1、PLC控制系统设计、安装与调试控制系统设计、安装与调试电子教案电子教案第第 讲讲项目五项目五 普通车床控制系统改造普通车床控制系统改造 52任务分析任务分析一、控制对象控制？改造？控制？改造？C650C650车床车床1.1.最大回转直径最大回转直径1020mm1020mm。2.2.最大的工件长度最大的工件长度3000mm3000mm。3.3.主轴电机主轴电机:30KW:30KW4.4.冷却泵电机冷却泵电机:2.2KW:2.2KW5.5.快进电机功率：快进电机功率：0.125KW0.125KW主要参数如下：主要参数如下：3任务分析任务分析二、改造要求二、改造要求 原车床的工艺加工方法不变。原车床
2、的工艺加工方法不变。不改变原控制系统电气操作方法和按钮、手柄等操作不改变原控制系统电气操作方法和按钮、手柄等操作元件的功能。元件的功能。改造原继电器控制中的硬件接线，改为改造原继电器控制中的硬件接线，改为PLCPLC编程实现。编程实现。有完善的限位保护、电机过流保护等保护功能。有完善的限位保护、电机过流保护等保护功能。原有控制功能不变的情况下，把主轴电机起动改为原有控制功能不变的情况下，把主轴电机起动改为Y/Y/起动、取消降压电阻。具体要求如下：起动、取消降压电阻。具体要求如下：1.1.总体要求总体要求4任务分析任务分析二、改造要求二、改造要求 主轴具有正、反转起停功能和正转点动功能。主轴具有
3、正、反转起停功能和正转点动功能。主轴具有点动功能，点动时主轴电机为主轴具有点动功能，点动时主轴电机为Y Y型接法。型接法。主轴正转、反转起动时采用主轴正转、反转起动时采用Y/Y/起动起动 主轴制动时采用主轴制动时采用Y Y接法接法 冷却泵电机起停控制功能冷却泵电机起停控制功能 快进电机点动功能快进电机点动功能1.1.总体要求总体要求5任务分析任务分析二、改造要求二、改造要求2.2.工期要求工期要求6060个学时之内完成整个任务个学时之内完成整个任务 3.3.现有条件现有条件1 1室内机械加工车间室内机械加工车间2 2供电：三相供电：三相4 4线，线，380V380V，无中线，无中线 6任务分析
4、任务分析三、改造任务三、改造任务设计设计 资料收集、总体规划 主电路设计 取消降压电阻 增加Y/起动电路 保护电路是否沿用熔断器 元件选型 PLC控制系统设计 I/O点统计 PLC选型 PLC供电线路设计 I/O电路设计 元件选型 其他电路设计和编写控制程序7任务分析任务分析三、改造任务三、改造任务实施实施控制柜配盘现场安装、布线PLC编程调试现场调试、测试编写、整理技术资料如何组织施工呢？8项目的具体实施项目的具体实施1.分组完成任务 （2人一组）PLC控制系统设计、安装与调试控制系统设计、安装与调试电子教案电子教案第第 讲讲2中中 断断10本讲主要内容本讲主要内容 1.中断源及种类中断源及
5、种类 2.中断优先级中断优先级 3.中断指令中断指令 4.中断程序中断程序11中断简介中断简介 中断技术中断技术在处理在处理复杂和特殊复杂和特殊的控制任务时是必的控制任务时是必需的，它属于需的，它属于PLCPLC的高级应用技术。中断是由设备或的高级应用技术。中断是由设备或其他非预期的急需处理的其他非预期的急需处理的事件事件引起的，它使系统暂引起的，它使系统暂时中断现在正在执行的程序，而转到中断服务程序时中断现在正在执行的程序，而转到中断服务程序去处理这些事件，处理完毕后再返回原程序执行。去处理这些事件，处理完毕后再返回原程序执行。中断事件的发生具有中断事件的发生具有随机性随机性，中断在可编程序
6、控制，中断在可编程序控制器的实时处理、高速处理、通信和网络中非常重要。器的实时处理、高速处理、通信和网络中非常重要。以高速计数（或以高速计数（或PTO/PWMPTO/PWM高速脉冲输出）为例高速脉冲输出）为例说明中断应用的重要性和必要性。说明中断应用的重要性和必要性。12主程序主程序中断程序中断程序断点保护断点保护恢复断点恢复断点响应中响应中断断中断返中断返回回中断请中断请求求继续主程序继续主程序中断简介中断简介131 1 中断源及种类中断源及种类 中断源中断源即中断事件发出中断请求的来源。即中断事件发出中断请求的来源。S7-200S7-200系列可编程序控制器具有最多可达系列可编程序控制器具
