Siemens 介质冗余（MRP）功能

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。

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。

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。

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