آشنایی با شبکه MPI

1- آشنایی با شبکه MPI

شبکه MPI (Multi-Point Interface) یکی از شبکه‌های صنعتی مبتنی بر ارتباط RS 485 است که توسط شرکت زیمنس ارائه شده است. پروتکل این شبکه به طور انحصاری در اختیار زیمنس بوده و معمولا برقراری ارتباط با محصولات سایر سازندگان را پشتیبانی نمی‌کند. در این بخش به بررسی شبکه MPI و اجزای آن می‌پردازیم.

1-1 اجزای اصلی شبکه MPI

اجزای اصلی در شبکه MPI عبارتند از:

• کابل شبکه: به منظور برقراری ارتباط بین دو یا چند ایستگاه در شبکه MPI از کابل مسی دو رشته دارای شیلد (STP) استفاده می‌شود. در شکل1-1 یک نمونه از این کابل نشان داده شده است.

شکل 1-1 کابل مسی از نوع STP

• کانکتور RS 485: به منظور اتصال کابل شبکه به تجهیزاتی که شبکه MPI را پشتیبانی می‌کنند از کانکتور RS 485 استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که اجزای فیزیکی از قبیل کابل، کانکتور، ترمینیتور و … در شبکه MPI با شبکه پروفی‌باس یکسان است. در شکل 2-1 چند نمونه کانکتور RS 485 نشان داده شده است.

شکل 2-1 چند نمونه کانکتور RS 485

در هر کانکتور چند ترمینال وجود دارد که با حروف A1 B1 و نیز A2 B2 نام‌گذاری شده‌اند. A1 B1 دو ترمینال مربوط به یک کابل و A2 B2 دو ترمینال مروبط به یک کابل دیگر می‌باشند. معمولا سیم سبز رنگ به ترمینال A و سیم قرمز به ترمینال B متصل می‌گردد.

• Nodeهای شبکه: Node یا ایستگاه، مهم‌ترین بخش شبکه MPI بوده و منظور از آن تجیهزات ارسال‌کننده و دریافت‌کننده دیتا از قبیل PLC، OP، PC و … می‌باشد. در شبکه MPI امکان ارتباط برقراری بین تجیهزات ذیل، وجود دارد:

الف) PLC S7-300 , S7-400: CPU این نوع PLCها مجهز به پورت MPI بوده و به راحتی می‌توان کابل شبکه را توسط کانکتور RS 485 به آن متصل نمود. برای شبکه MPI کارت شبکه ارائه نشده است و ارتباط از طریق پورت MPI موجود در CPU صورت می‌پذیرد. به شکل 3-1 توجه فرمایید.

شکل 3-1

ب) OP و TP: منظور از OP و TP پنل‌های اپراتوری است که به‌منظور انجام عمل مانیتورینگ ارائه شده‌اند. با استفاده از این تجهیزات می‌توان عمل مانیتورینگ را (معمولا به صورت Local یا در محل) انجام داد. اکثر OPها و TPها قابل اتصال به شبکه MPI را دارا بوده و به همین منظور دارای یک پورت ارتباطی RS 485 می‌باشند. به شکل 4-1 توجه فرمایید.

شکل 4-1

ج)  PCو لپ‌تاپ: به‌منظور برقراری ارتباط بین PLC با PC یا لپ‌تاپ، جهت انجام عمل برنامه‌ریزی (Programming) و یا مانیتورینگ می‌توان از شبکه MPI استفاده نمود. یکی از ابزارهای ارتباط با شبکه MPI که هم برای PC و هم برای لپ‌تاپ قابل استفاده است،  می‌باشد. به شکل 5-1 توجه فرمایید.

شکل 5-1

یکی از دیگر از ابزارهای ارتباطی، کارت‌های شبکه‌ای است که پروتکل MPI را پشتیبانی می‌کنند. دو نمونه پرکاربرد این کارت‌ها برای PC، کارت‌های CP5611 و CP5613 می‌باشند.

شکل6-1 CP 5611

د) سایر تجهیزات زیمنس

برخی از تجهیزات دیگر زیمنس، از جمله برخی از درایوها، قابلیت اتصال به شبکه MPI را دارا می‌باشند.

شکل 7-1 ارتباط تجهیزات مختلف از طریق شبکه MPI

1-2 خصوصیات شبکه MPI

در این بخش به بررسی خصوصیات شبکه MPI می‌پردازیم.

