“暢”聊PROFINET工業以太網應用——MRP環網(介質冗余)
我們工程師在做項目的時候,有沒有想過有沒有一種辦法可以在PROFINET網絡某處發生斷線/連接故障時,依然保證整個系統的正常運行?
答案是肯定的,可以采用PROFINET的介質冗余(Media Redundancy)機制來實現。
介質冗余是通過將線型網絡拓撲改造成環形網絡拓撲來實現的,這種改造并不是簡單的將線型總線的首尾相連(如果是這樣會形成網絡風暴),而是通過介質冗余管理器(medium redundancy manager)來實現的。介質冗余環網中有一個冗余管理器,其它的節點(PROFINET IO控制器/設備)都稱為冗余客戶端。
介質冗余管理器至少有兩個端口,線型總線的首、尾分別接到這兩個端口中。在正常情況下,冗余管理器會阻塞其中一個端口,僅使用另一個端口發送網絡通信的數據報文,這個端口稱為工作端口(static ring port),被阻塞端口稱為阻塞端口或隔離端口(isolated ring port)。因此,在正常情況下,這個環型網絡還是以線型網絡的方式在工作。

它的原理就是當網絡中某處發生斷線/連接故障時,冗余管理器會檢測到這種故障,并把原來阻塞的端口打開。這樣中斷的網絡又從另一個方向重新構成線型網絡,從而使系統繼續運行。這個過程,被稱為網絡重構。
MRP(介質冗余)功能概述
SIMATIC 設備采用標準的冗余機制為 MRP(介質冗余協議),符合 IEC62439-2 標準,典型重新組態時間為 200ms,每個環網最多支持 50個設備。
介質冗余作為 PROFINET 的一部分,并集成到所有 PROFINET 功能領域、控制或網絡組件中。因此,MRP 是一個獨立于制造商的協議,可以很容易地使用,而不需要任何額外的成本。
介質冗余結構顯著提高了設備的可用性,因為單個設備的故障對通信沒有影響。 所需的維修工作可以在沒有任何時間壓力的情況下進行,因為維修過程中工廠不需要停機。 在發生網絡故障時,可以進行快速的網絡診斷并加快故障排除。 一旦發生故障,由于生產停頓而造成的成本就會降低。 組態MRP環網規則:
所有環節點必須支持 MRP,并且必須啟用 MRP 協議。
所有設備必須通過環網端口進行互連。
在兩臺 SCALANCE X 工業以太網交換機之間可實現最長 3 km 的多模連接和最長 26 km 的單模連接。在更遠的距離,指定的重新組態時間可能更長。環網中的所有設備屬于同一冗余域。
在一個環網中,最多可連接 50 臺設備,否則重組時間會超過 200ms。
環網中的某個設備可用作冗余管理器,其它設備均為冗余客戶端。
環內的所有伙伴端口具有相同的設置。




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