Media Redundancy Protocol (MRP) S7-1500 a Profinet I/O

  • neděle, 24 leden 2016 02:00

Zapojení Profinet slave I/O periferií do kruhu s využitím MRP protokolu. Jak se zapojení chová prakticky a co je nezbytné nastavit, aby nám vše fungovalo?

Popisů MRP protokolu najdete na webu dost a dost, ale praktickou ukázku snad ani jednu. Celé zapojení a hlavně využití MRP protokolu v komunikaci se slave účastníky nemusí být ihned funkční, existují nějaké nastavení proti defaultu, bez kterých se nepohnete z místa, podobně jako my. Musíme poděkovat technické podpoře Siemens, která nám velmi ochotně pomohla a vše jsme rozchodili, abyste viděli co a jak. Ideální je naše praktická videoukázka v závěru článku, kde je přesně vidět, jak se má celé zapojení chovat.


Naše pokusné první zapojení CPU a ostatních periferií. Vše přes Profinet, mimochodem MRP protokol a tento princip funguje i na sběrnici Profibus DP. Všechny zařízení v kruhu musí MRP protokol podporovat. Použití nějakého switche v zapojení je nezbytné, jinak se nijak na sběrnici nedostaneme s programovacím PG. Zařízení, které MRP nepodporují, nebo je tam nechceme, umístíme také vně kruhu, jako například periferii TB20, která MRP podporuje, ale nyní je mimo ring jen pro ilustraci. Princip je následující, MRP master (S7-1500) neustále kontroluje MRP pakety k jednotlivým účastníkům, v případě roztržení nebo poškození kruhového vedení, do 200ms vyhodnotí situaci a sestaví komunikaci jiným směrem. Těch 200ms je dáno MRP protokolem v CPU natvrdo, je to principiální maximální hodnota. Počet účastníků v kruhu je omezen na 50.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Modré propojovací kabely jsou v kruhovém zapojení, šedé pak mimo, přesně podle výše uvedené topologie. Podpora MRP je často závislá na firmware přístroje, například naše IM151 tento protokol podporuje až od verze 7.0. V praxi pak pokud kruhové propojení kdekoliv roztrhnete, na blikání výstupních signálu periferií okem nic nepoznáte, komunikace se okamžitě (do 200ms) přepne opačným směrem. Pokud to takto nefunguje, je něco špatně!

Media Redundancy Protocol (MRP)


Takhle pak vypadá kruhové zapojení v TIA Portal. Důležitá poznámka, kruhové zapojení a MRP jdou spolu ruku v ruce, tedy pokud si nejprve vytvoříte tuhle topologii, automaticky se přiřadí i MRP protokol k jednotlivým účastníkům. Musíme jej ale správně nastavit.

Media Redundancy Protocol (MRP)


PLC je obvykle jako MRP master (Manager), který celou komunikaci kontroluje. To že zařízení MRP protokol podporuje, je vidět v jeho vlastnostech. Pokud u něj možnost nastavení Media redundancy nenajdete, tato podpora chybí.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Každé další zařízení (IM151-3PN) v kruhové topologii je pak definováno jako Client. Celé nastavení je nezbytné překontrolovat přes tlačítko Domain settings.

Media Redundancy Protocol (MRP)


V Domain settings je naprosto přesně vidět v jedné tabulce "kdo s kým". Tohle vše nacvakáte v TIA Portal celkem jednoduše, to důležité bude uvedeno dále.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Media Redundancy Protocol (MRP)


Správné zvolení Update time u všech účastníků v kruhu je nezbytné. V defaultním nastavení je tato hodnota na 1ms, a pokud si nevšimnete, nebo ji necháte tak, nebude MRP fungovat, tedy bude, ale výsledný Watchdog time bude 3 ms, tedy příliš krátký. Nastavená hodnota 64 ms x 3 je pro rychlost MRP akorát.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Tady máme detailní zapojení topologie 1, které koresponduje i s ukázkovým videem.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Media Redundancy Protocol (MRP)


Pro druhou topologii vložíme již naši TB20 dovnitř kruhu, tedy na PN-switch zůstane jeden port volný.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Asi takto, LED na PN switchi pak mají obdobnou funkci jako na periferii IM151, indikují roztržení zapojení.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Nyní máme kromě našeho PG všechny zařízení v kruhové topologii. Tady je přesně vidět nutnost použití switche, bez něj bychom neměli kam programovací PG připojit. Aktuálně je na portu 4, tedy ten šedý kabel.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Opět úprava topologie v TIA Portal. Je opravdu nutné překontrolovat nejen kompatibilitu účastníků s MRP, ale například u tohoto PN-switche také zapojení na konkrétní porty. MRP je totiž podporován jen na portu 1 a 2. Siemens switche Scalance to mají obdobné.

Media Redundancy Protocol (MRP)


V diagnostickém bufferu CPU následně online vidíme, v jakém stavu je náš MRP ring.

Media Redundancy Protocol (MRP)


MRP protokol je podporován různými výrobci a jak je vidět, klidně vedle sebe fungují IM151 a TB20. 

Media Redundancy Protocol (MRP)


Pokud se vrátíme do diagnostiky CPU, status kruhového zapojení je indikován i v diagnostice Domain nastavení. Další možnost je pak využití informací přes diagnostický interrupt přímo v CPU a PLC programu.

 

Media Redundancy Protocol (MRP)


Hotovo, ještě detailní ukázka druhé topologie a na závěr videoukázka jak to má vypadat při praktickém zapojení.

Klikněte na obrázek pro zvětšení.

Media Redundancy Protocol (MRP)


Media Redundancy Protocol (MRP) v Profinet kruhovém zapojení I/O periferií prakticky.

Klikněte si zde pro otevření videa v samostatném okně


Závěr: 

Pro pár účastníků na stole je to přehledné, pokud ale budete mít několik desítek klientů v kruhové síti, je pořádná diagnostika nezbytná. Jak bylo vidět na videoukázce, v topologii TIA portal je například online vidět, které spoje jsou špatně, a co nám přesně nesedí.

Jaroslav Blažek


Doplňující odkazy k článku:

SCALANCE manuál s popisem MRP: https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109476752

TIA portal V13+SP1 systémový manuál: https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109011420

Profinet PN switch: https://www.helmholz.com/prod.d,80.html?p_id=253

 

Blaja automation portal
Pro psaní komentářů se přihlašte

Kontakt

email : blaja @blaja.cz
email reklama: info @blaja.cz
email adresy bez mezery 
před zavináčem

Jaroslav Blažek
Štěpánská 1888
755 01 Vsetín
+420 608 180 209