7、有最多可达3434个个中断源，每个中断源都分配一个编号加以识别，中断源，每个中断源都分配一个编号加以识别，称为称为中断事件号中断事件号。这些中断源大致分为三大类：。这些中断源大致分为三大类：通信中断、输入输出中断和时基中断。通信中断、输入输出中断和时基中断。1.通信中断 141.1.通信中断通信中断 可编程序控制器的通信口可由程序来控可编程序控制器的通信口可由程序来控制，通信中的这种操作模式称为制，通信中的这种操作模式称为自由通信口模自由通信口模式式。在这种模式下，用户可以通过编程来设置。在这种模式下，用户可以通过编程来设置波特率、奇偶校验和通信协议等参数。波特率、奇偶校验和通信协议等参数。1
8、 1 中断源及种类中断源及种类 152.2.输入输出中断输入输出中断 输入输出中断包括输入输出中断包括外部输入中断、高速计数外部输入中断、高速计数器中断和脉冲串输出中断器中断和脉冲串输出中断。外部输入中断是系统利。外部输入中断是系统利用用I0.0I0.0I0.3I0.3的上升沿或下降沿产生中断，这些输的上升沿或下降沿产生中断，这些输入点可用作连接某些一旦发生就必须引起注意的外入点可用作连接某些一旦发生就必须引起注意的外部事件；高速计数器中断可以响应当前值等于预置部事件；高速计数器中断可以响应当前值等于预置值、计数方向改变、计数器外部复位等事件所引起值、计数方向改变、计数器外部复位等事件所引起的
9、中断，脉冲串输出中断可以用来响应给定数量的的中断，脉冲串输出中断可以用来响应给定数量的脉冲输出完成所引起的中断。脉冲输出完成所引起的中断。1 1 中断源及种类中断源及种类 16 3.3.时基中断时基中断 时基中断包括时基中断包括定时中断和定时器中断定时中断和定时器中断。定时中断定时中断可用来支持一个周期性的活动，周期可用来支持一个周期性的活动，周期时间以时间以1ms1ms为计量单位，周期时间可以是为计量单位，周期时间可以是l l一一255ms255ms。对于定时中断对于定时中断0 0，把周期时间值写入，把周期时间值写入SMB34SMB34；对于定；对于定时中斯时中斯1 1，把周期时间值写入，把
10、周期时间值写入SMB35SMB35。每当达到定时。每当达到定时时间值，相关定时器溢出，执行中断处理程序。定时间值，相关定时器溢出，执行中断处理程序。定时中断可以用来以固定的时间间隔作为采样周期来时中断可以用来以固定的时间间隔作为采样周期来对模拟量输入进行采样，也可以用来执行一个对模拟量输入进行采样，也可以用来执行一个PIDPID控控制回路，另外定时中断在自由口通信编程时非常有制回路，另外定时中断在自由口通信编程时非常有用。用。定时器中断定时器中断可以利用定时器来对一个指定的时可以利用定时器来对一个指定的时间段产生中断。这类中断只能使用分辨率为间段产生中断。这类中断只能使用分辨率为1ms1ms的
11、定的定时器时器T32T32和和T96T96来实现。当所用定时器的当前值等于来实现。当所用定时器的当前值等于预设值时，在主机正常的定时刷新中，执行中断程预设值时，在主机正常的定时刷新中，执行中断程序。序。1 1 中断源及种类中断源及种类 172 2 中断优先级中断优先级 在中断系统中，将全部中断源按中断性质和处在中断系统中，将全部中断源按中断性质和处理的轻重缓急进行分类，并给以优先权。所谓优先理的轻重缓急进行分类，并给以优先权。所谓优先权，是指多个中断事件同时发出中断请求时，权，是指多个中断事件同时发出中断请求时，CPUCPU对对中断确应的优先次序。中断优先级由高到低依次是：中断确应的优先次序。
12、中断优先级由高到低依次是：通信中断、输入输出中断、时基中断。每种中断通信中断、输入输出中断、时基中断。每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权。所有中断事中的不同中断事件又有不同的优先权。所有中断事件及优先级如表件及优先级如表5-25-2所列。所列。18组优先组优先组内类型组内类型中断事件号中断事件号中断事件描述中断事件描述组内优先级组内优先级通信中断通信中断通信口通信口0 08 8通信口通信口0 0，接收字符，接收字符0 09 9通信口通信口0 0，发送完成，发送完成0 02323通信口通信口0 0，接收信息完成，接收信息完成0 0通信口通信口1 12424通信口通信口1 1，接收信息完成，
13、接收信息完成1 12525通信口通信口1 1，接收字符，接收字符1 12626通信口通信口1 1，发送完成，发送完成1 1输入输出中断输入输出中断脉冲输出脉冲输出1919PTO0PTO0脉冲串输出完成中断脉冲串输出完成中断0 02020PTO1PTO1脉冲串输出完成中断脉冲串输出完成中断1 1外部输入外部输入0 0I0.0I0.0上升沿中断上升沿中断2 22 2I0.1I0.1上升沿中断上升沿中断3 34 4I0.2I0.2上升沿中断上升沿中断4 46 6I0.3I0.3上升沿中断上升沿中断5 51 1I0.0I0.0下降沿中断下降沿中断6 63 3I0.1I0.1下降沿中断下降沿中断7 75
