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SiemensMPI协议解析

摘要：在使用上位机和西门子s7300系列PLC实现自动化过程控制当中，选择MPI协议进行通信时，PLC可以不用编程，而且可读写所有数据区，快捷方便。但是西门子公司没有公布MPI协议的格式，用户如果想使用MPI协议监控，就必须购买其监控产品或第三方厂家的组态软件。这样给用户自主开发带来一定困难，特别是自行开发的现场设备就不能通过MPI协议接入PLC。而采用其它通讯方式也存在编程复杂，需要购买软件和授权等局限性。本文通过数据监视、采集、分析的方法，解析出了MPI协议的关键报文格式，可用于实现上位机、现场设备与支持MPI协议的CPU之间通讯，从而提供了一种高效率低成本的通信方式。

关键字：MPI协议

前言
工业的现代化，很大程度体现在工业生产过程的自动化，其中信息的传输，数据的交换也成为评价工业自动化水平高低的标准。网络通迅方式的多样化和通迅速率的高速化，使信息交换领域从设备控制层延伸到企业管理层。信息技术的飞速发展，促进了自动化系统结构的变革，以网络为主干的分布式控制系统已成为当今自动化系统的主流趋势。因此，网络通迅的实时性和可靠性，以及网络故障的诊断和排除都成为工业网络通信关注的焦点。MPI网络是西门子工业控制系统中经常用到的一种通迅方式，使用RS485物理接口进行数据传输。下面主要阐述西门子MPI协议的解析方法以及关键报文格式。

MPI协议概述
MPI协议，其英文全名为Multi-point-Interface。在PLC之间可组态为主／主协议或主／从协议．如何操作依赖于设备类型：如果控制站都是s7—300／400系列PLC，那么就建立主／主连接关系，因为MPI协议支持多主站通讯，所有的s7—300CPU都可配置为网络主站，通过主／主协议可以实现PLC之间的数据交换。如果某些控制站是s7—200系列PLC，则可以建立主／从连接关系，因为s7—200CPU是从站，用户可以通过网络指令实现s7—300CPU对s7200CPU的数据读写操作。

分析思路
西门子Step7V5.4软件是S7-300系列PLC(包括ET200S)的开发工具，上位机通过其PCI插槽上的通讯卡（CP5613A2）接口以及通讯电缆连接到PLC的编程口上，并且通讯卡接口和PLC编程口都是RS485接口标准。这说明，PC机实际上是可以通过RS485串口同ET200CPU(IM151-7)通讯,只是我们不知道通讯协议而已。因此，在上位机上运用西门子提供的PRODAVES7软件读写PLC时，通过监视通讯口上的数据，我们就有可能分析出通信报文格式。然后，撤掉西门子通讯卡，直接通过RS485串口向PLC发送报文来验证其正确性，并作进一步的操作。本着这一思想，采用以下步骤获得这些报文。

步骤
硬软件需求
硬件：串口分支器及通讯电缆，西门子CP5613A2通讯卡，ADVANTECH公司PCI-1601A通讯卡，西门子ET200S（IM151-7CPU以及相关模块）。
软件：step7v5.4,simaticnet2006edition,prodaves7,serialportmonitor，PCI1601Adriver，visualc++。
硬件连接如图1-0

上位机

ET200S编程口
PCI1601AA啊A
Cp5613A2

图1-0

安装完相关软件及驱动程序以后，进行硬件测试以及软件平台搭建
串口分支器制作及通讯电缆的连接（附录A）
运用STEP7V5.4对ET200S组态以及相关初始化设置（附录B）
PCI1601A通讯卡的测试（附录C）
串口监视软件设置和测试（附录D）
PRODAVES7调试运行（附录E）
完成设置和调试后，打开串口监视软件，并将PLC上电，运行PRODAVES7并在其中进行各种操作（load、unload、read、write等）时启动数据监视，通过比较分析发现：
与S7-200不同，ET200S不管出于何种状态（run或stop），一经上电，就不断发出数据查找设备，在读写数据过程中也不间断。
连接、读出、写入和断开时检测到一系列有规律的数据。经过多次监测比较分析，可得到相关操作的数据帧格式，初始化设定PLC与上位机的地址分别为02和00；为描述方便，现在对数据帧格式做以下符号约定
SD:(StartDelimiter)开始定界符
LE:（Length）报文长度
LER:（RepeatedLength）重复数据长度
SD:(StartDelimiter)开始定界符
DA:（DestinationAddress）目标地址
SA:（SourceAddress）源地址
FC:（FunctionCode）功能码
DSAP:（DestinationServiceAccessPoint）目的