PLC的MPI通信的特點(diǎn)與作用

PLC的MPI是一個(gè)跨語言的通訊協(xié)議，用于編寫并行計(jì)算機(jī)。支持點(diǎn)對點(diǎn)和廣播。MPI是一個(gè)信息傳遞應(yīng)用程序接口，包括協(xié)議和和語義說明，他們指明其如何在各種實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮其特性。

主要優(yōu)點(diǎn)是CPU可以同時(shí)與多個(gè)設(shè)備建立通信。即編程器、hmi設(shè)備和其他PLC可以連接在一起，同時(shí)運(yùn)行。程序員通過MPI接口生成的網(wǎng)絡(luò)也可以訪問連接的硬件站上的所有智能模塊?？梢酝瑫r(shí)連接的其他通信對象的數(shù)量取決于CPU的型號。例如，*處理器314的*大連接數(shù)是4，*處理器416的*大連接數(shù)是64。

MPI接口的主要特點(diǎn)是:

●RS-485物理接口。

19.2Kbit/s或187.5 Kbit/s或1.5 mbit/s的低傳輸速率。

●*大連接距離為50m(兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間)，有兩個(gè)中繼器時(shí)為1100m，使用光纖和

星形聯(lián)軸器為23.8公里。

●使用現(xiàn)場總線組件(電纜、連接器)。

MPI通信包括全局?jǐn)?shù)據(jù)通信、基礎(chǔ)通信和擴(kuò)展通信，下面將分別介紹。

1.全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，這種通信方式通過MPI接口在CPU之間循環(huán)交換數(shù)據(jù)，*編程。當(dāng)過程圖像被刷新時(shí)，在循環(huán)掃描的檢查點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。對于S7-400PLC，數(shù)據(jù)交換可由sfc啟動(dòng)，全局?jǐn)?shù)據(jù)可輸入、輸出、標(biāo)志位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)塊區(qū)。

通信不需要編程，而是配置全局?jǐn)?shù)據(jù)表。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信不需要CPU連接。

2.基本溝通。該通信方法可用于所有S7-300/400可編程邏輯控制器。它通過站內(nèi)MPI子網(wǎng)或K總線傳輸數(shù)據(jù)。系統(tǒng)函數(shù)(SFC)，如X_SEND(在發(fā)送端)和X_RCV(在接收端)，由用戶程序調(diào)用。用戶數(shù)據(jù)量*大為76B，調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)時(shí)，通信連接動(dòng)態(tài)建立，斷開。CPU上需要有一個(gè)自由連接。

3.擴(kuò)展通信，可在所有S7-400PLCCPU中使用。高達(dá)64KB的數(shù)據(jù)可以通過任何MPI(現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng))傳輸。它由系統(tǒng)功能塊(SFB)實(shí)現(xiàn)，支持帶響應(yīng)的通信。數(shù)據(jù)也可以讀出或?qū)懭隨7-300可編程控制器(輸入/輸出模塊)。它不僅可以傳輸數(shù)據(jù)，還可以執(zhí)行控制功能，例如控制通信對象的啟動(dòng)和停止。這種通信方式需要配置連接(連接表)。連接在工作站完全啟動(dòng)時(shí)建立，并一直保持。CPU上需要有一個(gè)自由連接。