14、 5I0.2I0.2下降沿中断下降沿中断8 87 7I0.3I0.3下降沿中断下降沿中断9 9表表-1-1 中断事件及优先级中断事件及优先级19 高速计数器高速计数器1212HSC0HSC0当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断10102727HSC0HSC0输入方向改变中断输入方向改变中断11112828HSC0HSC0外部复位中断外部复位中断12121313HSC1HSC1当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断13131414HSC1HSC1输入方向改变中断输入方向改变中断14141515HSC1HSC1外部复位中断外部复位中断15151616HSC2HSC2当前值等于预设值中断当前值
15、等于预设值中断16161717HSC2HSC2输入方向改变中断输入方向改变中断17171818HSC2HSC2外部复位中断外部复位中断18183232HSC3HSC3当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断19192929HSC4HSC4当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断20203030HSC4HSC4输入方向改变中断输入方向改变中断21213131HSC4HSC4外部复位中断外部复位中断22223333HSC5HSC5当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断2323时基中断时基中断定时定时1010定时中断定时中断0 00 01111定时中断定时中断1 11 1定时器定时器2121T32
16、T32当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断2 22222T96T96当前值等于预设值中断当前值等于预设值中断3 3表表-1-1 中断事件及优先级中断事件及优先级20 在在PLCPLC中，中，CPUCPU按先来先服务的原则响应中断请按先来先服务的原则响应中断请求，一个中断程序一旦执行，就一直执行到结束为求，一个中断程序一旦执行，就一直执行到结束为止，不会被其他甚至更高优先级的中断程序所打断。止，不会被其他甚至更高优先级的中断程序所打断。在任何时刻，在任何时刻，CPUCPU只执行一个中断程序。中断程序执只执行一个中断程序。中断程序执行中行中 ，新出现的中断请求按优先级排队等候处理。，新出现的中
17、断请求按优先级排队等候处理。中断队列能保存的最大中断个数有限，如果越过队中断队列能保存的最大中断个数有限，如果越过队列容量，则会产生溢出，某些特殊标志存储器位被列容量，则会产生溢出，某些特殊标志存储器位被置位。中断队列、溢出位及队列存量如表置位。中断队列、溢出位及队列存量如表5-35-3所列。所列。2 2 中断优先级中断优先级 21中断队列种类中断队列种类中断队列溢出标志位中断队列溢出标志位CPU221CPU221CPU222CPU222CPU224CPU224CPU226/CPU226XMCPU226/CPU226XM通信中断队列通信中断队列SM4.0SM4.04 4个个4 4个个4 4个个
18、8 8个个I/OI/O中断队列中断队列SM4.1SM4.11616个个1616个个1616个个1616个个时基中断队列时基中断队列SM4.2SM4.28 8个个8 8个个8 8个个8 8个个表表5-3 5-3 各主机的中断队列最大中断数各主机的中断队列最大中断数 表表-2 -2 中断队列最大中断数中断队列最大中断数223 3 中断指令中断指令 中断调用即调用中断程序，使系统对特中断调用即调用中断程序，使系统对特殊的内部事件做出响应。系统响应中断时自动殊的内部事件做出响应。系统响应中断时自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志存储器保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志存储器位，即保护现场。中断处理完
