PROFINET中的冗余

PROFINET中有两个冗余概念

· 系统冗余SR：适用于冗余系统CPU的IO容错控制方案，对应PROFIBUS DP的冗余功能

· 介质冗余MRP：适用以太网环网冗余控制方案，提高系统可用性

两者的功能是互相独立且不冲突的，可是说是无关的两个冗余功能，只是因为同时应用于PROFINET IO网络中所以经常进行比较。

系统冗余（System Redundancy，简称SR）

系统冗余SR是指IO设备通过PROFINET与两个容错的CPU（H CPU）之间进行通讯连接。该通讯连接可以通过任何可拓扑的互连来建立，并不局限于环网拓扑，对交换机也没有要求。

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SR功能无需要特殊组态。支持SR功能的IO设备可以通过Redundancy选项卡检查SR参数。

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SR功能要求IO控制器和IO设备均支持SR功能。否则，即便该IO设备和两个容错CPU均建立了物理连接，仍然只能做为单边IO和一个CPU进行IO通讯。例如，IE/PB Link虽然有两个PN端口，但只能做为单边IO设备。

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PCS 7中支持SR功能的PROFINET设备有

IO Controller

· S7-400H V6

· CPU 410&Smart

IO Device(NAP S2)

· ET200M HF V4.0

· ET200SP HF V3.0

· Simocode pro V PN V1.2.0

介质冗余(Media Redundancy Protocol ，简称MRP)

MRP是通过对环型以太网进行状态监控与控制实现冗余的传输路径。

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在交换式以太网中，为保证网络和工厂的可用性，往往采用冗余的传输路径（环形拓扑），这样在网络组件（如交换机，网线故障）导致一条传输路径失效时，其替换路径是生效的，网络通讯仍然不受影响。在工业以太网中，如果物理上成环但未设置正确的环网管理功能,会导致IO通讯直接中断。环网控制方式可以基于不同协议：MRP/HRP/MRPD/PRP/HaSaR等。

适用于PROFINET IO的环网控制协议有：MRP(由PROFINET协议所定义，S7-CPU和IO设备，交换机均有支持MRP的版本)和HRP(仅西门子交换机支持)。

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注意：在网络设备故障时，MRP和HRP都有网络重构时间，重构期间IO通讯中断。因此为了保证网络重构期间不会出现IO掉站，需要将IO设备的看门狗时间设置为200ms以上。

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MRP环网中的所有设备均需支持MRP功能，不支持MRP功能的设备可以通过MRP交换机连接入环网。

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支持MRP的PROFINET 设备有（红色字体标注）

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注意：并不是有两个以太网端口的设备就支持MRP，例如

· CP1613

· CP443-1EX20

· IE/PB Link

· 低版本的IO设备,紧凑型设备

MRP的配置和诊断

一个MRP环网为一个MRP冗余域，由惟一的MRP Manager（S7 CPU，Scalance交换机均可，如果都设置为Manager，则竞争上岗）对环网所有MRP Client设备进行管理。

MRP环网配置可以通过两种方式进行。

1:仅由交换机构成的MRP环网可以通过交换机的WEB页面进行配置。

2:如果MRP环网中有IO控制器，IO设备等，则需要通过SIMATIC Manager进行配置。此时交换机需要通过GSDML文件集成到PROFINET 总线中。

· 通过PROFINET IO Domain进行统一配置

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· 也可以在每个PROFINET对象的端口选项卡中进行MRP配置

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· 配置MRP时不但要设置MRP角色（Manager或Client）,还需要配置MRP端口（CPU和IO设备只有两个端口，所以不需要配置，交换机有多个端口，必须指定正确的MRP端口，否则无法工作）。

· MRP环的工作状态可以在MRP节点的Interface在线状态中检查

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系统冗余System Redundancy与MRP的结合拓扑

在小型冗余系统（仅H CPU和IO设备）中，可以采用SR开环或者MRP闭环方案，均可以达到高可用性和系统冗余的要求。

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两种方案的网络性能比较：

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详细信息请参考

在STEP 7 V5.5中，哪些IO-控制器及IO-设备支持下列功能：IRT，优先启动，MRP，MRPD， PROFIenergy，共享设备，智能设备，等时模式，系统冗余和组态控制（Option handling）？

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/44383954

PN IO的系统冗余

http://www.ad.siemens.com.cn/Service/elearning/cn/Course.aspx?CourseID=1286

当用介质冗余协议建立环网冗余，在配置看门狗时间时要注意什么？

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/46636225

SIMATIC PCS 7 with PROFINET – Typical Architectures and Engineering

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/72887082/en

HSR和MRP在PROFINET应用中的注意事项

http://www.ad.siemens.com.cn/download/docMessage.aspx?Id=4337