MPI与Profibus通信技术培训(技术讲解)
PROFIBUS技术培训(2—5章)
PROFIBUS技术培训(2—5章)PROFIBUS作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍同意并得到广泛运用。
本培训教程全面阐述了PROFIBUS的技术特点、应用模式和产品开发方法。
PROFIBUS的系统模型如下：PROFIBUS是国际性的、开放的现场总线标准（1）PROFIBUS 标准EN 50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、差不多生效的（2）稳固的PROFIBUS 标准爱护世界范畴的用户和制造商的投资（3）PROFIBUS 经实践证明并在世界范畴内已安装使用的设备超过1,500,000 个。
（截止于１９９７年四季度）PROFIBUS给客户的好处（1）节约硬件和安装费用减少硬件成份(I/O, 终端块、隔离栅)更容易、更快捷和低成本的安装（2）节约工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具)更容易保养和修理更容易和更快捷的系统起动（3）更大的制造灵活性改进功能减少故障时刻准确、可靠的诊断数据可靠的数字传输技术※PROFIBUS减少40%的安装费用：※产品范畴快速增长※产品应用范畴广泛※经认证的产品确保互操作性（1）PROFIBUS 国际差不多建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试（2）几百个产品差不多通过了认证（3）在欧洲和美国建有如此的测试实验室（4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在PROFIBUS 电子产品指南中列出PROFIBUS 是领先的开放的现场总线系统·独立的市场研究证实，PROFIBUS 在欧洲是市场的领导者，且在世界范畴内有最高的增长率。
在１９９７年已安装的PROFIBUS 差不多设备超过了1,500,000个，年增长到约20-30%。
·市场总值按照1997 ARC 的市场研究现场总线的世界市场总值大于2百万个节点，50%以上是用在欧洲。
·市场份额按照1996 Consultic 关于德国和欧洲市场的市场研究2，PROFIBUS 在欧洲市场中约占41% 。
SIMATIC MPI与Profibus通信培训(高端培训)
• 标题：SIMATIC MPI与Profibus通信培训（高端培训） • 培训人：xx
MPI与Profibus通信---西门子硬件网络关系
西门子PLC通信技术
结合具体实例，详细介绍MPI网络的组建方法、如何用全局数 据包通信方式实现PLC之间的MPI网络通信、如何实现无组态 连接的PLC之间的MPI通信、如何实现有组态连接的PLC之间的 MPI通信、如何实现PLC之间的PROFIBUS-DP主从通信、如何组 态远程I/O站，最后介绍了CP342-5分别作为主站 和从站的PROFIBUS-DP组态应用。
Ø采用中继器
全局数据（GD）通信方式以MPI分支网为基础而设计的。 在S7中，利用全局数据可以建立分布式PLC间的通讯联系，不 需要在用户程序中编写任何语句。S7程序中的FB、FC、OB都 能用绝对地址或符号地址来访问全局数据。最多可以在一个 项目中的15个CPU之间建立全局数据通讯。
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ØMPI网络示意图
OP S7-300
S7-300
MPI 地址 2
S7-300
MPI 地址 1 可采用分支连接线
S7-300
MPI 地址 3
OP
MPI 地址 8 可采用分支连接线
MPI 地址 0
MPI 地址 7
PG/PC
MPI 地址 6
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S7-300 S7-400
MPI 地址 4
MPI
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4. GD通信应用(1/2)
应用GD通信，就要在CPU中定义全局数据块，这一过程也 称为全局数据通信组态。在对全局数据进行组态前，需要先 执行下列任务：
①定义项目和CPU程序名； ②用PG单独配置项目中的每个CPU，确定其分支网络号、 MPI地址、最大MPI地址等参数。
032第三章PROFIBUS网络组态(MPI通信)
本钢教育培训中心自控系 刘显珍
1 MPI通信
1.1 概述
