MPI Kommunikation mit SIMATIC

Ein Überblick und eine Zusammenfassung über die Leistungsdaten, mögliche Verbindungen und die allgeme i- 

ne Begriffsdefinitionen bezüglich MPI und Kommunikationgibt folgende Bechreibung. 

TEIL 1: ALLGEMEINES (THEORIE UND BEGRIFFE) 

1. Begriffsdefinitionen 

Begriff (alphabetisch) 

Aktiver Teilnehmer 

CFB 

GD 

HSA 

Kommunikation mittels S7- 

Funktionen 

Definition / Bedeutung 

Dieser kann selbständig auf den Bus zugreifen, sobald er im Besitz des 

Tokens (= Zugriffsberechtigung auf den Bus) ist. 

Communication Function Block. Mit Hilfe von sog. CFB’s können größere 

Datenmengen (bis zu 64 Kbyte; CPU-abhängig) zwischen zwei oder mehreren 

CPU’s ausgetauscht werden. Dazu ist es notwendig, daß 

• die Verbindung projektiert wurde und 

• der jeweilige CFB explizit im Anwenderprogramm aufgerufen wird. 

Der Datenaustausch kann somit ereignisgesteuert oder aber auch zeitgesteuert 

erfolgen. 

früher: PBK, Programmierte Bausteinkommunikation, Ersatz für die bisherigen 

Hantierungsbausteine der SIMATIC S5. 

Die CFB´s (Kommunikationsfunktionen) sind aufgegliedert in vier Funkt i- 

onsklassen: 

a) SENDE- und EMPFANGSFUNKTIONEN 

b) STEUERFUNKTIONEN 

c) ÜBERWACHUNGSFUNKTIONEN 

d) ABFRAGEFUNKTIONEN 

diese Funktionen werden auch als sog. S7-Protokoll bezeichnet. 

Globale Daten; häufig wird auch der Begriff „Implizite Kommunikation“ 

(IK) verwendet, da die Kommunikation im Hintergrund, ohne zusätzliche 

Maßnahmen im Anwenderprogramm, selbständig von der CPU (also impl i- 

zit) durchgeführt wird. Der Mechanismus ist vergleichbar mit dem Aktual i- 

sieren der Prozeßabbilder der Eingänge und der Ausgänge. Über GD sind 

nur kleine Datenmengen austauschbar. Die GD entsprechen einem globalen 

Speicher. 

Highest Station Adress, höchste Teilnehmeradresse bezüglich der aktiven 

Teilnehmer; veränderbar (max. 126). 

MPI: 

• CFB (Communication Function Block) 

• PG-Funktionen (Programmierung, Projektierung, Test und Diagnose) 

• B & B - Funktionen 

• GD (Globale Daten) 

PROFIBUS / Industrial Ethernet: 

• CFB 

• PG-Funktionen (Programmierung, Projektierung, Test und Diagnose) 

• B & B - Funktionen

MPI 

Multipoint-Interface oder Mehrpunktfähige Schnittstelle. Typische Tei l- 

nehmer sind: PG, OP, CPU. 

Die Kommunikation erfolgt über folgende Dienste: 

• PG-Funtionen: Test-, Inbetriebnahme- und Servicefunktionen. Wird 

z.B. von einem PG genutzt um die Funktion „Variable beobachten“ oder 

„Diagnosepuffer lesen“ auszuführen. 

• B+B-Funktionen; Bedien- und Beobachtungsfunktionen; werden z.B. 

von angeschlossenen OP’s genutzt, um Variablen zu lesen und zu 

schreiben. 

• GD: Globale Daten; impliziter Austausch von kleineren Datenmengen 

zwischen mehreren CPU’s; kein zusätzlicher Programmieraufwand im 

Anwenderprogramm 

• CFB bzw. PBK: Programmierte Bausteinkommunikation; expliziter 

Austausch größerer Datenmengen zwischen zwei oder mehreren CPU’s; 

der Anstoß muß explizit vom Anwenderprogramm heraus über CFB’s 

(Kommunikation - Funktionsbausteine) erfolgen. 

Physik: RS 485; MPI-Schnittstelle potentialgebunden 

Passiver Teilnehmer 

Teilnehmer 

Verbindung 

Verbindungsorierntierter Datenverkehr 

Dieser kann im Gegensatz zum Master nicht selbständig auf den Bus zugreifen. 

