芯耀
1.1万
最近有一个朋友第一次使用西门子的安全PLC，由于西门子PLC中跟安全相关的东西基本是英文的，有挺多地方不是很明白，找到我和我一起交流学习了一下。确实，想使用西门子PLC的安全功能，对于一些新手，是需要一点时间。
所有今天有空写一个对于西门子安全PLC使用的简单教程。下面的链接是之前写的1500F CPU与ET200SP安全模块的配置例程配置流程，可以先看看TIA Portal中S7-1500F CPU与ET200SP安全模块的配置例程这一篇文章主要讲ET200SP配置安全输入/输出模块时各参数的详细说明
F-DI模块的F-parameters
1.Manual assignment of F-monitoring time
F-监视时间的是否手动分配选择，一般不勾选，默认使用系统分配的时间。
2.F-monitoring time
F-监视时时间，值范围是1-65535，Manual assignment of F-monitoring time选项不勾选则默认150mm
3.F-source address
F-源地址，PROFIsafe 通信中发送安全数据的源地址，用于数据寻址，值范围是1-65534，取决于 F-CPU 的参数分配
4.F-destinationaddress
F-目标地址，PROFIsafe 通信中接收安全数据的目标地址，实现定向传输。，值范围是1-65534，建议使用F系统分配的值
5/6.F-parameter signature (with addresses)
F-parameter 签名，带地址和不带地址的参数签名，用于校验参数完整性，防止非法篡改。，值范围是0-65535，由F-系统自动计算
7.Behavior after channel fault
通道发生故障后的行为
| 选项 | 含义解释 |
| Passivate the entire module | 禁用整个模块，当该模块的任意一个通道出现故障时，整个模块的所有通道都会被禁用
|
| Passivate channe | 仅故障通道被禁用，其他通道正常运行，在保障安全的前提下最大化模块可用性。 |
8.Reintegration after channel fault
通道故障后的恢复方式
| 选项 | 含义解释 |
| Adjustable | 可配置的恢复策略：支持根据场景自定义单通道或多通道的自动 / 手动恢复规则 |
| All channels automatically | 所有通道自动恢复：故障排除后，模块所有通道自动恢复正常运行（需严格评估安全风险） |
| All channels manually | 所有通道手动恢复：故障后需人工操作才能恢复所有通道的运行（安全性最高，常用于高风险场景） |
9.RlOforFA safety
| 选项 | 含义解释 |
| YES | 启用远程 I/O 模式，支持远程安全设备的通信与控制，适用于分布式安全架构 |
| NO | 不采用远程 I/O 架构来实现工厂自动化场景下的安全通信，安全数据的传输和控制仅在本地架构下进行。 |
10. PROFIsafe mode
PROFIsafe 通信模式为 V2 模式”。PROFIsafe 是西门子的安全通信协议，V2 模式在功能和性能上较早期的 V1 模式有优化，是当前安全通信的主流模式之一，用于保障安全数据传输的可靠性和实时性。
11.PROFIsafe protocol version
PROFIsafe 协议版本
| 选项 | 含义解释 |
| Expanded protocol (XP) | 扩展协议版本，增强了通信可靠性、故障检测能力及功能扩展性。 |
| Loop-back extension (LP) | 回环扩展协议版本，支持回环测试功能，用于验证通信链路的完整性 |
12.F-I/O DB manual number assignment
是否手动分配 F-I/O 数据块（DB）编号。勾选则手动设置F-I/O DB-number不勾选则系统自动分配
13. F-I/O DB-number
F-I/O 数据块的编号。用于存储模块安全 I/O 数据，程序中通过编号调用。
14.F-I/O DB-name
F-I/O 数据块的名称。用于标识数据块，方便程序识别和管理
传感器电源测试
可以测试传感器电源是否短路或者交叉的情况
Short - circuit test（短路测试）
勾选该选项后，系统会对对应传感器电源回路进行短路检测，以判断是否存在短路故障，保障电路安全。
Time for short - circuit test（短路测试时间）
设置短路测试的持续时长
Startup time of sensor after short - circuit test（短路测试后传感器启动时间）
短路测试完成后，传感器需要经过该时长才会启动工作，这样的设置可让电路在测试后有稳定恢复的时间，确保传感器正常运行。
通道参数
Sensor evaluation（传感器评估）
传感器评估方式包含3种传感器评估类型
1oo1评估（loo1 evaluation）
使用一个输入通道，与一个单通道传感器连接，接线如下所示。
loo2 评估-对等（1oo2 evaluation，equivalent）