在通信速率要求不高、通信数据量不大 时一种简单经济的通信方式 通信设备：S7-200/300/400，操作面板 TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡， 如CP5512/CP5611/CP5613等 通信速率：19.2kbit/s~12Mbit/s，默认 187.5kbit/s 节点数量：32个 通信距离：50m(可通过中继器扩展）
硬件: 1) CPU314C-2DP 2)CPU413-2DP 3)MPI电缆(即PROFIBUS电缆) 软件: STEP7
(4) 网络组态及参数设置
1)新建项目: 创建两个站: STATION1 CPU413-2DP MPI地址: 2 STATION2 CPU314C-2DP MPI地址:4
CALL "X_GET" REQ :=M1.3 CONT :=TRUE DEST_ID :=W#16#4 VAR_ADDR:=P#DB1.DBX 0.0 BYTE 76 RET_VAL :=MW4 BUSY :=M1.4 RD :=P#DB2.DBX 0.0 BYTE 76 //表示本地数据接收区，当M1.3为1时，接收数据放到本区
4.网络组态和参数设置
全局数据：配置步骤
在项目中生成硬件站
– 使用“SIMATIC 管理器" 为每个CPU指定MPI地址并下装 组态 –使用“硬件组态” 工具 配置全局数据表 –使用“定义全局数据表” 工 具
全局数据: 配置硬件
生成站
西门子MPI通讯培训资料
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第一节 MPI概述
1.MPI概述
MPI(Multi Point Interface)是多点接口的简称是当通信 速率要求不高，通信数据量不大时可以采用的一种简单经 济的通信方式。通过它可组成小型PLC通讯网络，实现 PLC之间的少量数据交换，它不需要额外的硬件和软件就 可网络化。每个S7-300 CPU都集成了MPI通信协议,MPI 的物理层是RS-485。通过MPI，PLC可以同时与多个设备 建立通信连接，这些设备包括编程器PG或运行STEP7的 计算机PC、人机界面（HMI）及其它SIMATIC S7，M7和 C7。同时连接的通信对象的个数与CPU的型号有关。
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点击第二列的CPU315-2DP（2）下面的单元，输入MW20(表示从 MB20开始的2B)，该格的背景为白色，表示在该行中CPU315-2DP（2） 是接收站。编译保存后，把组态数据分别下载到相应CPU中，这样就可 以进行数据通信了，如图2.3所示。地址区可以为DB、M、I、Q区，S7300地址区长度最大为22字节，发送区和接收区的长度必须一致。如果数 据包由若干个连续的数据区组成，一个连续的数据区占用的空间为数据 区内的字节数加上两个头部说明字节。一个单独的双字占6B，一个单独 的字占4B，一个单独的字节占3B，一个单独的位也占3B。例如 DB2.DBB0:10和QW0：5一共占用22B（第一个连续数据区的两个头部 说明字节不包括在22B之内）
西门子PLC的MPI是如何进行网络通讯的详细资料讲解
西门子PLC的MPI是如何进行网络通讯的详细资料讲解随着科技的进步，智能化芯片的发展逐渐成熟起来设备的智能化程度也相应提高，随之智能化设备之间基于开放标准的现场总线技术构成的自动化控制系统也逐渐成熟起来。
于是西门子PLC除了使用工业以太网和profibus。
在我们常用的编程、组态、通讯还用到了MPI、ASI等技术。
这些技术协议实现西门子PLC主机与智能从站之间的通讯，甚至兼容符合第三方产品的通讯协议。
西门子通讯大致有MPI网络通讯、PROFIBUS网络通讯、工业以太网通讯这三种。
西门子PLC的MPI网络通讯MPI叫多点接口通信，一般用于小范围、小点数现场级通讯，可实现西门子PLC的操作面板（TP/OP）和上位机之间的数据交换，例如西门子PLCs7-200/300/400，它的通讯速率19.2Kbit-12Mbit，最多可连接32个接点，通讯距离50m以内。
若以中继器连接，站之间的距离可达9100m，可最多也只能用10个中继器，而且它还占用节点数。
MPI的网络组建：利用STEP7的configuretion里的功能可以给每一个网络节点分配一个MPI地址和最高地址，连接是需要在MPI网络的第一个节点和最后一个节点加终端电阻。
PLC以MPI来实现通讯，可用三种方式解决。
全局数据包通讯方式、无组态连接通讯方式、组态连接通讯方式。
