西门子S7-400系列是西门子PLC家族中的高端产品，具有强大的处理能力和丰富的功能，尤其在大型自动化系统中被广泛应用。在S7-400系统中，多CPU通讯是一个关键特性，它允许不同CPU之间进行高效的数据交换，以实现复杂的控制任务。下面将详细介绍S7-400多CPU通讯的相关知识点。
1. **多CPU通讯基础**
在S7-400系统中，可以配置多个CPU协同工作，每个CPU负责不同的任务。通过通讯，这些CPU能够共享数据，协调操作，提高整体系统的响应速度和效率。这种通讯方式通常基于Profibus或Profinet等工业以太网协议。
2. **通讯结构**
S7-400的多CPU通讯基于模块化设计，主要包含三个层次：CPU、背板总线和系统总线。CPU之间的通讯主要通过系统总线进行，而背板总线则用于连接I/O模块和其他设备。
3. **通讯方式**
- **直接通讯（Direct Communication）**：两个CPU在同一机架上，通过背板总线直接交换数据，无需额外的硬件。
- **全局数据通讯（Global Data Communication）**：CPU之间周期性地交换预定义的数据块，如GD（全局数据）块，适用于简单、周期性的数据交换。
- **MPI（多点接口）/Profibus通讯**：通过MPI或Profibus网络进行CPU间的通讯，适用于跨越机架或更远距离的数据交换。
- **Profinet通讯**：利用Profinet协议，实现高速、实时的数据交换，支持分布式自动化系统。
4. **通讯配置**
在Step 7编程软件中，需要对多CPU通讯进行详细配置，包括设置通讯参数、分配通讯接口、定义通讯块等。其中，OB81（系统错误组织块）和OB86（CPU状态改变组织块）是关键的配置对象。
5. **通讯性能**
S7-400支持高速通讯，最大传输速率可达12Mbit/s。数据包大小、通讯间隔时间和同步精度等因素都可以根据实际需求进行调整。
6. **安全考虑**
在多CPU通讯中，必须考虑系统安全。通过设置权限和访问控制，确保只有授权的CPU才能访问特定数据。同时，系统应有故障检测和恢复机制，以保证通讯的稳定性和可靠性。
7. **应用实例**
多CPU通讯常用于大型制造环境，如汽车生产线、化工厂等，其中一个CPU可能负责运动控制，另一个负责逻辑控制，通过通讯实现精确配合。
8. **故障排查**
当通讯出现问题时，可通过诊断缓冲区、SIMATIC管理器和状态指示灯来定位问题，然后调整配置或检查硬件连接。
9. **学习资源**
了解和掌握S7-400多CPU通讯，可以参考“multi_cpu.pdf”文档，这是一份详细的技术指南，提供了深入的理论知识和实践案例。
西门子S7-400多CPU通讯是实现复杂自动化系统的关键技术，通过合理的配置和优化，可以极大地提升系统性能，满足各种工业应用的需求。学习和理解这一技术，对于工业自动化领域的工程师来说至关重要。