使用两个输入通道，与一个双通道对等传感器，或与两个单通道传感器连接。模块会对通道组内的两个通道（如通道 0 和通道 4）的输入信号进行对比验证，只有当两个通道的信号符合等效安全判定规则时，才会认为信号有效，以此提高信号采集的安全性与可靠性，避免因单个通道故障导致误判。
loo2 评估-非对等（loo2 evaluation，non-equivalent）
两个通道所连接传感器的电平相反(一个常开触点+一个常闭触点)，即一个为1，另一个为0，接线如下所示。如果模块监测到两个通道信号相同会报警进入钝化状态。
安全模块需要根据应用要求达到的安全等级采取不同的接线方式和参数设置，下表列出了要达到相应安全类别必须满足的最低条件。
Discrepancy behavior
设置当模块检测到通道间信号存在差异时的响应策略
| 选项 | 含义解释 |
| Supply last valid value | 当检测到通道间信号差异时，模块会采用最后一次有效的值作为输出或参与后续逻辑运算的值。这样可以在信号出现短暂差异等异常情况时，保持系统基于之前有效信号的稳定运行，避免因短暂差异导致不必要的波动或误动作。 |
| Supply value 0 | 当检测到通道间信号差异时，模块会输出或采用值 0 参与后续逻辑。值 0 通常对应着安全状态（比如设备停止、阀门关闭等安全相关的状态），确保在信号差异这种可能存在故障的情况下，系统进入安全可靠的状态，保障工业生产等场景的安全。 |
Discrepancy time（差异时间）
设定通道组内两个通道信号允许出现差异的时间阈值。若差异持续时间超过 5 毫秒，模块会判定为异常情况，并触发后续的差异响应行为
Reintegration after discrepancy error（差异错误后的重新集成）
| 选项 | 含义解释 |
| Test 0 - Signal not necessary | 当发生差异错误后，若要重新集成（即让通道恢复正常工作状态），不需要进行 “测试 0 信号” 的操作。也就是说，模块可直接尝试恢复通道的正常工作，无需额外的 0 信号测试步骤来验证通道状态，能更快速地恢复通道功能。 |
| Test 0 - Signal necessary | 当发生差异错误后，若要重新集成，必须进行 “测试 0 信号” 的操作。只有当测试 0 信号通过（即检测到符合要求的 0 信号），通道才会恢复正常工作状态，这种方式更严格，能进一步确保通道在恢复工作时处于可靠的状态，避免因通道异常导致后续问题，但恢复过程相对会多一个测试步骤，耗时稍长。 |
输入模块各点位参数配置
Activated（激活）
-
- 勾选表示该通道处于启用状态，可正常接收和处理输入信号。
Sensor supply（传感器电源）
- 选择 “Sensor supply 0-7”，指定为该通道供电的传感器电源回路，为内部供电，如果选择External sensor supply，则为外部电源，无法勾选电源测试选项
Input delay（输入延迟）
输入信号进入模块后，需经过 设置时间的延迟才会被进一步处理，用于滤除高频干扰，使信号更稳定。
Chatter monitoring（抖动监控）未勾选，即不启用对输入信号 “抖动”（快速无规律波动）的监控功能。
Number of signal changes（信号变化次数）
启用抖动监控，该参数是 “监控窗口” 内允许的信号变化次数阈值。
Monitoring window（监控窗口）
若启用抖动监控，该参数是抖动监控的时间窗口长度，模块会在设置时间内统计信号变化次数，判断是否存在抖动异常。
F-DO模块的F-parameters跟F-DI的基本一致
F-DO模块主要说明一下通道参数
DQ parameters
Maximum test period（最大测试周期）
指模块执行自我测试（如硬件诊断、信号校验等）的最大时间间隔。每设置时间内模块会至少进行一次测试，以确保输出功能的可靠性。
Disable Dark Test (max. SIL2, CAT3, PLe)
未勾选，表示启用 “Dark Test”（暂时禁用测试，一种针对输出模块的隐性故障检测机制）。若勾选，将禁用该测试功能，此时模块的安全等级最高仅能达到 SIL2、CAT3、PLe 级别
（SIL 为安全完整性等级，CAT 为类别，PLe 为性能等级，均是工业安全领域的分级标准）
输出模块各点位参数配置
Activated（激活）
勾选表示该通道处于启用状态，可正常执行输出功能。
Max. readback time, dark test and switch-off test（暂时禁用测试、关断测试的最大回读时间）指在执行暂时禁用测试（检测隐性故障的测试机制）和关断测试（验证输出关断功能的测试）时，模块对输出信号回读验证的最大时间限制。若回读耗时超过设置毫秒，模块会判定为异常。Max. readback time switch on test（接通测试的最大回读时间）
通过该参数，可以设置回读时间。如果超出该时间后没有正确回读信号，则钝化该输出通道。
Activated light test（启用亮灯测试）
针对输出模块显性故障的检测机制（如验证输出导通状态）
Diagnosis: Wire break
断线诊断功能
以上，是我在项目中和手册里总结出来西门子安全输入/输出模块时各参数的含义和用法，可能会存在一些地方我个人理解得有问题，特别是关于安全输入模块的电源短路检测和输出模块的暂时禁用测试的理解，欢迎各位大佬指出和指导不对的地方。