19、成时，又自动恢位，即保护现场。中断处理完成时，又自动恢复这些单元原来的状态、即恢复现场。复这些单元原来的状态、即恢复现场。23名称名称LADLADSTLSTL用用中断连接中断连接ATCH INTATCH INT，EVNTEVNT将一个中断事件和一个中断程序建立联将一个中断事件和一个中断程序建立联系，并允许这一中断事件。系，并允许这一中断事件。中断禁止中断禁止DTCH EVNTDTCH EVNT切断一个中断事件和所有程序的联系，切断一个中断事件和所有程序的联系，使该事件的中断回到不激活或无效状态，使该事件的中断回到不激活或无效状态，因而禁止了该中断事件。本指令主要用因而禁止了该中断事件。本指令主
20、要用于对某一事件单独禁止中断。于对某一事件单独禁止中断。开中断开中断ENIENI全局开放全局开放(或允许或允许)所有被连接的中断事所有被连接的中断事件。梯形图中以线圈形式编程，无操作件。梯形图中以线圈形式编程，无操作数。数。中断条件返中断条件返回回CRETICRETI根据先前逻辑条件用于从中断返回。根据先前逻辑条件用于从中断返回。关中断关中断DISIDISI全局关闭全局关闭(或禁止或禁止)所有被连接的中断事所有被连接的中断事件。梯形图个以线图形式编程，无操作件。梯形图个以线图形式编程，无操作数。数。3 3 中断指令中断指令24注意：注意：（1 1）多个事件可以调用同）多个事件可以调用同个中断程
21、序，但同个中断程序，但同一个中断事件不能同时指定多个中断服务程序。否一个中断事件不能同时指定多个中断服务程序。否则，在中断允许时，若某个中断事件发生，系统默则，在中断允许时，若某个中断事件发生，系统默认只执行为该事件指定的最后认只执行为该事件指定的最后个中断程序。个中断程序。（2 2）当系统由其他模式切换到）当系统由其他模式切换到RUNRUN模式时，就自模式时，就自动关闭了所有的中断。动关闭了所有的中断。（3 3）可以通过编程，在）可以通过编程，在RUNRUN模式下，用使能输入模式下，用使能输入执行执行ENIENI指令来开放所有的中断，以实现对中断事件指令来开放所有的中断，以实现对中断事件的处
22、理。全局关中断指令的处理。全局关中断指令DISIDISI使所有中断程序不能使所有中断程序不能被激活，但允许发生的中断事件等候，直到使用开被激活，但允许发生的中断事件等候，直到使用开中断指令重新允许中断。中断指令重新允许中断。（4 4）操作数）操作数 INT INT 中断程序号中断程序号 01270127（常数）（常数）EVNT EVNT 中断事件号中断事件号 032032（常数）（常数）3 3 中断指令中断指令25 中断程序中断程序不是由程序调用，而是在中断事件不是由程序调用，而是在中断事件发生时由发生时由操作系统操作系统调用调用。中断处理提供对特殊内。中断处理提供对特殊内部事件或外部事件的快
23、速响应。应优化中断程序，部事件或外部事件的快速响应。应优化中断程序，执行完某项特定任务后立即返回主程序；应使中执行完某项特定任务后立即返回主程序；应使中断程序尽量短小，以减少中断程序的执行时间，断程序尽量短小，以减少中断程序的执行时间，减少对其他处理的延迟，否则可能引起主程序控减少对其他处理的延迟，否则可能引起主程序控制的设备操作异常。设计中断程序时应遵循制的设备操作异常。设计中断程序时应遵循“越越短越好短越好”的格言。的格言。4 4 中断程序中断程序26子程序和中断程序的区别：子程序和中断程序的区别：1 1、进入子程序和中断程序的、进入子程序和中断程序的条件不同条件不同：子程序进入：子程序进
24、入条件由编程人员自己设置，而中断程序的进入条条件由编程人员自己设置，而中断程序的进入条件由件由PLCPLC设备规定。设备规定。2 2、记忆能力不同记忆能力不同：退出子程序后，在子程序中操作：退出子程序后，在子程序中操作的存储单元中的数据会保持其中的值不变，而中的存储单元中的数据会保持其中的值不变，而中断程序中操作的定时器、计数器，其中存储的值断程序中操作的定时器、计数器，其中存储的值在退出中断后无法保持，会清零复位。在退出中断后无法保持，会清零复位。3 3、进入地点不同进入地点不同：进入子程序的地点都是在梯形图：进入子程序的地点都是在梯形图的固定位置点，而进入中断程序的地点和选择的的固定位置点
25、，而进入中断程序的地点和选择的中断模式有关，可以出现在中断模式有关，可以出现在PLCPLC工作的任何时间点。工作的任何时间点。4 4 中断程序中断程序27 （1 1）中断程序构成）中断程序构成 中断程序必须由三部分构成：中断程序必须由三部分构成：中断程序标号、中断程序标号、中断程序指令和无条件返回指令。中断程序指令和无条件返回指令。中断程序标号，中断程序标号，即中断程序的名称，它在建立中断程序时生成；中即中断程序的名称，它在建立中断程序时生成；中断程序指令是中断程序的实际有效部分，对中断事断程序指令是中断程序的实际有效部分，对中断事件的处理就是由这些指令组合完成的，在中断程序件的处理就是由这些
