广东西门子S7-1200PLC模块代理（欢迎您）

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MPI网络通信全局数据包(GD)通信的应用

    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、大MPI地址等参数。

    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 GlobalData程序进行GD表组态。具体组态步骤如下。

    ①在GD空表中输入参与GD通信的CPU代号；

    ②为每个CPU定义并输入全局数据，发送GD;

    ③*次存储并编译全局数据表，检查输入信息语法是否为正确数据类型，是否*；

    ④设定扫描速率，定义GD通信状态双字；

    ⑤第二次存储并编译全局数据表。

    编译后的GD表形成系统数据块，随后装入CPU的程序文件中。*次编译形成的组态数据对于GD通信是足够的，可以从PG下载至各CPU。若确实需要输入与GD通信状态或扫描速率有关的附加信息，再进行第二次编译。

    扫描速率决定CPU用几个扫描循环周期发送或接收一次GD，发送和接收的扫描速率不必*。扫描速率值应同时满足：发送间隔时间大于等于60ms;接收间隔时间小于发送间隔时间。否则，可能导致全局数据信息丢失。扫描速率的发送设置范围是4～255，接收设置范围是1～255，它们的默认设置值都是8。

实现全局数据包通信之前，首先应设计好各CPU参与GD通信的GD块及全局数据(GD)环，然后用建立全局数表的办法来配置全局数据通信。

    所谓全局数据环（GD环）其实是全局数据块的一个确切的分布回路。在同一个环中的CPU，能向环中其他CPU发送数据或者从其他CPU接收数据。典型的全局数据环有以下两种。

    ①两个以上的CPU组成的全局数据环，一个CPU定义为GD块的发送方，其他的CPU定义为GD块的接收方（相当于1：Ⅳ的广播通信方式）。

    ②当只由两个CPU构成一个全局数据环时，一个CPU既能向另一个CPU发送GD块，又能接收从另一个CPU发来的GD块（相当于全双工点对点通信方式）。

    在MPI网络进行GD通信的5个CPU（多5个）之间，可以建立多个全局数据环，但每个S7-300的CPU多只能参与其中4个不同的GD块，图6-6是MPI网采用GD通信的例子，系统中建立了6个GD环，每个CPU参与GD通信情况如下：

    CPU1参与了4个GD环通信，做2个发送方，3个接收方，由于它已经参与了4个环的通信，所以不能再参与其他环的通信；

    CPU2参与了3个GD环通信，做2个发送方，2个接收方，它还可以参与1个GD环的通信，如第5个或第6个环；

    CPU3参与了4个GD环通信，做3个发送方，3个接收方，不能再参与其他环的通信；

CPU4参与了3个GD环通信，做1个发送方，2个接收方，还能参与一个环的通信，如第4个环：

    CPU5参与了4个GD环通信，做4个接收方，不能再参与其他环通信。

实现GD通信就要在CPU中定义全局数据块，生成全局数据表，或者说要进行全局数据通信组态。在进行组态前，需要先定义项目和CPU程序名，用PG配置项目中的每个CPU，确定其分支网络号，MPI地址和大MPI地址等参数。

    一个全局数据块（GD块）可以由一个或几个元素组成，而GD元素可以是PLC的输入、输出、位存储器、定时器、计数器和数据块中的位、字节、字、双字或相关数组。如I2.0（位），QB4（字节）、MW40（字）、T5、C6（定时器、计数器状态、位）、DB6.DBD12（数据块双字）、MB30:4（字节相关数组）、DB6．DBB0:3（数据块字相关数组）等，这些都是合法的GD元素。后面两个相关数组是GD元素的简洁表示方式，冒号后的数字表示该元素的个数。如MB30:4表示该元素由MB30、MB31、MB32、MB33连续4个存储字节组成；DB6．DBB0:3表示该元素由DB6.DBBO，DB6.DBB1，DB6.DBB2连续3个数据字节组成。

    一个全局数据块，虽可由几个GD元素组成，但多不能超过24Byte，在GD块里，相关数组、双字、字节、位等元素占用的字节数如表6-3所示。

表6-3 GD元素的字节数

    例如，一个GD块里定义了如下GD元素：一个3个字长的数组（占8Byte），一个单独的位(占3Byte)，这便是一个22字节长的GD数据块，字长小于24字节，为合法数据块。

   PLC之间通过MPI口通信可分为三种：全局数据包(GD)通信方式，不需要组态连接的通信方式，需要组态连接的通信方式，如表6-2所示。

表6-2  MPI通信方式

    全局数据包(GD)通信方式是以MPI分支网为基础的，也就是说GD通信方式*于同一个分支网络内的几个S7系列PLC的CPU之间。MPI分支网络能够包括连接不同区段的中继器，但不包括使用网间连接器或路由器而连接的通信节点。以这种通信方式实现PLC之间的数据交换时，只需关心数据的发送区和接收区，在配置PLC硬件的过程中，组态所要的通信PLC站之间的发送区和接收区即可，不需要任何程序处理。这种通信方式只适合S7-300/400PLC之间相互通信。S7-300大通信数据包长度为22字节，S7-400大为64字节。

    全局数据包通信的通信网络简单，在一个MPI分支网络中多只能有5个CPU能通过GD通信交换数据。采用循环传送少量数据方法，使分支网上的几个CPU实现全局数据共享。这几个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。发送和接收的数据称为全局数据，或称为全局数据块。

MPI通信通过全局数据块实现的具体方法是：在发送方和接收方CPU的存储器中定义全局数据块，定义在发送方CPU存储器中的称为发送GD块，接收方中的称为接收GD块。依靠GD块，为发送方和接收方的存储器建立映射关系。也就是说，发送GD块中的信号状态会自动影响接收GD块，接收方对接收GD块的访问，相当于对发送GD块的访问。通信系统中发送方的CPU在它循环扫描的末尾发送GD，接收方的CPU在它的循环扫描的开头接收GD。

   MPI网络符合RS485标准，具有多点通信的性质，MPI的波特率固定地设为187.5Kb/s（连接S7-300/400时）或19.2Kb/s（连接S7-200时）。

    每个MPI分支网有一个分支网络号，以区别不同的MPI分支网。在MPI分支网（或称MPI网上的每一个节点）都有一个网络地址，称为MPI地址。MPI地址的编制规则如下。

    ①MPI分支网络号默认设置为0，在一个分支网络中，各节点要设置相同的分支网络号。

    ②必须为MPI网络上每一节点分配一个MPI地址和高MPI地址。同- MPI分支网络上各节点地扯号必须是不同的，但各节点高地址号均是相同的。

    ③节点MPI地址号不能大于给出的高MPI地址号。高地址号可以是126。为提高MPI网络节点的通信速度，高MPI地址应设置得较小。

④如果机架上安装有功能模板(FM)和通信模板，则它们的MPI地址由CPU的MPI地址顺序加1构成，如图6-5所示。

图6-5  自动分配MPI地址

    ⑤表6-1给出了出厂时一些装置的MPI地址默认值。

表6-1  默认的MPI地址

    按上述规则组建的一个MPI网络，可用STEP 7软件包中的Configuration功能为每个网络节点分配一个MPI地址和高地址，地址一般标在该节点外壳上。分配地址时，可对PG、OP、CPU、CP、FM等进行地址排序。网络中可以为一台维修用的PG预留MPI地址0，为一台维护用的OP预留MPI地址1，PG和OP地址应该是不同的。图6-3中分支虚线表示只在启动或维护时才接到MPI为的PG或OP，需要它们时可以很方便地接入网中。

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