MRP 环网

MRP（介质冗余）功能概述

SIMATIC 设备采用标准的冗余机制为 MRP（介质冗余协议），符合 IEC62439-2 标准，典型重新组态时间为 200ms，每个环网最多支持 50个设备。

介质冗余作为 PROFINET 的一部分，并集成到所有 PROFINET 功能领域、控制或网络组件中。因此，MRP 是一个独立于制造商的协议，可以很容易地使用，而不需要任何额外的成本。

介质冗余网络结构具有以下优点：

• 介质冗余结构显著提高了设备的可用性，因为单个设备的故障对通信没有影响。
• 所需的维修工作可以在没有任何时间压力的情况下进行，因为维修过程中工厂不需要停机。
• 在发生网络故障时，可以进行快速的网络诊断并加快故障排除。
• 一旦发生故障，由于生产停顿而造成的成本就会降低。

组态MRP环网规则：

• 所有环节点必须支持 MRP，并且必须启用 MRP 协议。
• 所有设备必须通过环网端口进行互连。
• 环网中的所有设备属于同一冗余域。
• 在一个环网中，最多可连接 50 台设备，否则重组时间会超过 200ms。
• 环网中的某个设备可用作冗余管理器，其它设备均为冗余客户端。
• 环内的所有伙伴端口具有相同的设置。

S7-1200 组态介质冗余的硬件需求

• 必须具有 2 个端口的 CPU（1215、1217），并且固件版本在 V4.2 及以上。
• 固件版本 V4.2-V4.4 S7-1200 CPU 仅支持 MRP 客户端功能，不能作为 MRP 管理器，所以需要 MRP 域中至少有一个设备支持 MRP 管理器，比如 SCALANCE X 系列管理型交换机或是S7-1500 CPU等设备。
• 固件版本 V4.5 及以上 S7-1200 CPU 支持 MRP 管理器和客户端功能。

S7-1200 介质冗余实验环境

在本应用实例中，通过以下产品进行介质冗余组态。

图 1.MRP 环网

软件：

• TIA Portal V17

硬件：

• CPU 1217C DC/DC/DC V4.5
• SCALANCE X204 IRT V5.3
• ET200SP IM 155-6 PN HF V4.2
• CPU 1215C DC/DC/DC V4.5

分配设备角色及地址：

表 1 给出了每个模块的角色、使用端口、设备名称以及地址。

表1 设备角色及地址

S7-1200 介质冗余功能组态

STEP 1：创建 TIA Portal 项目并进行网络组态

使用 TIA V17 创建一个新项目，进入网络视图添加表 1 列出的设备，并进入以太网地址选项分别设置子网、IP 地址以及设备名称，如图 2 所示为 ET200SP 设置 IP。

将 CPU 1217C 作为 IO 控制器分配给其它IO设备，CPU 1215C 作为单独控制器，如图 3 所示。

图 2.ET200SP 组态 IP

图 3.组态网络

STEP 2：创建拓扑（非必须）

在拓扑视图中根据表 2 连接各模块对应的端口。

虽然拓扑组态不是 MRP 正常工作的必要条件，但组态拓扑有助于在出现故障时进行故障排除。

表2. 伙伴端口

图 4 为拓扑视图中实际组态的连接

图 4.MRP 拓扑组态

STEP 3：分配设备名称

所有 PROFINET 设备都需要一个设备名称，这里通过 TIA 为每个 IO 设备分配表1中列出的设备名称。如图 5 所示。

图 5.分配设备名称

STEP 4：设置 IO 周期

MRP 的重组时间为 200ms， 因此 PROFINET 通信必须选择大于 200ms 的看门狗时间，看门狗时间不是直接配置的，而是作为没有 IO 数据可接受的更新周期，也就是允许几个周期没有数据更新，默认是 3 个周期，超出设置的周期数就会报 IO 设备故障。本示例通过修改更新周期数来达到大于 200ms 的看门狗时间的要求（看门狗时间=可接受更新周期数*更新时间），这里修改为 120，这样看门狗时间将达到 2ms*120=240ms。如图 6 所示。

图 6.设置 IO 周期

STEP 5：进入 MRP 域管理视图

可以通过下面两种方式进入域管理视图。

方法1：通过高亮显示同步域，然后单击同步域网络即可进入域管理。如图 7 所示。

方法2：进入环网任意设备的介质冗余配置界面，然后选择域设置即可进入域管理。如图 8 所示。

图 7.高亮显示同步域

图 8. MRP 域设置

STEP 6：MRP 域管理

域管理视图可以选择所属 MRP 域，并可以对域名称进行重命名，这里选择默认 MRP 域，还可以对设备的 MRP 角色以及环网端口进行分配，这里根据表 1 来分配 MRP 角色及环网端口，如图 9 所示。

图 9. MRP 域管理

STEP 7：项目编译下载

编译下载程序后进入在线拓扑视图查看设备状态是否正常。

常见问题

1. 如何诊断环网状态？

诊断环网状态可以使用下面三种方法。

方法 1：勾选 MRP 诊断中断功能，当环网端口上的接线或端口错误以及环网断开会生成一个诊断中断。如图 10 所示。

图 10.诊断中断

方法 2：组态拓扑视图，当端口错误或设备故障可以快速查看故障点。如图 11 所示。

图 11.拓扑视图

方法 3：如果环网中有交换机并且作为管理器，可以通过交换机上 RM 指示灯来判断环网状态，如表 3 所示。

表 3.交换机指示灯

2. 组态 MRP 需要组态拓扑视图吗？

拓扑组态不是 MRP 正常工作的必要条件，但组态拓扑有助于在出现故障时进行故障排除。

3. 可以不把交换机组态到项目中吗？

交换机作为客户端：可以不把交换机组态到项目中，只需在交换机相应端口配置为客户端，如图 12 所示。

图 12.交换机 MRP 组态

交换机作为管理器：TIA V15.1 以下版本必须把交换机组态到项目中，TIA V15.1 及以上在域管理视图添加了冗余管理器不在项目内选项，允许管理器不在项目内，编译程序只会提示必须组态管理员的警告，这样就需要进入交换机配置界面进行冗余环网的配置，如下图 13 - 15 所示。注意如果项目中不组态交换机就不能再配置拓扑了，不然会报伙伴端口错误。

图 13.配置冗余管理器不在项目内

图 14.交换机 MRP 组态

图 15.编译结果

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