26、指令组合完成的，在中断程序中可以调用嵌套子程序，中断返回指令用来退出中中可以调用嵌套子程序，中断返回指令用来退出中断程序回到主程序。断程序回到主程序。它有两条返回指令，一是无条件中断返回指令它有两条返回指令，一是无条件中断返回指令RETIRETI，程序编译时由软件自动在程序结尾加上，程序编译时由软件自动在程序结尾加上RETIRETI指令，而不必由编程人员手工输入。指令，而不必由编程人员手工输入。另一条是条件返回指令另一条是条件返回指令CRETICRETI，在中断程序内部，在中断程序内部用它可以提前退出中断程序。用它可以提前退出中断程序。4 4 中断程序中断程序28（2 2）要求）要求 中断程序
27、的编写要求是：中断程序的编写要求是：短小精悍、执行短小精悍、执行时间短时间短。用户应最大限度地优化中断程序，否则。用户应最大限度地优化中断程序，否则意外条件可能会导致由主程序控制的设备出现异意外条件可能会导致由主程序控制的设备出现异常操作。常操作。4 4 中断程序中断程序29（3 3）PLCPLC中，中，CPUCPU响应中断的顺序可以分为以下三种响应中断的顺序可以分为以下三种情况：情况：1 1）当不同优先级的中断源同时申请中断时，）当不同优先级的中断源同时申请中断时，CPUCPU响应中断请求的顺序为响应中断请求的顺序为从优先级高的中断源到从优先级高的中断源到优先级低优先级低的中断源。的中断源。
28、2 2）当相同优先级的中断源同时申请中断时，）当相同优先级的中断源同时申请中断时，CPUCPU按按先来先响应先来先响应的原则去响应中断请求。的原则去响应中断请求。3 3）当）当CPUCPU正在处理某中断时，又有中断源提出正在处理某中断时，又有中断源提出中断请求，新出现的中断请求按优先级排队中断请求，新出现的中断请求按优先级排队等候等候处处理，当前中断服务程序不会被其他甚至更优先级的理，当前中断服务程序不会被其他甚至更优先级的中断请求打断。中断请求打断。任何时刻任何时刻CPUCPU只执行一个中断程序。只执行一个中断程序。4 4 中断程序中断程序30/主程序主程序LD SM0.1 /初始脉冲初始脉
29、冲MOVB 200，SMB34 /装入定时中断装入定时中断0的时间常数的时间常数 ATCH INT-0，10 /连接定时中断连接定时中断0的服务的服务 /子程序子程序INT-0 ENI /开中断开中断/中断服务子程序中断服务子程序INT0 LD SM0.0MOVW AIW0，VW200 /采集模拟通道采集模拟通道0的数的数 /据并存入据并存入VW200单元中单元中 4 4 中断程序中断程序31中断程序举例：中断程序举例：编写一段程序，完成对温度信号的采集，并存编写一段程序，完成对温度信号的采集，并存 放在放在vw100vw100中。中。4 4 中断程序中断程序32实例练习实例练习1 1：用中断
30、（时基）编写一个彩灯循环控制程序：用中断（时基）编写一个彩灯循环控制程序要求:1.按下SB1,8个彩灯每隔1S左移位一次.2.按下SB2,8个彩灯每隔1S右移位一次.3.按下SB3,则停止.注意：时基中断时间范围为1-250MS33实例练习实例练习1 1：用中断（时基）编写一个彩灯循环控制程序：用中断（时基）编写一个彩灯循环控制程序34实例练习实例练习1 1：用中断指令编写一个彩灯循环控制程序：用中断指令编写一个彩灯循环控制程序35实例练习实例练习2 2：I/0I/0中断中断要求:在I0.0的上升沿通过中断使Q0.0立即置位，在I0.1的下降沿通过中断使Q0.0立即复位。36实例练习实例练习2
31、 2：I/0I/0中断答案中断答案37实例练习实例练习2 2：I/0I/0中断答案中断答案38实例练习实例练习2 2：I/0I/0中断答案中断答案PLC控制系统设计、安装与调试控制系统设计、安装与调试电子教案电子教案第第 讲讲 2 2工业网络控制工业网络控制40第一部分第一部分 MPIMPI通信技术通信技术工业网络控制411 MPI1 MPI通信技术通信技术 通信是通信是PLCPLC应用过程中非常重要的部分，本应用过程中非常重要的部分，本节重点介绍了节重点介绍了MPIMPI通信的基本概念，组建通信的基本概念，组建MPIMPI网络网络的基本方法，通过实例分别介绍了无组态的单边的基本方法，通过实例
