MPI 通讯
2.1 MPI概述
MPI（Multipoint Interface）通讯是当通讯速率要求不高，通讯数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI通讯可使用PLC S7-200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通讯卡，如CP5512/ CP5611/CP5613等进行数据交换。MPI的通讯速率为19.2Kbit/s～12Mbit/s，通常缺省设置为187.5Kbit/s，只有能够设置为PROFIBUS接口的MPI 接口才支持12Mbit/s的通讯速率。MPI网络最多可以连接32个节点，最大通讯距离为50m，但是可以通过中继器来扩展长度。
2.2 MPI网络
2.2.1 MPI网络结构
西门子PLC S7-200/300/400 CPU 上的RS485接口不仅是编程接口，同时也是一个MPI的通讯接口，在没有额外硬件投资的状况下，可以实现PG/OP、全局数据通讯以及少量数据交换的S7通讯等通讯功能 .其网络上的节点通常包括S7 PLC、TP/OP、PG/PC、智能型ET200S 以及RS485中继器等网络元器件，其网络结构可配置为如下图2-1所示。
图2-1 MPI网络结构
1. 通过中继器来扩展MPI网络长度。
MPI最大通讯距离为50m，也可以使用RS485中继器进行扩展，扩展的方式有两种。
第一种，两个站点之间没有其它站，如图2-2所示。
图2-2 通过RS485中继器扩展MPI网络
S7站到中继器距离最大为50m，两个中继器之间的距离最大为1000m，最多可以连接10个中继器，所以两个站之间的最大距离为9100m。
第二种，如果在两个中继器中间也有MPI站，那么每个中继器只能扩展50m。
MPI接口为RS485接口，需要使用PROFIBUS总线连接器（并带有终端电阻）和PROFIBUS 电缆（见图2-3），如果使用其它电缆和接头，则不能保证通讯质量和距离。在MPI网络上最多可以有32个站，但当使用中继器来扩展网络时，中继器也占节点数。
图2-3 标准的PROFIBUS电缆和总线连接器
连接方法见图2-4所示。
图2-4 将PROFIBUS电缆与连接器相连
2.3 设置MPI接口
2.3.1设置MPI参数
可分为两部分：PLC侧和PC侧MPI口的参数设置。
1. PLC侧参数设置
在硬件组态时可通过点击图2-5中的”Properties”按钮来设置CPU的MPI属性，包括地址及通讯速率，具体操作见图2-5所示。
图2-5 MPI网络参数设置
建议：在通常应用中不要改变MPI通讯速率。请注意在整个MPI网络中通讯速率
必须保持一致，且MPI站地址不能冲突。
2. PC侧参数设置
在PC侧同样也要设置MPI参数，在“控制面板” “Set PG/PC Interface”中选择所用的编程卡，访问点选择“S7_ONLINE”，例如用PC Adapter 作为编程卡如下图2-6所示。
图2-6 在PG/PC中配置MPI编程接口
设置完成后，将STEP 7中的组态信息下载到CPU中。
2.3.2 PC侧的MPI通讯卡的类型
1. PC Adapter（PC 适配器）－一端连接PC机的RS232口或USB口，另一端连接CPU的MPI接口，它没有网络诊断功能，通讯速率最高为1.5Mbit/s，价格较低。
2. CP5511－PCMCIA TYPE II卡，用于笔记本电脑编程和通讯，它具有网络诊断功能，通讯速率最高可达12Mbit/s，价格相对较高。
3. CP5512－PCMCIA TYPE II CardBus (32位) 卡，用于笔记本电脑编程和通讯，具有网络诊断功能，通讯速率最高可达12Mbit/s，价格相对较高。
4. CP5611－PCI 卡，用于台式电脑编程和通讯，此卡具有网络诊断功能，通讯速率最高可达12Mbit/s，价格适中。
5.CP5613－(替代原CP5412卡) PCI 卡，用于台式电脑编程和通讯，此卡具有网络诊断功能，通讯速率最高可达12Mbit/s，此卡带有处理器，可保持大数据量通讯的稳定性，一般用于PROFIBUS网络，同时也具有MPI功能，此卡价格相对最高。
了解上述功能后，可以很容易选择适合自己应用的通讯卡，在CP通讯卡的代码中，5代表PCMCIA接口，数字中6 代表PCI总线，数字中3 代表有处理器。
2.3.3 利用电话网远程编程
除了本地连接外，还可以利用电话网远程编程。硬件需要PG/PC及TS适配器（TS Adapter），软件需要STEP 7和TeleService软件，具体网络结构如图2-7所示。
图2-7 利用电话网远程编程的网络配置
1. 组态编程器侧MPI接口
