S71200介质冗余功能

cjhsf2019

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

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。

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。

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 V15.1

硬件：

CPU 1217C DC/DC/DC V4.3
SCALANCE X204 IRT V5.3
ET200SP IM 155-6 PN HF V4.2
ET200MP IM 155-5 PN HF V4.2

分配设备角色及地址：

下表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

模块	设备类型	MRP角色	环端口	设备名称	IP地址	子网掩码
S7-1217C	控制器	MRP客户端	Port 1,2	PLC1	192.168.0.1	255.255.255.0
X204 IRT	IO设备	MRP管理器	Port 1,2	X204 IRT	192.168.0.50	255.255.255.0
ET200SP	IO设备	MRP客户端	Port 1,2	ET200SP	192.168.0.2	255.255.255.0
ET200MP	IO设备	MRP客户端	Port 1,2	ET200MP	192.168.0.3	255.255.255.0

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 Portal V15.1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，将S7-1217作为IO控制器分配给其它IO设备。

图2. MRP网络组态

STEP 2：创建拓扑

在拓扑视图中根据表2连接各模块对应的端口。

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

设备	伙伴
S7-1217C.Port1	X204 IRT.Port1
X204 IRT.Port2	ET200MP.Port2
ET200MP.Port1	ET200SP.Port2
ET200SP.Port1	S7-1217C.Port2

图3. 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 Portal为每个IO设备分配表1中列出的设备名称。

图4. 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。本示例通过修改可接受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。

图5. 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。

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。

图6. 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。

图7. 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。

图8：环网状态常见问题

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。

图9 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。

图10 拓扑诊断

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，如下表。

RM颜色	RM状态	含义
绿色	常亮	该设备正在作为冗余管理器运行，环网正在无故障运行
绿色	闪烁	该设备正在作为冗余管理器运行，检测到环网中断。
--	熄灭	该设备没有作为冗余管理器运行

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？

TIA V15.1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11 组态冗余管理器不在项目内

图12 编译结果

图13 交换机组态