32、分别介绍了无组态的单边通信和双边通信的方法和全局数据通信的实现过通信和双边通信的方法和全局数据通信的实现过程。程。421.1 MPI1.1 MPI通信技术简介通信技术简介 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通信网络，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
33、（HMI）及其它SIMATIC S7，M7和C7。连接的通信对象的个数与CPU的型号有关。43 仅用仅用MPIMPI接口构成的网络称为接口构成的网络称为MPIMPI分支网络或分支网络或（MPIMPI网络）。两个或多个网络）。两个或多个MPIMPI分支网络由路由器分支网络由路由器或网间连接器连接起来，就能构成较复杂的网络或网间连接器连接起来，就能构成较复杂的网络结构，实现更大范围的设备互连，如图结构，实现更大范围的设备互连，如图1.11.1所示。所示。1.2 MPI1.2 MPI网络的组建网络的组建44通过MPI的PLC连接S7-300 或 S7-400 通过MPI连接PG通过MPI连接OPCP
34、U 1CPU 2PG 720S7-300 或 S7-400012n缺省的 MPI 地址图1.1 MPI网络结构示意图1.2 MPI1.2 MPI网络的组建网络的组建451.2.1 MPI1.2.1 MPI网络连接规则网络连接规则 1 1）MPIMPI网络可连接的节点。凡能接入网络可连接的节点。凡能接入MPIMPI网络的设网络的设备均称为备均称为MPIMPI网络的节点。可接入的设备有：编程装置网络的节点。可接入的设备有：编程装置（PG/PG/个人计算机个人计算机PCPC），操作员界面（），操作员界面（OPOP），），S7/M7 S7/M7 PLCPLC。2 2）为了保证网络通信质量，组建网络时在
35、一根电）为了保证网络通信质量，组建网络时在一根电缆的末端必须接入浪涌匹配电阻，也就是缆的末端必须接入浪涌匹配电阻，也就是个网络的个网络的第一个和最后一个节点处应接通终端电阻（一般西门第一个和最后一个节点处应接通终端电阻（一般西门子专用连接器中都自带终端匹配电阻）。子专用连接器中都自带终端匹配电阻）。3)3)两个终端电阻之间的总线电缆称为段两个终端电阻之间的总线电缆称为段(Segments)(Segments)。每个段最多可有每个段最多可有3232个节点（默认值个节点（默认值1616），每段最长为），每段最长为50m50m（从第一个节点到最后一个节点的最长距离）。（从第一个节点到最后一个节点的最
36、长距离）。4 4）如果覆盖节点距离大于）如果覆盖节点距离大于50m50m，可采用，可采用RS485RS485中继中继器来扩展节点间的连接距离。如果在两个器来扩展节点间的连接距离。如果在两个RS485RS485中继器中继器之间没有其他节点，那就能在两个中继器之间设一条之间没有其他节点，那就能在两个中继器之间设一条长达长达1000m1000m的电缆，这是两个中继器之间的最长电缆长的电缆，这是两个中继器之间的最长电缆长度。连接电缆为度。连接电缆为PROFIBUSPROFIBUS电缆（屏蔽双绞线），网络电缆（屏蔽双绞线），网络插头（插头（PROFIBUSPROFIBUS接头）带有终端电阻，如图接头）带
37、有终端电阻，如图1.21.2所示，所示，如果用其它电缆和接头不能保证标称的通信距离和通如果用其它电缆和接头不能保证标称的通信距离和通信速率。信速率。46图1.2 PROFIBUS转接器1.2.1 MPI1.2.1 MPI网络连接规则网络连接规则47 5 5）如果总线电缆不直接连接到总线连接器（网络）如果总线电缆不直接连接到总线连接器（网络插头）而必须采用分支线电缆时，分支线的长度是与插头）而必须采用分支线电缆时，分支线的长度是与分支线的数量有关的，一根分支线时最大长度可以是分支线的数量有关的，一根分支线时最大长度可以是10m10m，分支线最多为，分支线最多为6 6根，其长度限定在根，其长度限定
38、在5m5m。6 6）只有在启动或维护时需要用的那些编程装置）只有在启动或维护时需要用的那些编程装置才用分支线把它们接到才用分支线把它们接到MPIMPI网络上。网络上。7 7）在将一个新的节点接入）在将一个新的节点接入MPIMPI网络之前，必须关网络之前，必须关掉电源。掉电源。1.2.1 MPI1.2.1 MPI网络连接规则网络连接规则48 MPI MPI网络符合网络符合RS-485RS-485标准，最大的波特率为标准，最大的波特率为12Mbit/s,12Mbit/s,默认的传输速率为默认的传输速率为1871875kbps(5kbps(连接连接S7-S7-200200时为时为19.2kbps19