实现全局数据包通讯方式：在PLC硬件配置过程，组态需要通讯的PLC站之间的发送区和接收区不需要任何程序处理，只适应s7-300/400之间的通讯。
最多也只在一个项目中的15个CPU之间建立全局数据。
实现全局数据通讯方法：全局数据包通讯SMATIC Manage 里设置s7-300/400MPI的地址，然后在选项/定义全局数据里定义需要通讯的数据地址。
带>符号的表示发送数据，对应栏里的是接受数据，最终将设置好的项目下载到PLC即可实现MPI通讯。
无组态连接通讯方式：它适用于S7-200/300/400之间通讯，却不能与全局数据包通讯混淆。
PROFIBUS新培训由低到高
• 注意：光纤传输技术，需要用专门的设备进行接收与发送，针对 光纤传输技术，鼎实公司专门研发了单模光纤模块PB-OLM-S和多 模光纤模块PB-OLM-M，用于信号的接收BUS的数据交换发生在主站和从站之间，而所有的 这种数据交换都必须按一定的协议来完成。数据链路层 中包含了对数据传输报文的一般结构描述、安全机制设 置以及可能提供的服务。
• 注意：由于受电缆本身电阻，以及质量的问题，一般的电缆无法 达到上述长度要求。
总线网络中可扩展的最大长度
• 在PROFIBUS-DP安装中，必须选择一个与该总线连接的所有设备 都支持的数据传输速率。所选择的数据传输速率决定了如上所述 的最大网段的长度。 • 在每一个PROFIBUS DP网络中，两个总线站之间的最大许可的距 离可计算如下: • (NO_REP + 1)x网段长度 • NO_REP=串联连接的中继器的最大数量 • 例：中继器制造商的规定允许串联9个中继器，那么在1.5M bit/s 的数据传输速率下，两总线站之间的最大距离如下： • (9+1)x200m=2000m
终端电阻的使用
终端电阻的使用
网段设备数量分布
• 一个PROFIBUS网络中最多只能有126个设备（包括主站和从站）， 如果距离过长或某一处的从站设备过多，就需要把DP网络分成若 干个网段。在同一个网络段中，最多只能有32个设备。如果一个 网络中设备数量多于32个或由于受距离以及设备性质的限制，那 就必须划分出多个网段，网段之间用中继器或者段耦合器连接。
PROFIBUS数据链路层的一般格式
SD LE LEr SDr DA SA FC DU„. FCS ED
SD： 报头； LE： 数据长度 DA： 目标地址 SA： 源地址； FC： 功能码 FCS：帧校验序列 ED： 报尾，固定为0x16
PROFIBUS技术培训第七部分PROFIBUS-FMS
连接FMS设备至Profibus网络
按照Profibus网络规范，将FMS设备正确接入Profibus网络，确保物理连接稳定可靠。
FMS设备的软件配置
安装FMS设备驱动程序
根据FMS设备的型号和操作系统，安装相应的驱动程序， 以确保设备与计算机之间的通信正常。
详细描述
某工厂采用Profibus-FMS技术，实现了生产线的自动化控制和信息交互。在系统配置阶段，根据生产工艺和设 备需求，进行了合理的站点规划和总线布局。优化过程中，针对实际运行中的问题，进行了参数调整和程序改进， 提高了系统的稳定性和效率。
案例二
总结词
通信故障排查
详细描述
某自动化生产线在使用Profibus-FMS通信时出现故障，表现为数据传输中断或异常。针对这一问题， 进行了故障排查，检查了硬件连接、网络配置和通信协议等方面。通过逐一排除故障因素，最终确定 了问题所在，并采取相应措施修复了通信故障，保障了生产线的正常运行。
FMS在Profibus技术中的地位
Profibus-FMS是Profibus技术中的一种通讯方式，与ProfibusDP（Device Protocol）和Profibus-PA（Process Automation）并列，共同构成了Profibus技术的三大通讯方式。
Profibus-FMS主要用于设备之间的信息交互和管理，能够实 现设备之间的数据共享、远程控制、故障诊断等功能，是工 业自动化系统中不可或缺的一部分。
定义：Profibus-FMS（Fieldbus Message Specification）是一种基于Profibus协议的通讯方式，用 于工业自动化系统中设备之间的信息交互。 支持多种传输速率和传输介质；
西门子 pi mpi profibus 详解
pi mpi profibus 详解1、MPI是Multi-Point Interface,适用于PLC 200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡，MPI网络的通信速率为网络才支持12Mbit/s的通信速率。