Er wird durch den "Master" angesprochen (gepollt) und kann dann 

dem "Master", der in angesprochen hat, Daten übergeben. 

Jeder an eine Datenübertragungsleitung angeschlossene Sender oder Empfänger 

von Daten wird im Rahmen dieser Einrichtung als Teilnehmer bezeichnet. 

(projektierte) Verbindung = statische Verbindung. Wird eine Verbindung 

zum Partner aufgebaut, dann bleibt diese Verbindung erhalten. 

Jede CPU kann eine bestimmte Anzahl an Verbindungen halten. Diese ist 

abhängig vom jeweiligen CPU - Typ. So kann z.B. eine CPU314 bis zu vier 

Verbindungen verwalten. Dabei ist eine Verbindung fest reserviert für ein 

PG. Diese Verbindung kann nicht für andere Zwecke genutzt werde. Somit 

ist gewährleistet, daß im Servicefall immer ein PG angeschlossen werden 

kann. 

Eine weitere Verbindung ist für ein OP reserviert. 

Sie wird erst abgebaut, wenn einer der Kommunikationspartner ausfällt, die 

Leitung unterbrochen wird oder ein sonstiger Fehler auftritt. Dies bedeutet, 

daß die Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern laufend übe r- 

wacht wird. 

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2. Leistungsdaten 

Die hier angegebenen Leistungsdaten stellen lediglich einen Subset der gesamten Produktpalette dar. Sie erheben 

keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Diese Daten können auch in den gerätespezifischen Handbüchern 

nachgelesen werden. Im Zweifelsfall sind die dort getroffenen Aussagen übergeordnet. 

2.1 Allgemeines 

• Eine Ringstruktur ist mit MPI-Vernetzung nicht zugelassen. Die Topologie von MPI ist Linie oder Strang. 

• Beim Aufbau eines MPI - Netz ist zu beachten, daß mind. ein Abschlußwiderstand eingeschaltet werden 

muß (an den "geographischen" Enden der Leitung). 

• Max. Anzahl im Netz (Node-Nr.): ist auf 32 begrenzt, 0 - 31 sind frei, 32 - 126 ist Reserve. 

Dabei ist zu beachten, daß Nr. 0 für ein PG und Nr. 1 für ein OP freizuhalten sind. 

• Max. Anzahl von K-Bus FM in einer S7 300 : 

FM bzw. CP nimmt keine Verbindung weg, da die CPU mit FM bzw. CP ausschließlich über den P-Bus 

miteinander kommunizieren. 

Siehe auch nachfolgende Abbildungen: 

S7-300 

CPU FM CP SM SM FM 

P-Bus 

K-Bus; Baudrate = MPI-Baudrate 


S7-400 

CPU FM CP SM SM FM 

P-Bus 

K-Bus; 10 MBd 

MPI (187,5 kBd) 

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2.2 Anzahl möglicher Verbindungen 

Typ Gerät Anzahl Verbindungen Projektierbar mit ... 

PG OP max. Rest 

S7 - 300 CPU312IFM 1 1 4 2 STEP 7 

CPU313 1 1 4 2 STEP 7 

CPU314 1 1 4 2 STEP 7 

CPU314IFM 1 1 4 2 STEP 7 

CPU315 1 1 4 2 STEP 7 

CPU315-2 DP 1 1 4 2 STEP 7 

CPU614 1 1 4 2 STEP 7 

M7 - 300 CPU388-4 STEP 7 

C7 C7-623 1 1 4 2 STEP 7 

C7-624 1 1 4 2 STEP 7 

C7-626 1 1 4 2 STEP 7 

C7-626 DP 1 1 4 2 STEP 7 

S7 - 400 CPU412-1 1 1 8 6 STEP 7 

CPU413-1 1 1 16 14 STEP 7 

CPU413-2 DP 1 1 16 14 STEP 7 

CPU414-1 1 1 32 30 STEP 7 

CPU414-2 DP 1 1 32 30 STEP 7 

CPU416-1 1 1 64 62 STEP 7 

M7 - 400 CPU488-4 STEP 7 

CPU488-5 STEP 7 

PG / PC PG720 / PG720C - - - 4 PG/PC-Schnittstelle 

PG740 - - - 4 (Einstellungen → 

PG760 - - - 4 Systemsteuerung) 

Anzahl der Verbindungen richtet sich nach dem eingesetzten CPU-Typ: 

OP / COROS OP3 - - 2 - ProTool / ProTool Lite 

OP5 - - 4 - ProTool / ProTool Lite 




OP25 - - 4 - ProTool 



2.3 Entfernungen und Anzahl anschließbarer Teilnehmer 

(siehe auch /2/ und /3/) 

MPI - Baudrate in kBd 

Entfernung in Meter beim Aufbau mit Kupferkabel 

187,5 S7-300: 

50m; 

187,5 S7-400: 

50m 

Bei größeren Entfernungen muß an jeder CPU ein Repeater gesetzt werden (siehe auch Referenz-Handbuch 

Kap.10). 

