采用环网冗余结构可以提高网络可用性,单一网络节点的网线故障不会影响剩余设备通讯,同时确保正常通讯功能不受影响。
环型拓扑中的节点可以是外部交换机和/或通信模块的集成交换机。要建立具有介质冗余的环型拓扑,需要将线性总线拓扑的两个自由端接到同一个设备中。使用环中某设备的两个端口(环网端口)可使线性总线拓扑闭合成环网。该设备就是冗余管理器。环中的所有其它设备是冗余客户端。
设备的两个环网端口是用来与环型拓扑中与该设备相邻的两个设备建立连接的端口。可在相关设备的组态中选择并设置环网端口。对于XC-200系列交换机来说,出厂设置定义了默认的环网端口:
设备 |
环网端口出厂设置 |
SCALANCE XC206-2SFP、XC208、XC216、 XC224 |
P0.1、P0.2 |
SCALANCE XC206-2 |
P0.7、P0.8 |
MRP(Media Redundancy Protocol)
介质冗余协议
MRP是介质冗余协议(Media Redundancy Protocol)的缩写。它满足IEC 61158中类别10 “PROFINET“中介质冗余协议规定,在环网中断后,网络重组时间最大为0.2秒。
MRP 是环网冗余协议。冗余管理器在两个环口上发生测试报文。只要测试报文每次都顺利到达另一个环口,冗余管理器就不会认为环网故障。为防止无限循环的广播,冗余管理器堵塞一个环口中除测试报文之外的所有报文,从而将环网转换为线型网络。
使用 MRP 介质冗余协议:
1、在具有最多 50 个设备的环型拓扑中支持 MRP。在含有SCALANCE X-200 和 SCALANCE X-300工业以太网交换机的拓扑中,最多支持100个节点,超过此设备数可能导致通信数据丢失。
2、要在其中使用 MRP 的环只能包括支持此功能的设备。包括支持此功能的非 Siemens设备。
3、所有设备必须通过其环网端口互连。
4、必须在环中的所有设备上激活“MRP”。
5、所有环网端口的连接设置(传送介质/双工)必须设置为全双工和至少 100 Mbps。
6、在环型拓扑中连接的所有设备属于同一个冗余域的成员。
7、环中的一个设备用作冗余管理器,环中的所有其它设备是冗余客户端

XC206-2SFP WEB管理界面MRP环网冗余组态
如果选中“Ring Redundancy”复选框,将启用环网冗余。将使用此页面上设置的环网端口。
环网冗余模式 (Ring Redundancy mode) 。对于MRP环网组态可使用以下模式:
● 针对环网中的至少一台设备,选择“自动冗余检测”或“MRP 自动管理器”。
● 针对环网中的所有其它设备,选择“MRP 客户端”或“自动冗余检测”或“MRP 自动管理器”。
除在交换机WEB管理界面或命令行接口对XC206-2SFP进行MRP冗余环网配置外,如果XC206-2SFP作为IO Device配置在西门子IO Controller下,在STEP7界面也可以进行MRP环网配置:
1、在“网络视图”界面将XC206-2SFP添加作为一个IO设备。

XC206-2SFP TIA Portal界面MRP环网冗余组态
2、在XC206-2SFP“高级选项”属性中找到“介质冗余”,配置介质冗余功能。
XC206-2SFP TIA Portal界面MRP环网冗余组态
3、设置环网端口1及环网端口2

XC206-2SFP TIA Portal界面MRP环网冗余组态
HRP(High Speed Redundancy Protocol)
高速冗余协议
HRP是高速冗余协议(High Speed Redundancy Protocol)的缩写。与MRP类似,交换机通过环网端口互连。其中一台交换机组态为冗余管理器 (RM, Redundancy Manager),其它交换机为冗余客户端。冗余管理器通过测试帧检查环网以确保其没有中断。冗余管理器通过环网端口发送测试帧并检查其它环网端口是否接收到这些测试帧。冗余客户端转发测试帧。如果由于网络中断导致 RM 发送的测试帧无法到达其它环网端口,则 RM将在自身的两个环网端口之间切换并立即将切换情况通知给冗余客户端。环中断或恢复后的重新组态时间最长为 300 ms。
1、 在具有最多 50 个设备的环型拓扑中支持 HRP。在含有SCALANCE X-200 和 SCALANCE X-300工业以太网交换机的拓扑中,最多支持100个节点,超过此设备数可能导致通信数据丢失。
2、 要在其中使用 HRP 的环只能包括支持此功能的设备。例如,这包括下列设备:X-400 工业以太网交换机、X-300 工业以太网交换机、X-200 工业以太网交换机和OSM/ESM。
3、 所有设备必须通过其环网端口互连。
4、 必须将环中一个设备组态为冗余管理器,通过选择“HRP 管理器”(HRP Manager) 设置来执行。
5、 在环中所有其它设备上,必须激活“HRP 客户机”(HRP Client) 或“自动冗余检测”(Automatic Redundancy Detection) 模式。

XC206-2SFP WEB管理界面HRP环网冗余组态
环网冗余模式 (Ring Redundancy mode)
对于HRP环网组态可使用以下模式:
组态 HRP 环网时,必须将其中一个设备设置为 HRP管理器。针对所有其它设备,必须设置“HRP 客户端”或“自动冗余检测”。
备用冗余
(Standby redundancy )
热备功能用于两个 HRP 环网之间的冗余连接。环网中的两个交换机分别连接另一环网的两个交换机。热备功能仅在一个环网交换机中组态。在冗余链路中,两个 HRP 环网通过两个以太网连接相连在一起。要建立备用连接,需将环网中两个相邻设备组态为备用主站或备用从站。

备用冗余HRP环网连接示意

XC206-2SFP WEB管理界面Standby组态

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