在“控制面板”中点击“Set PG/PC Interface”，访问点选择：S7ONLINE(STEP 7)”并指向”TS Adapter”，TS Adapter属性选择如图2-6：选择通讯口及传输速率，便于组态TS Adapter，在
（在STEP 7 V5.2以上版本）
拨号时“Modem connection”会被自动选择。
图2-8 TS Adapter属性设置
2. 组态TS Adapter的参数
(1). 在”Set PG/PC Interface”中选择“Direct connection”，TS Adapter一端需要一根RS232电缆连接到PC机的串口上。
(2). TS Adapter 另一端MPI接口连接到PLC的MPI口，可以使CPU给TS Adapter 供电。点击“Start”->“SIMA TIC”->“STEP 7”->“TeleService”进入组态画面。在画面左边新建一个Folder，如”test”，再插入“Plant”，加入远端的电话号码。如图2-9所示，先在左边画面
插入“test”，然后在右边画面中新建“MY plant”，远端电话号码为010－
64721888,
点击图2-9中的“MY plant”属性，可以修改项目名称和电话号码，双击项目名称选择编程器
：
侧连接的调制解调器(见图2-10)
对于电话拨号访问，考虑到系统的安全性，有三种方法可以避免未授权访问：?断开与PLC MPI口连接的TS Adapter。
?在TS Adapter中设定用户名和密码。
?加入回拨功能。
用户拨通后，TS Adapter验证用户名和密码，然后自动断开连接，回拨用户指定的电话号码。即若用户想修改程序，验证用户名和密码后，还必须使用TS Adapter 指定的电话号码拨出，以确保系统的安全性。
后两种方法必须用TeleService进行设置。具体方法是：连接TS Adapter，点击“Options”和“Assign adapter parameters”进入图2-11组态画面。
图2-11 TeleService 配置-设置TS Adapter参数
站地址如图2-12所示。
设置TS Adapter的MPI
图2-12 设置TS Adapter的MPI站地址
(3). 组态完成以后，把编程器和TS Adapter连到电话网上，选择项目名称，点击“Connection”->“Establish”或按快捷键“F7”就可以建立拨号连接进行远程编程访问，如图2-13所示。
图2-13 TeleService 配置-建立连接
新版本的TS Adapter还支持PLC站之间的拨号通讯，PLC调用TeleService功能块FB47拨通后调用相关的MPI通讯块（SFC65/66，SFC67/68）进行通讯。
2.4 PLC-PLC之间通过MPI口通讯
通过MPI口实现PLC到PLC之间通讯有三种方式：全局数据包通讯方式，无组态连接通讯方式和组态连接通讯方式。
2.4.1全局数据包通讯方式
1.概述
对于PLC之间的数据交换，只需关心数据的发送区和接收区，全局数据包的通讯方式是在配置PLC硬件的过程中，组态所要通讯的PLC站之间的发送区和接收区，不需要任何程序处理，这种通讯方式只适合S7-300/400 PLC之间相互通讯。
下面将以举例的方式说明全局数据包通讯的具体方法和步骤。
2．网络配置图
图2-14 网络配置图
3. 硬件和软件需求
硬件：CPU 315-2 DP
CPU 416-2 DP
软件：STEP 7 V5.2 SP1
4．网络组态及参数设置
(1).建立MPI网络
在STEP 7中建立一个新项目，如MPI_GD，在此项目下插入两个PLC站分别为STA TION1- CPU416-2DP和STA TION2- CPU315-2DP，并分别插入CPU完成硬件组态，建立MPI网络并配置MPI的站地址和通讯速率，在本例中MPI的站地址分别设置为2号站和4号站，通讯速率为187.5Kbit/s。
(2). 组态数据的发送区和接收区
。
图2-15 进入全局组态画面
图2-16全局数据组态画面
(3). 插入所有需要通讯的CPU
双击”GD ID”右边的CPU栏选择需要通讯的CPU。CPU栏总共有15列，这就意味者最多有15个CPU能够参与通讯。在每个CPU栏底下填上数据的发送区和接收区，例如：CPU416-2DP 的发送区为DB1.DBB0~DB1.DBB21，可以填写为DB1.DBB0：22（其中“DB1.DBB0”表示起始地址，“22”表示长度），然后在菜单“Edit”下选择“Sender”设置为发送区。
而CPU315-2DP的接收区为DB1.DBB0~21，可以填写为DB1.DBB0：22。编译存盘后，把组态数据分别下载到相应CPU中，这样就可以进行数据通讯了。参考图2-17。
图2-17定义数据发送区和接收区
例子程序参见光盘，项目名为MPI_GD（路径名，文件名）。
(4). 多CPU通讯