MPI网络最多可以连接32个接节点，最大通信距离为50m，但是可以通过中继器来扩展长度。
PPI协议是专门为S7-200开发的通信协议。
S7-200 CPU的通信口（Port0、Port1）支持PPI 通信协议，S7-200的一些通信模块也支持PPI协议。
Micro/WIN与CPU进行编程通信也通过PPI协议。
PPI是一种主从协议，主站、从站在一个令牌网。
在一个PPI网络中，与一个从站通信的主站的个数并没有限制，但是一个网络中主站的个数不能超过32个。
主站既可以读写从站的数据，也可以读写主站的数据。
也就是说，S7-200作为PPI主站时，仍然可以作为从站响应其他主站的数据请求。
MPI是主站之间的通信；PPI可以是多台主站与从站之间通信。
2、MPI协议：西门子内部协议，不公开；PROFIBUS-DP协议：标准协议，公开。
3、MODBUS 是MODICON公司最先倡导的一种软的通讯规约，经过大多数公司的实际应用，逐渐被认可，成为一种标准的通讯规约，只要按照这种规约进行数据通讯或传输，不同的系统就可以通讯。
目前，在RS232/RS485通讯过程中，更是广泛采用这种规约。
常用的MODBUS 通讯规约有两种，一种是MODBUS ASCII，一种是MODBUS RTU。
一般来说，通讯数据量少而且主要是文本的通讯则采用MODBUS ASCII规约，通讯数据数据量大而且是二进制数值时，多采用MODBUS RTU规约。
在实际的应用过程中，为了解决某一个特殊问题，人们喜欢自己修改MODBUS规约来满足自己的需要（事实上，人们经常使用自己定义的规约来通讯，这样能解决问题，但不太规范）。
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在PLC操作系统的作用下，发送CPU在它的一个扫描循环 结束时发送全局数据，接收CPU在它的一个扫描循环开始时接 收GD。这样，发送全局数据包中的数据，对于接收方来说是 “透明的”。也就是说，发送全局数据包中的信号状态会自 动影响接收数据包；接收方对接收数据包的访问，相当/PC
MPI 地址 6
MPI 地址 5
第1部分 西门子PLC通信技术
结合具体实例，详细介绍MPI网络的组建方法、如何用全局数 据包通信方式实现PLC之间的MPI网络通信、如何实现无组态 连接的PLC之间的MPI通信、如何实现有组态连接的PLC之间的 MPI通信、如何实现PLC之间的PROFIBUS-DP主从通信、如何组 态远程I/O站，最后介绍了CP342-5分别作为主站 和从站的PROFIBUS-DP组态应用。
Ø采用中继器延长网络连接距离
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§1.2.2 全局数据包通信方式
全局数据（GD）通信方式以MPI分支网为基础而设计的。 在S7中，利用全局数据可以建立分布式PLC间的通讯联系，不 需要在用户程序中编写任何语句。S7程序中的FB、FC、OB都 能用绝对地址或符号地址来访问全局数据。最多可以在一个 项目中的15个CPU之间建立全局数据通讯。
§7.1 西门子PLC网络 §7.2 MPI网络通信 §7.3 PROFIBUS现场总线通信技术 §7.4 思考与练习
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§1.1 西门子PLC网络
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§1.2 MPI网络通信
MPI是多点通信接口（MultiPoint Interface）的简称。 MPI物理接口符合Profibus RS485（EN 50170）接口标准。 MPI网络的通信速率为19.2kbit/s～12Mbit/s，S7-200只能选 择19.2kbit/s的通信速率，S7-300通常默认设置为 187.5kbit/s，只有能够设置为Profibus接口 的MPI网络才支持12Mbit/s的通信速率。
培训资料
• 名称： MPI与Profibus通信技术（技术讲解）
• 所属班组：XXXX • 汇报人：xxXX
S7-300
MPI 地址 2
S7-300
OP S7-300
MPI 地址 1 可采用分支连接线
S7-300
MPI 地址 3
OP
S7-300 S7-400
MPI 地址 4
MPI
MPI 地址 8 可采用分支连接线
在用STEP 7开发软件包进行GD通信组态时，由系统菜单 【Options】中的【Define Global Data】程序进行GD表组 态。具体组态步骤如下：
