SIMATIC 设备采用的冗余机制为 MRP(介质冗余协议),符合IEC62439-2,典型重新组态时间为 200ms,每个环网多支持 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
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器,所以需要MRP域中至少有一个设备支持MRP器,比如SCALANCE X系列型交换机或是S7-1500 CPU等设备。
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
:
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。
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 |
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。
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,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域视图
可以通过下面两种进入域视图。
1:通过高亮显示同步域,然后单击同步域网络即可进入域。
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。
图6. MRP域设置
STEP 6:MRP域
域视图可以选择所属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,这据表1来分配MRP角色及环网端口。
图7. MRP域
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
1. 如何诊断环网状态?
诊断环网状态可以使用下面三种。
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
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
3:如果环网中有交换机并且作为器,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器运行,检测到环网中断。 |
-- | 熄灭 |
该设备没有作为冗余器运行 |
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在域视图添加了冗余器不在项目内选项,允许器不在项目内,编译程序只会提示必须组态员的警告,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 组态冗余器不在项目内
图12 编译结果
图13 交换机组态
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