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2.4 Global-Daten-Kreise 

Die Anzahl der möglichen GD-Kreise ist abhängig von der jeweiligen CPU. Nachfolgende Tabelle gibt einen 

Überblick über die möglichen GD-Kreise der einzelnen CPU's. Es sei darauf hingewiesen, daß der Datenaustausch 

über die Globalen Daten ausschließlich zwischen CPU's stattfinden kann. 

CPU 

Anzahl GD- 

Kreise 

Max. Anzahl Bytes pro GD-Kreis (GD-Paket) 

CPU312IFM 4 22 

CPU313 4 22 

CPU314 4 22 

CPU314IFM 4 22 

CPU315 4 22 

CPU315-2 DP 4 22 

CPU614 4 22 

C7-623 4 22 

C7-624 4 22 

C7-626 4 22 

C7-626 DP 4 22 

CPU412-1 16 32 

CPU413-1 16 32 

CPU413-2 DP 16 32 

CPU414-1 16 64 

CPU414-2 DP 16 64 

CPU416-1 32 64 

Anhand einiger Beispiele im Kapitel TEIL 2: BEISPIELE soll die Berechnung der GD-Kreise und die Anzahl 

der maximal möglichen Datenmenge erläutert werden: 

3. Weiterführende Literatur 

/1/ Katalog IK10; SINEC Industrielle Kommunikationsnetze; 1996 

/2/ Katalog ST70; SIMATIC Automatisierungssysteme SIMATIC S7 / M7 / C7; 1996 

/3/ Automatisierungssystem S7-300, Aufbauen, Verdrahten; Handbuch 

/4/ Automatisierungssystem S7-400, M7-400 Aufbauen; Installationshandbuch 

/5/ Automatisierungssystem S7-400, M7-400 Baugruppendaten, Referenzhandbuch 

/6/ Elektronischer Katalog CA01; 1996/97 

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TEIL 2: BEISPIELE, ANWENDUNG UND NETZKONFIGURATION 

Anhand einiger Beispiele soll die Berechnung und Belegung der möglichen Verbindungen erläutert werden. 

Beispiel 1: 

Im ersten Beispiel ist die Kopplung zw. einer S7-300, einer S7-400, einem OP 15 und einem (Service-) PG 

dargestellt. 

Die Kommunikation findet physikalisch über ein einfaches Kupferkabel statt. Die logischen Verbindungen 

werden mittels STEP7 und ProTool Lite parametriert. 

PG (Adr. 0) S7-300 (Adr. 2) OP 15 (Adr. 1) 

S7-400 (Adr. 3) 


S7 VAT (Variablentabelle) "Status Beobachen" 

S7 Bausein-Kommunikation (AWL-Editor "Beobachten Online") 

Elektrische Verbindung 

GD-Kreis (Beachte: GD-Kreis belegt keine Verbindung) 

Bedienen und Beobachten 

Abschlußwiderstand 

PG S7 - 300 OP 15 S7 - 400 

Belegte Verbindungen 4 3 2 3 

Freie Verbindungen - 1 2 CPU-abhängig 

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Beispiel 2: 

Hier ist die Kommunikation zwischen zwei S7 - 400 und einer S7 - 300 erläutert. Eine S7 - 400 besitzt eine 

DP-Schnittstelle mit angeschlossener Peripherie. Vom PG aus beobachtet der Anwender das Programm 

"online" über den AWL-Editor bzw. über eine entsprechende Variablentabelle (VAT). 