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潯之漫智控技術(shù)有限公司是中國西門子的合作伙伴，公司主要從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的集成,銷售和維修。 致力于為您提供在食品、化工、水泥、電力、環(huán)保等領(lǐng)域的電氣及自動(dòng)化技術(shù)的完整解決方案，包括自動(dòng)化產(chǎn)品及系統(tǒng)、工程項(xiàng)目執(zhí)行及管理、主要過程控制領(lǐng)域技術(shù)支持，以及的售后服務(wù)、培訓(xùn)等。
PLC需要使用的信號轉(zhuǎn)換模塊，將這種標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號，按照比例轉(zhuǎn)換成CPU能處理的數(shù)值，這種轉(zhuǎn)換稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的模塊被稱為模擬量輸入模塊。
西門子S7-1200系列PLC有三種模擬量輸入模塊：
1SM1231 AI4x13bit;
2SM1231 AI8x13bit;
③SM1231AI4×16bit;
名稱中的AI是英文“AnalogInput"的縮寫，表示模擬量輸入；后面的數(shù)字表示通道的數(shù)量，“4”表示有4個(gè)通道，
“8”表示有8個(gè)通道；
“13bit”表示模塊的分辨率是13位(12位數(shù)值+1位符號)，“16bit”表示模塊的分辨率為16位；分辨率越大，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)值越接近實(shí)際值；
補(bǔ)充說明一點(diǎn)：
西門子S7-1200的CPU模塊本身也集成了模擬量輸入通道，不過僅支持0~10V的電壓信號；另外，工業(yè)上溫度的采集經(jīng)常使用熱電偶和熱電阻，這兩種傳感器輸出的不是電壓或電流信號，我們將在后續(xù)介紹。
模擬量輸出模塊的作用是將區(qū)間范圍內(nèi)的某個(gè)數(shù)值，轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號向外輸出。換句話說，模擬量輸出模塊是向外輸出電壓或電流信號的模塊。
模擬量模塊輸出的電壓或電流都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的量程范圍。常見的電壓信號量程有0~10V，±10V等；常見的電流信號量程有0~20mA和4~20mA。
工業(yè)上常見的比例閥通常使用模擬量信號控制。
假設(shè)某比例閥接收4~20mA的電流信號，我們可以使用模擬量輸出模塊(比如西門子S7-1200的SM 1232 AQ2x14位)，將其輸出通道連接到該比例閥。
當(dāng)模塊輸出4mA電流時(shí)，比例閥的開度為0；當(dāng)模塊輸出20mA電流時(shí)，比例閥的開度為；那么當(dāng)模塊輸出4~20mA的中間值(12mA)時(shí)，比例閥的開度為50%。在PLC程序中，通過輸出一個(gè)百分比的數(shù)值，能控制比例閥的開度，這是模擬量輸出模塊的典型應(yīng)用。
名稱中的“AQ”是英文
“Analog Output”的縮寫，表示模擬量輸出；
“2”表示有2路通道；
“14位”表示它的分辨率為14位；這個(gè)模塊可以輸出±10V的電壓信號、0~20mA的電流信號或者4~20mA的電流信號中的一種，可在組態(tài)中進(jìn)行選擇。
比如S7-1200系列PLC有兩種熱電偶模塊，SM 1231
AI4x16bit TC和SM 1231AI8x16bit TC。兩者的分辨率都是16位(15位數(shù)值+1位符號)，前者有4組輸入通道，后者有8組輸入通道。熱電偶的兩種金屬一種是正，另一種是負(fù)。接線時(shí)將熱電偶的正負(fù)分別連接到熱電偶模塊通道的正負(fù)即可。
西門子S7-1200系列PLC提供兩種熱電阻模塊：
SM 1231 AI 4xRTDx16bitSM 1231 AI 8xRTDx16bit名稱中的“SM”是“SignalModule"的縮寫，即“信號模塊”，“12”是指S7-1200系列產(chǎn)品，“31”是序列號，與后面的
“AI”表示相同的意思，即“模擬量輸入；后面的數(shù)字表示通道的數(shù)量，
“4”表示有“4”個(gè)通道，
“8”表示有“8”個(gè)通道；
“RTD”表示可連接RTD傳感器；
“16bit”表示模塊的分辨率為16位；
SM1231 RTD模塊的測量類型可以是“電阻”或“熱電阻”。電阻→RTD傳感器的阻值，傳感器的量程可以在組態(tài)中設(shè)置，滿量程數(shù)值為27648；熱電阻一溫度值x10，單位可以是C或F，組態(tài)中可選擇。比如：假設(shè)設(shè)置的溫度單位為攝氏度，測量值為262，則實(shí)際溫度為26.2℃。
SM 1231 RTD模塊支持2線制、3線制和4線制的熱電阻傳感器。實(shí)際應(yīng)用中2線制傳感器導(dǎo)致的測量誤差較大，建議采用3線制或4線制傳感器。S7-1200模塊
SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、邏輯控制、HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù)

