jù)占全局數(shù)據(jù)表中的一行。同一個全局數(shù)據(jù)環(huán)中，具有相同的發(fā)送站和接收站的全局數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)之和如果沒有超出允許值，編譯時自動組成一個全局數(shù)據(jù)包( GDPacket)。GD 3.1.2是3號GD環(huán)的1號GD包中的2號全局數(shù)據(jù)。

    (3) CPU的全局數(shù)據(jù)通信功能

    S7 -300 CPU可以發(fā)送和接收的GD包的個數(shù)（4個或8個）與CPU的型號有關，有S7- 300參與的每個GD包多22B數(shù)據(jù)。S7 - 400 CPU可以發(fā)送8個或16個GD包，接收16個或32個GD包，S7 - 400之間每個GD包多54B數(shù)據(jù)。

通過全局數(shù)據(jù)( Global Data，GD)通信，同一個MPI子網(wǎng)中多15臺S7 - 300/400和C7之間可以周期性地相互交換少量的數(shù)據(jù)。每個CPU都可以通過全局數(shù)據(jù)通信訪問其他CPU的過程輸入、過程輸出、存儲器標志位(M)、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。

    1)使用CPU集成的MPI接口，不需要增加硬件成本，就可以實現(xiàn)多CPU之間的通信。

    2)使用簡單方便。只需要組態(tài)，不需要編程。

    3)可以實現(xiàn)事件驅動的全局數(shù)據(jù)通信，只是在事件發(fā)生時才調(diào)用SFC來發(fā)送數(shù)據(jù)。

    4)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較少。

    5)采用廣播方式來傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被接收后不返回確認信息，不能保證通信數(shù)據(jù)的完整性和準確性。如果要求進行可靠的數(shù)據(jù)交換，應使用S7通信或其他通信服務。

某些S7 - 300 CPU集成的*個通信接口是MPI接口，某些S7 - 300 CPU和S7 - 400CPU集成的*個通信接口可以設置為MPI接口或DP接口。型號中有“2DP”的S7 - 300/400的CPU集成的第二個通信口是DP接口，沒有S7基本通信和全局數(shù)據(jù)通信功能。型號中有“2PN/DP”的CPU集成有一個MPI/DP接口和一個PROFINET以太網(wǎng)接口。

MPI是多點接口(Multi Point Interface)的縮寫，每個S7 - 300/400 CPU的*個通信接口都集成了MPI通信協(xié)議。

    MPI的物理層是RS -485，大傳輸速率為12 Mbit/s，默認的傳輸速率為187.5 kbit/s。

    PLC通過MPI能同時連接運行STEP 7的編程器/計算機(PG/PC)、人機界面(HMI)、SIMATIC S7、M7和C7。每個CPU可以使用的MPI連接總數(shù)與CPU的型號有關，為6~64個。兩個站點之間沒有其他站點時（見圖9-1），MPI站到中繼器的大距離為50m，中繼器之間的大距離為1000m。多可以加10個中繼器。如果在兩個中繼器之間有MPI站點，每個中繼器只能擴展50m。

    圖9-1    帶中繼器的MPI網(wǎng)絡

    MPI網(wǎng)絡使用PROFIBUS總線連接器和PROFIBUS總線電纜。位于網(wǎng)絡終端的站，應將其總線連接器上的終端電阻開關扳到On位置。網(wǎng)絡中間的站應將總線連接器上的終端電阻開關扳到Off位置。

    應為每個MPI節(jié)點設置MPI地址(0~126)，編程設備、人機界面和CPU的默認地址分別為0、1、2。MPI網(wǎng)絡多可以連接125個站。

    S7-300的功能模塊(FM)和通信處理器(CP)有自己的MPI地址。S7-400只有CPU有MPI地址，其他智能模塊沒有MPI地址。

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