PG S7-400 S7-400 mit DP S7-300 

7 


DP-Slaves 

DP 



Beachte: DP belegt keine Verbindung, da unabhängig von MPI-Kommunikation 

Zahl 

Bausteinkommunikation über CFB´s 

Anzahl der benutzten bzw. möglichen Verbindungen 


PG S7 - 400 S7 - 400 mit DP S7 - 300 

Belegte Verbindungen 3 8 8 1 

Freie Verbindungen 1 CPU-abhängig CPU-abhängig 3 

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Beispiel 3: 

Im folgenden wird die Verbindung über MPI / GD und DP erklärt. Vom PG aus beobachtet der Anwender 

"online" den Status seines Programms. Zusätzlich dazu ist ein OP an eine S7 - 400 und S7 - 300 (mit DP) n-a 

geschlossen. Die S7 - Steuerungen mit DP-Schnittstelle haben jeweils an angeschlossenes DP - Netz mit ve r- 

schiedenen Slaves. 

PG S7-400 mit DP S7-400 OP 15 S7-300 mit DP S7-300 

6 


DP-Slaves 

DP 

DP 



GD-Kreis (Beachte: GD-Kreis belegt keine Verbindung) 

Beachte: DP belegt keine Verbindung, da una bhängig von MPI-Kommunikation 

Bedienen und Beobachten 

Zahl 

Bausteinkommunikation über CFB´s 

Anzahl der benutzten bzw. möglichen Verbindungen 


PG S7 - 400 mit DP S7 - 400 OP 15 S7 - 300 mit DP S7 - 300 

Belegte Verbindungen 4 7 8 2 2 1 

Freie Verbindungen - CPU-abhängig CPU-abhängig 2 2 3 

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Beispiel 4: 

Anhand einiger GD - Tabellen ist die Kommunikation über Globale Daten beschrieben. 

Allgemeine Vorgehensweise: 

• Projekt definieren (unter SIMATIC Manager) 

• Hardware einfügen (mind. zwei Stationen; Einfügen => Hardware => S7-300 / S7-400 - Station) 

• SC (Station Configuration; Hardware Konfiguration) starten und Stationen entsprechend konfigurieren 

• MPI - Parameter eingeben (CPU als "vernetzt" definieren und MPI - Adresse vergeben) 

• Im SIMATIC Manager "MPI-Netz(1)! anwählen und über "Extras => Globaldaten definieren" das Tool 

starten 

• Netztabelle editieren 

Beachte: 

Alle CPU's (Programme), die mittels GD Daten austauschen sollen, müssen im gleichen Projekt liegen. 

Sinnvoll ist jeder CPU einen individuellen Namen (z. B. "Waage") geben, da nur dieser in der GD - Tabelle 

angezeigt wird. 

Mit der Applikation "GD: Globaldaten definieren" kann die Netztabelle erstellt werden. Sie besitzt dann für das 

gesamte Projekt und den darin enthaltenen Stationen Gültigkeit. 

• Es wird automatisch eine neue Tabelle angelegt bzw. eine schon vorhandene Tabelle geöffnet. 

• Es können Daten zwischen maximal fünf CPU´s übertragen werden. 

• Mittels Doppelklick auf die erste Zeile jeder Spalte wird die gewünschte CPU ausgewählt. 

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TEIL 3: NETZKOMPONENTEN 

Für den Aufbau eines Kommunikationsnetzes können z. B. folgende Bus- bzw. Netzkomponenten verwendet 

werden: 

Bestellnummer Bezeichnung Einsatzmöglichkeiten 

6XV1830-0AH10 

6GK1500-0AA00 

6ES7972-0AA00-0XA0 

6ES7972-0BA10-0XA0 

6ES7972-0BA20-0XA0 

SIMATIC NET, BUSLEITUNG FUER PROFIBUS L2-DP 

(L2) 2-ADRIG 

SIMATIC NET, BUSTERMINAL RS 485 FUER 

PROFIBUS (L2) UEBERTRAGUNGSRATE: 9,6 

KBIT/S BIS 1500 KBIT/S 

SIMATIC S7, RS485 REPEATER ZUR 

VERBINDUNG VON SINEC L2/MPI 

BUSSYSTEMEN MIT MAX. 31 TEILN. 

SIMATIC S7,BUSANSCHLUSSTECKER FÜR 

PROFIBUS-DP 

SIMATIC S5/S7, BUSANSCHLUSSTECKER FÜR 

PROFIBUS M. SCHWENKBAREM 

KABELABGANG 

Die obige Tabelle erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit sondern soll dem Anwender als Anschauung 

über benötigte Komponenten zum Aufbau eines Kommunikationsnetzes dienen. 

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MPI Kommunikation mit SIMATIC

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