為什么已經(jīng)將"啟動(dòng)"選項(xiàng)設(shè)置為"暖啟動(dòng)-RUN模式"下載組態(tài)后，CPU無法啟動(dòng)，而ERROR燈也不報(bào)錯(cuò)？
答：這種情況下查看診斷緩沖區(qū)，通?？梢园l(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)：“沒有可用于設(shè)備選件處理的數(shù)據(jù)記錄或無效”，如圖3所示。造成這個(gè)錯(cuò)誤的原因是因?yàn)?，CPU屬性的“組態(tài)控制”中已“允許通過用戶程序重新組態(tài)設(shè)備”，如圖4所示，但啟動(dòng) OB 未傳送一個(gè)有效的組態(tài)數(shù)據(jù)記錄，則 CPU 從啟動(dòng)模式返回到 STOP 模式。CPU 在這種情況下不會初始化集中式 I/O，導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。如果用戶并沒有使用組態(tài)控制，一定確認(rèn)取消“允許通過用戶程序重新組態(tài)設(shè)備”，以免造成不必要的錯(cuò)誤。
圖3 組態(tài)控制造成的錯(cuò)誤
圖4 組態(tài)控制配置秒懂S7-1500PLC讀寫SQL微軟數(shù)據(jù)庫
近幾年S7-1200和1500肯定是西門子的主推產(chǎn)品。盡管現(xiàn)在S7-300和400依然被廣泛的運(yùn)用，但隨著博途軟件的高度集成化，并被越來越多的工程師接受，S7-1200/1500以及一些只有博途才兼容的其它自動(dòng)化產(chǎn)品將會被越來越多的運(yùn)用在項(xiàng)目中。

6ES 8：模擬輸出模塊，8AQ，U/I ，高速 
6ES 2:   模擬輸出模塊,2 AQXU/I ,標(biāo)準(zhǔn)型，25mm,包含前連接器
6ES7532-5HD00-0AB0 AQ 4：模擬輸出模塊，4AQ，U/I 
6ES7531-7NF10-0AB0 AI 8：模擬輸入模塊，8AI，U/I，高速 
6ES7531-7 4:  模擬輸出模塊: XU/I/RTD/TC ST, 25mm,包含前連接器
6ES7531-7KF00-0AB0 AI 8：模擬輸入模塊，8AI，U/I/RTD/TC
6ES7534-7/AQ2：模擬量輸入/輸出模塊4AI,2AO,標(biāo)準(zhǔn)型,25mm,包含前連接器
6ES7523-1BL00-0AA0DI/DQ 16X24CDV/16X24VDC/0.5A BA,包含前連接器.
6ES 8：數(shù)字輸出模塊，8DQ，繼電器，230 V AC/ 5A 
6ES 8：數(shù)字輸出模塊，8DQ，可控硅，230V AC/ 2A
6ES7522-1BL00-0AB0 6ES 32：數(shù)字輸出模塊，32DQ，晶體管，24 V DC/ 0.5A
6ES7522-1BH00-0AB0 6ES 16：數(shù)字輸出模塊，16DQ，晶體管，24 V DC/ 0.5A
6ES 8：數(shù)字輸出模塊，高性能 8DQ，晶體管，24V DC/2A 
6ES 32x24VDC/0.5A BA ，包含前連接器
6ES 16x24VDC/0.5A BA ，包含前連接器
6ES7521-1FH00-0AA0DI 16：數(shù)字輸入模塊，16DI，230V AC  BA
6ES7521-1BL00-0AB0DI 32：數(shù)字輸入模塊，高性能 32DI，24V DC 
6ES7521-1BH50-0AA0DI 16：數(shù)字輸入模塊，源型，16DI， 24V DC  BA
6ES7521-1BH00-0AB0數(shù)字輸入模塊，高性能 16DI，24V DC 
6ES7521-1BL10-0AA0 DI 32X24VDC BA，包含前連接器
6ES7521-1BH10-0AA0 DI 16X24VDC BA，包含前連接器