39、.2kbps）。）。在在MPIMPI网上的每一个节点都有一个网络地址，称为网上的每一个节点都有一个网络地址，称为MPIMPI地址。地址。MPIMPI地址的编址规则：地址的编址规则：1）必须为MPI网络上每一节点分配一个MPI地址和最高MPI地址同一MPI分支网络上各节点地址号必须是不同的，但各节最高地址号均是相同的。2）节点MPI地址号不能大于给出的最高MPI地址号；最高地址号可以是126。为提高MPI网络节点通信速度最高MPI地址应设置得较小。1.2.2 MPI1.2.2 MPI网络参数及编址网络参数及编址493)如果机架上安装有功能模块(FM）和通信模板，则它们的MPI地址是由CPU的MP
40、I地址顺序加1构成,如图1.3所示。CPUCPCPMPI地址地址+1MPI地址+2MPI图1.3 为可编程模板自动分配MPI地址1.2.2 MPI1.2.2 MPI网络参数及编址网络参数及编址50表表1 11 1 给出了出厂时一些装置的给出了出厂时一些装置的MPIMPI地址缺省值地址缺省值表表1.1 1.1 缺省的缺省的MPIMPI地址地址节点（装置）缺省的MPI地址缺省的最高MPI地址PG015OP115CPU2151.2.2 MPI1.2.2 MPI网络参数及编址网络参数及编址51 按上述规则组建的按上述规则组建的个个MPIMPI网络及地址分配示网络及地址分配示于图于图1 14 4中。可用
41、中。可用STEP 7STEP 7软件包中软件包中ConfigurationConfiguration的功能为每个网络节点分配一个的功能为每个网络节点分配一个MPIMPI地址和最高地地址和最高地址，地址址，地址般标在该节点外壳上，用户看起来很方般标在该节点外壳上，用户看起来很方便。分配地址时可对便。分配地址时可对PGPG，OP,CPOP,CP，FMFM等进行地址排等进行地址排序。网络中可以为一台维护用的序。网络中可以为一台维护用的PGPG预留预留MPIMPI地址地址0 0，为一台维护用的为一台维护用的OPOP预留预留MPIMPI地址地址1 1，PGPG和和OPOP地址应该地址应该是不同的；图是不
42、同的；图1 14 4中分支虚线表示只在起动或维护中分支虚线表示只在起动或维护时才接到时才接到MPIMPI网的网的PGPG或或OPOP，需要它们时可以很方便，需要它们时可以很方便地接入网内。地接入网内。1.2.2 MPI1.2.2 MPI网络参数及编址网络参数及编址52图1.4 MPI网络连接示例 MPI S7-400 PG/PC OP S7-300 S7-300 S7-300 S7-300 S7-300 OP MPI 地址 2 MPI 地址 1 MPI 地址 3 MPI 地址 4 MPI 地址 5 MPI 地址 6 MPI 地址 7 MPI 地址 8 MPI 地址 0 可采用分支连接线 可采用
43、分支连接线 1.2.2 MPI1.2.2 MPI网络参数及编址网络参数及编址53 连接连接MPIMPI网络常用到两种部件：网络常用到两种部件：网络插头和网网络插头和网络中继器络中继器；这两种部件也可用在；这两种部件也可用在PROFIBUSPROFIBUS现场总线现场总线中。中。1 1）网络插头（网络插头（LANLAN插头）插头）网络插头是节点的网络插头是节点的MPIMPI口与网络电缆之间的连口与网络电缆之间的连接器。网络插头有两种类型，一种带接器。网络插头有两种类型，一种带PGPG插座，一种插座，一种不带不带PGPG插座。插座。1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件54
44、编程装置编程装置PGPG对对MPIMPI网络节点有两种工作方式：一网络节点有两种工作方式：一种是种是PGPG固定地连接在固定地连接在MPIMPI网上，则使用网络插头将网上，则使用网络插头将其直接归并到其直接归并到MPIMPI网络里；另一种是在对网络进行网络里；另一种是在对网络进行启动和维护时接入启动和维护时接入PGPG，使用时才用一根分支线接到，使用时才用一根分支线接到一个节点上。一个节点上。PGPG固定连接时，可以用带有出入双电固定连接时，可以用带有出入双电缆的双口网络插头（不带接口），上位计算机缆的双口网络插头（不带接口），上位计算机主板上则应插上主板上则应插上MPIMPI通信卡通信卡（如