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4. GD通信应用(1/2)
应用GD通信，就要在CPU中定义全局数据块，这一过程也 称为全局数据通信组态。在对全局数据进行组态前，需要先 执行下列任务：
①定义项目和CPU程序名； ②用PG单独配置项目中的每个CPU，确定其分支网络号、 MPI地址、最大MPI地址等参数。
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4. GD通信应用(2/2)
§7.2.1 MPI网络组建 §7.2.2 全局数据包通信方式 §7.2.3 无组态连接的MPI通讯方式 §7.2.4 有组态连接的MPI通讯方式
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§1.2.1 MPI网络组建
用STEP 7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，最好标在节点外壳上；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网的第一个及最后一个节点接入通信终端匹配电 阻。往MPI网添加一个新节点时，应该切断MPI网的电源。
①环内包含2个以上的CPU，其中一个发送数据包，其它 的CPU接收数据；
②环内只有2个CPU，每个CPU可既发送数据又接受数据。 S7-300的每个CPU可以参与最多4个不同的数据环，在一 个MPI网上最多可以有15个CPU通过全局通讯来交换数据。 其实，MPI网络进行GD通信的内在方式有两种：一种是一 对一方式，当GD环中仅有两个CPU时，可以采用类全双工点对 点方式，不能有其它CPU参与，只有两者独享；另一种为一对 多（最多4个）广播方式，一个点播，其它接收。
ØGD通信原理 ØGD通信的数据结构 Ø全局数据环 ØGD通信应用 Ø利用SFC60和SFC61传递全局数据
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1.GD通信原理
在MPI分支网上实现全局数据共享的两个或多个CPU中， 至少有一个是数据的发送方，有一个或多个是数据的接收方。 发送或接收的数据称为全局数据，或称为全局数。具有相同 Sender/Receiver （发送者/接受者）的全局数据，可以集合 成一个全局数据包（GD Packet）一起发送。每个数据包用数 据包号码（GD Packet Number）来标识，其中的变量用变量 号码（Variable Number）来标识。参与全局数据包交换的 CPU构成了全局数据环（GD Circle）。每个全局数据环用 数据环号码来标识（GD Circle Number ）。
MPI 地址 5
ØMPI网络连接器
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 节点需要接入浪涌匹配电阻。
具有 PG 接口的标准连接器
无 PG 接口的连接器
连接 PG/HMI
连接 CPU 的 MPI 接口
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终端电阻开关 连接 CPU 的 MPI 接口
发 送数据包的访问。
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2.GD通信的数据结构
全局数据可以由位、字节、字、双字或相关数组组成， 它们被称为全局数据的元素。一个全局数据包由一个或几个 GD元素组成，最多不能超过24B。
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3. 全局数据环
全局数据环中的每个CPU可以发送数据到另一个CPU或从 另一个CPU接收。全局数据环有以下2种：
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ØMPI网络示意图
OP S7-300
S7-300
MPI 地址 2
S7-300
MPI 地址 1 可采用分支连接线
S7-300
MPI 地址 3
OP
MPI 地址 8 可采用分支连接线
MPI 地址 0
MPI 地址 7
PG/PC
MPI 地址 6
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S7-300 S7-400
MPI 地址 4
MPI