1-2-1 سرعت شبکه MPI

سرعت پیشفرض شبکه MPI برابر 187.5 Kbps می‌باشد که حداکثر تا 12Mbps نیز در برخی از CPUها قابل افزایش است. در تنظیم سرعت شبکه MPI باید توجه نمود که سرعت قابل پشتیبانی توسط CPUهای مختلف زیمنس، متفاوت بوده و برخی از CPUها حداکثر سرعت 187.5 Kbps را پشتیبانی می‌نمایند. در شکل 8-1 خصوصیات پورت MPI در دو مدل CPU 314C-2DP و CPU 319-3 PN/DP نشان داده شده است.

شکل 8-1 الف مشخصات پورت MPI در CPU 319-3 PN/DP

شکل 9-1 ب مشخصات پورت MPI در CPU 314C-2DP

همانطور که در شکل‌های … الف و … ب مشخص است، حداکثر سرعت قابل پشتیبانی در CPU 319-3 PN/DP برابر 12 Mbps و در CPU 314C-2DP برابر 187.5 Kbps می‌باشد. نکته دیگری که در تنظیم سرعت شبکه MPI باید مد نظر قرار داد، سرعت قابل پشتیبانی توسط PC Adapter و کارت‌های شبکه است. مثلا حداکثر سرعت قابل پشتیبانی توسط PC Adapter برابر 1.5 Mbps و در کارت CP 5611 A2 برابر 12 Mbps است.

1-2-2 طول شبکه

حداکثر طول شبکه MPI بدون استفاده از Repeater برابر 50 متر بوده و با استفاده از دو عدد Repeater تا 1100 متر قابل افزایش است. با استفاده از 9 عدد Repeater به طور سری، تا 9100 متر نیز قابل افزایش است. البته به دلیل تاخیر ایجاد شده توسط Repeater و نیز سرعت پایین شبکه MPI، معمولا از این روش استفاده نمی‌شود.

1-2-3 تعداد وسایل قابل اتصال به شبکه MPI

تعداد وسایل قابل اتصال به شبکه MPI برابر 32 وسیله بوده که با استفاده از هر عدد Repeater، تا 32 وسیله دیگر قابل افزایش است. البته به دلیل سرعت پایین شبکه MPI و نیز کاربردهای آن، از این روش نیز معمولا استفاده نمی‌شود، زیرا تعداد وسایل متصل به MPI معمولا خیلی کمتر از 32 وسیله می‌باشد.

2- کاربردهای شبکه MPI

کاربردهای MPI عموما معطوف به سطح کنترل و مانیتورینگ است. در این بخش به بررسی این موارد می‌پردازیم.

2-1 کاربرد MPI به منظور Programming

به جرات می‌توان گفت که پرکاربردترین عملکرد شبکه MPI به منظور برنامه‌ریزی (Programming) PLCهای S7-300 و S7-400 زیمنس است. در این روش با استفاده از PC Adapter و یا کارت‌های شبکه مانند CP5611 بین PC و CPU ارتباط برقرار نموده و می‌توان عمل دانلود، آپلود، عیب‌یابی و … را انجام داد. این روش نیازی به انجام تنظیمات خاص و برنامه‌نویسی جهت ارتباط ندارد.

2-2 کاربرد MPI به‌منظور ارتباط PLC با سیستم مانیتورینگ

در این روش با استفاده از شبکه MPI می‌توان بین یک یا چند PLC S7-300,S7-400 با یک یا چند سیستم مانیتورینگ ارتباط برقرار نمود. سیستم مانیتورینگ می‌تواند یک PC تحت نرم‌افزار WinCC و یا یک TP باشد. در صورتی‌که سیستم مانیتورینگ PC باشد باید از کارت شبکه مناسب از قبیل CP 5611 یا CP 5613 استفاده نمود. در این روش، استفاده از PC Adapter معمول نمی‌باشد. اگر سیستم مانیتورینگ یک TP یا OP باشد، معمولا دارای پورت MPI بوده و می‌توان کابل MPI را توسط کانکتور RS 485 به آن متصل نمود. به‌منظور ارتباط با سیستم مانیتورینگ از طریق MPI نیاز به برنامه‌نویسی خاصی وجود ندارد و فقط برخی تنظیمات ساده نرم‌افزاری لازم است.