45、（如）。）。如果如果PGPG是使用时才连接，可以用带是使用时才连接，可以用带PGPG插座的网插座的网络接头，上位计算机则需使用络接头，上位计算机则需使用MPIMPI适配器。适配器。1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件55总线连接器总线连接器连接PG/HMI接CPU的MPI接口接CPU的MPI接口终端电阻开关 接Profibus总线 具有PG接口的标准连接器 无PG接口的连接器 1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件56 对于临时接入的对于临时接入的PGPG节点其节点其MPIMPI地址可设为地址可设为0 0；或设为最高或设为最高MPIMPI地址如地址
46、如126126，然后用，然后用S7S7组态软件确组态软件确定此定此MPIMPI网所预设的最高地址，如果预设的小，则网所预设的最高地址，如果预设的小，则把网络里的最高把网络里的最高MPIMPI地址改为与这台地址改为与这台PGPG样的最高样的最高MPIMPI地址。地址。为了保证网络通信质量，总线连接器或中继为了保证网络通信质量，总线连接器或中继器上都设计了器上都设计了终端匹配电阻终端匹配电阻。组建通信网络时，。组建通信网络时，在网络拓扑分支的末端节点需要接入在网络拓扑分支的末端节点需要接入浪涌匹配电浪涌匹配电阻阻。1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件57带有Profibus
47、-DP 接口的CPUNNNNN=Profibus-DP 节点 需要终端电阻带有Profibus-DP 接口的CPUNNNNN=Profibus-DP 节点需要终端电阻N需要终端电阻在段的起点和终点终端电阻接通(ON)1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件58 2 2）网络中继器（）网络中继器（RS485RS485）网络中继器可以放大信号并带有光电隔离，网络中继器可以放大信号并带有光电隔离，所以可用于扩展节点间的连接距离所以可用于扩展节点间的连接距离(最多增大最多增大2020倍倍)；也可用作抗干扰隔离，如用于连接接地的节；也可用作抗干扰隔离，如用于连接接地的节点和接地的点和
48、接地的MPIMPI编程装置的隔离器。对于编程装置的隔离器。对于MPIMPI网络网络系统，在接地的设备和不接地的设备之间连接时，系统，在接地的设备和不接地的设备之间连接时，应该注意应该注意RS485RS485中继器的连接与使用。中继器的连接与使用。1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件59采用中继器延长网络连接距离 1.2.3 MPI1.2.3 MPI网络连接部件网络连接部件60 设置设置MPIMPI参数可分为两部分：参数可分为两部分：PLCPLC侧和侧和PCPC侧侧MPIMPI的参数设置。的参数设置。1.3 1.3 设置设置MPIMPI参数参数61 PLC PLC侧参数设
49、置：侧参数设置：在通过在通过HW ConfigHW Config进行硬件组态时双击进行硬件组态时双击“CPU313C”CPU313C”后出现如图后出现如图1.51.5所示所示1.3.1 PLC1.3.1 PLC侧的侧的MPIMPI参数设置参数设置62图1.5 “HW Config”对话框中配置硬件1.3.1 PLC1.3.1 PLC侧的侧的MPIMPI参数设置参数设置63 再点击上图中的再点击上图中的“Properties”Properties”按钮来设置按钮来设置CPUCPU的的MPIMPI属属性，包括地址及通信速率，具体操作如图性，包括地址及通信速率，具体操作如图1.61.6所示。所示。图
50、1.6 设置CPU的MPI属性1.3.1 PLC1.3.1 PLC侧的侧的MPIMPI参数设置参数设置64 注意：注意：在通常应用中不要改变在通常应用中不要改变MPIMPI通信速率。请注意通信速率。请注意在整个在整个MPIMPI网络中通信速率必须保持一致，且网络中通信速率必须保持一致，且MPIMPI站站地址不能冲突。地址不能冲突。1.3.1 PLC1.3.1 PLC侧的侧的MPIMPI参数设置参数设置65 PC PC侧参数设置侧参数设置 在在PCPC侧同样也要设置侧同样也要设置MPIMPI参数，在参数，在STEP7STEP7软件软件 SIMATIC ManagerSIMATIC Manager
