西门子6ES7214-1BD23-0XB0模块

西门子PLC的MPI通讯详解
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，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地址和高地址，连接是需要在MPI网络的第一个节点和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。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，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使用。其为双向通讯方式时，要求通讯双方都有调用通讯块，一个通讯块用于发送数据，另一个通讯块用于接收数据。在OB35中断块中调用SFC65用于发送数据，调用SFC66用于接收数据，随后就是编程。由于接收块只能识别数据的标识符，无论哪个CPU发送的数据都要调用SFC69来释放连接。无组态单向通行方式时：只有在一方编写程序，如客户机与服务器之间的访问模式。只要在客户机编写程序即可，无需在服务器编写程序。因此客户机只要调用SFC通行块就可访问服务器。
组态连接通讯方式：它适用于S7-300/400或S7-400/400之间的通讯，而S7-300/400通讯时，S7-300只能用作服务器，此时S7-400作为客户机对S7-300进行读写操作。S7-400/400通讯时，S7-400即可作为服务器又可作为客户机，其大数据包长度可达160字节。实现组态连接通讯方法：在项目的NETPRO中设置S7网络连接，在建立连接中块参数ID时需要留意下，它是作为识别发送数据和接收数据的地址标识，在客户端编程需要调用SFB14、SFB15系统功能块，后保存编译下载至PLC中即可实现通讯。

西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯
1、需要控制系统在设计时采用很多硬件，价格昂贵
2、现场的布线多容易引起躁声和干扰
3、PLC 和变频器之间传输的信息受硬件的限制，交换的信息量很少。
4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时，影响控制精度。
5、通常变频器的故障状态由一个接点输出，PLC能得到变频器的故障状态，但不能准确的判断当故障发生时，变频器是何种故障。
        如果PLC通过与变频器进行通讯来进行信息交换，可以有效地解决上述问题，通讯方式使用的硬件少，传送的信息量大，速度快，等特点可以有效地解决上述问题，另外，通过网络，可以连续地对多台变频器进行监视和控制，实现多台变频器之间的联动控制和同步控制，通过网络还可以实时的调整变频器的参数。
        目前各个厂家的变频器都相继的开发出了支持连网的功能，比如，很多变频器都有了支持现场总线（如：DEVICENET、PROFIBUS、AS_I）等的接口协议，可以很方便的与PLC进行数据通信。现在主要介绍西门子S7-200和Micro Master变频器之间的通讯协议USS，使用USS通讯协议，用户可以通过程序调用的方式实现S7-200和Micro Master变频器之间的通信，编程的工作量小，通讯网络由PLC和变频器内置的RS485通讯口和双绞线组成，一台S7-200多可以和31台变频器进行通讯，这是一种费用低、使用方便的通讯方式。
一、USS通讯协议介绍
        USS通讯协议的功能，所有的西门子变频器都带有一个RS485通讯口，PLC作为主站，多允许31个变频器作为通讯连路中的从站，根据各变频器的地址或者采用广播方式，可以访问需要通讯的变频器，只有主站才能发出通讯请求报文，报文中的地址字符要传输数据的从站，从站只有在接到主站的请求报文后才可以向从站发送数据，从站之间不能直接进行数据交换。在使用USS协议之前，需要先安装西门子的指令库。USS协议指令在STEP7—MICRO/WIN32指令树的库文件夹中，STEP7—MICRO/WIN32指令库提供14个子程序、3个中断程序和8条指令来支持USS协议。调用一条指令时，将会自动地增加一个或几个子程序。
USS协议使用CPU的下列资源：
1）USS协议占用PLC的通讯端口0或1，使用USS——INIT指令可以选择PLC的端口是使用USS协议还是PPI协议，选择USS协议后PLC的相应端口不能在做其它用途，包括与STEP7-WICRO/WIN32的通讯，只有通过执行另外一条USS指令或将PLC——CPU的模式开关拨到RUN或STOP状态，才能钟新在进行PPI通讯，当PLC和与变频器通讯中断时，变频器将停止运行，所以在本例中选择CPU226 因为它有两个通讯端口，当第一个口用于USS通讯时，第二个端口可以用于程序监控，USS指令要占用2300～3600字节的程序存储空间和400个字节的变量存储区间
2）变频器的通讯与CPU的扫描时异步的，完成一次变频器的通讯通常需要几个CPU的扫描周期，通讯时间和链路上变频器的台数、波特率和扫描周期有关，本例中通讯的波特率设定为19200，变频器的台数为3台，经实际调试检测通讯时间大约为50ms.
二、使用USS协议的步骤：
1）安装指令库后在STEP7-Micro/win32指令树的/指令/库/USS PROTOOL文件夹中将出现8条指令，用它门来控制变频器的运行和变频器参数的读写操作，这些子程序是西门子公司开发的用户不需要关注这些指令的内部结构，只需要在程序中调用即可。
2）调用USS—INIT初始化改变USS的通讯参数，只需要调用一次即可，在用户程序中每一个被激活的变频器只能用一条USS-DRIVE-CTRL指令，可以任意使用USS-RPM-X 或USS-WPM-X指令，但是每次只能激活其中的一条指令。
3）为USS指令库分配V存储区。在用户程序中调用USS指令后，用鼠标点击指令书中的程序块图标，在探出的菜单中执行库内存命令，为USS指令库使用的397个字节的V存储区起始地址，
4）用变频器的操作面板设置变频器的通讯参数，使之与用户程序中所用的波特率和从站地址相一致。
5）连接CPU和变频器之间的通讯电缆，为了提高看*力好采用屏蔽电缆。

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