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:

组态MRP环网规则:

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

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:

硬件:

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

模块 设备类型 MRP角色 环端口 设备名称 IP地址 子网掩码
CPU 1217C 控制器 MRP管理器 Port 1,2 PLC1 192.168.0.1 255.255.255.0
X204 IRT IO设备 MRP客户端 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
CPU 1215C 控制器 MRP客户端 Port 1,2 PLC2 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 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

设备 伙伴
S7-1217C.Port1 X204 IRT.Port1
X204 IRT.Port2 S7-1215C.Port1
S7-1215C.Port2 ET200SP.Port2
ET200SP.Port1 S7-1217C.Port2

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

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?

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