S7-1200 G2 MRP 环网

1.1 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。

1.2 S7-1200 G2组态介质冗余的硬件需求以及实验环境

全系列的S7-1200 G2 CPU 都集成2个以太网端口，S7-1200 G2 CPU 支持MRP管理器和MRP客户端功能。

软件：

TIA Portal V21

硬件：

CPU 1214C DC/DC/DC V4.1

SCALANCE XC208 V4.6

ET200SP IM 155-6 PN HS V4.0

CPU 1516F-3PN/DP  V4.0

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

图1.S7-1200 G2 MRP环网（拓扑视图）

1.3 S7-1200 G2介质冗余功能组态

1. 创建 TIA Portal 项目并进行网络组态

使用 TIA V21 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XC208、ET200SP作为从站分配给1214C控制器。IP地址分配如图2所示。

图2.网络视图

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 3.MRP 拓扑组态

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 4 所示。

图4.分配设备名称

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 110，这样看门狗时间将达到 2ms*110=220ms。如图 5所示。

图 5.设置 IO 周期

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 6 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 7 所示。

图6.高亮显示同步域

图 7. MRP 域设置

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 （mrpdomain-1），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 8 所示。

图 8. MRP 域管理

7. 项目编译下载

编译无错误，对CPU 1214 G2和CPU 1516F进行下载；而ET200SP 和XC208属于PN IO设备，一旦与控制器正确连接后，其端口自动设置为组态中的MRP客户端角色。进入在线拓扑视图查看设备状态是否正常。

1.4 MRP 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 9 所示。

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。如图 10 所示。

图 10.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？

可以不把交换机组态到项目中，需要分以下两种情况：

① 交换机作为客户端：只需在交换机相应端口配置为客户端，如图 11 所示。

图 11.交换机 MRP 组态

② 交换机作为管理器：如果在TIA中MRP域组态的设备角色全部为MRP客户端，编译项目时会报错：“在MRP域中，必须组态管理员” ，如图12所示。

图 12.未设置管理员且未勾选冗余管理器不在项目内

此时，需要在“MRP域”中勾选“冗余管理器不在项目内”。如下图 13 所示。注意：如果项目中不组态交换机，就不能配置与交换机端口互联的拓扑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

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