多CPU通讯首先要了解GD ID参数，编译以后，每行通讯区都会有GD ID号，可以参考图2-18。
GD 1 .1.1
A B C
图2-18 参数定义
参数A：全局数据包的循环数
每个循环数表示和一个CPU通讯。例如S7-300 CPU通讯，两个发送与接收是一个循环，S7-400 CPU之间的三个发送与接收是一个循环。
支持的循环数与CPU有关，S7-300 CPU 最多为4个，即最多能和4个CPU通讯。S7-400 CPU 414-2 DP最多为8个，S7-400 CPU 416-2 DP最多为16个。
参数B：全局数据包的个数
表示一个循环有几个全局数据包，例如两个S7站相互通讯，一个循环有两个数据包。如图2-19。
图2-19全局数据包
参数C：一个数据包里的数据区数
参考图2-20，CPU315-2DP 发送4组数据到CPU416-2DP，4个数据区是一个数据包，从上面可以知道一个数据包最大为22个字节，在这种情况下每个额外的数据区占用两个字节，所以数据量最大为16个字节。
图2－20 一个数据包里的数据区数
对于A、B、C参数的介绍只是为了优化数据的接收区和发送区，减少CPU的通讯负载。简单应用可以不用考虑这些参数，GD ID编译后会自动生成。
(5). 通讯的诊断
在多个CPU通讯时，有时通讯会中断，可通过下述方法进行检测：
在编译完成后，在菜单“View”中分别点击“Scan Rates”和“GD Status”可以查看扫描系数和状态字。如图2-21所示：
图2-21查看全局数据扫描系数和状态字
SR：扫描频率系数。
如图2-21所示，SR1.1 为225，表示发送更新时间为225×CPU循环时间，SR范围为1～255。通讯中断的问题往往是因扫描时间设置过快引起，可根据需要适当增大。
GDS：每包数据的状态字（双字）。
表2-1根据状态字编写相应的错误处理程序
GST：所有GDS 相“OR”的结果。
用CP5511/5611等通讯卡可以首先诊断接线是否可靠，如上例中S7-300 MPI地址是2，S7-400MPI地址是4，用CP通讯卡连接到MPI网上（必须是带有有编程口的PROFIBUS总线连接器）可以直接读出2、4号站地址，具体方法是依次点击“控制面板”->“Set PG/PC Interface”->
所示。
0号站为CP5611的站地址，如果没有读出2，4号站地址，说明硬件连接或软件设置有问题，需进一步具体分析。
(6). 事件触发的数据传送
如果我们需要控制数据的发送与接收，如在某一事件或某一时刻，接收和发送所需要的数据，这时将用到事件触发的数据传送方式。这种通讯方式是通过调用CPU的系统功能SFC60 (GD_SND) 和SFC61 (GD_RCV) 来完成的，而且只支持S7-400 CPU，并且相应设置CPU的SR（扫描频率）为0，可参考下图全局数据的组态画面（图2-23）。
图2-23全局数据组态SR扫描频率
如上所述，编译存盘后下载到相应的CPU中，然后在S7-400中调用系统功能SFC60/61控制接收与发送。
具体程序代码为：
CIRCLE_ID，BLOCK_ID可参考GD 中的A，B，C参数。
例子中当M1.1为1时，CPU416接收CPU315的数据，将CPU315的MB20~MB29中的数
据接收到CPU416的MB40～MB49中。
当M1.0为1时，CPU416发送数据，将CPU416的MB60~MB69中的数据发送到CPU315 的MB60～MB69中。
例子程序参见光盘，项目名为MPI_GD_EVENT。
2.4.2无组态连接通讯方式
无组态的MPI通讯需要调用系统功能块SFC65~69来实现，这种通讯方式适合于S7-300，S7-400和S7-200之间的通讯。通过调用SFC来实现的MPI通讯又可分为两种方式：双边编程通讯方式和单边编程通讯方式。调用系统功能通讯方式不能和全局数据通讯方式混合使用。
1. 双边编程通讯方式
(1).概述
在通讯的双方都需要调用通讯块，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。这种通讯方式适用S7-300/400之间的通讯，发送块是SFC65(X_SEND) ，接收块是SFC66 (X_RCV)。
下面以举例的形式说明怎样调用系统功能来实现通讯。
(2). 网络配置图
图2-24 网络配置图
(3). 硬件和软件需求
硬件：CPU 315-2DP
CPU 416-2DP
软件：STEP 7 V5.2 SP1
(4). 网络组态及参数设置
1). 新建项目
在STEP 7中创建两个站STA TION1和STA TION2。其中STA TION1的CPU为S7 416，MPI 站地址为2; STA TION2的CPU为S7 315-2DP ，MPI站地址为4。本例中2号站发送2包数据给4号站，4号站判断后放在相应的数据区中。