西門子模塊6ES7317-6FF04-0AB0技術參數

使用 SIMATIC S7-1500 組態故障安全系統 
故障安全自動化系統 
故障安全自動化系統（F 系統）用于具有較高安全要求的系統。F 系統用于控制過程，確
保中斷后這些過程可立即處于安全狀態。也就是說，F 系統用于控制過程，在這些過程中
發生即時中斷不會危害人身或環境。
安全集成 
安全集成是西門子自動化和驅動技術的安全理念所在。
針對安全系統，均采用久經驗證的自動化技術與產品，例如這種情況下的 SIMATIC S7-
1500。安全集成包括完整的安全序列、各種傳感器、執行器和故障安全模塊以及控制
器，通過標準現場總線進行安全相關的通信。除了其實際功能外，驅動器和控制器還處理
安全任務。
帶有 S7-1500 和 ET 200MP 的 SIMATIC Safety F 系統 
下圖顯示了一個帶有 S7-1500、ET 200MP 和 PROFINET IO 的 SIMATIC Safety F 系統
示例。
在 S7-1500/ET 200MP 組態中，故障安全 I/O 模塊和非故障安全 I/O 模塊可混合使用。
故障安全 IO 控制器 (F-CPU) 與： 
● 故障安全模塊交換安全相關數據
● 非故障安全模塊交換非安全相關數據
圖 3-12 故障安全自動化系統 SIMAT

故障安全 I/O 模塊 S7-1500/ET 200MP 
以下故障安全 I/O 模塊可用于 S7-1500/ET 200MP：
● 故障安全數字量輸入模塊檢測安全相關傳感器的信號狀態，并將相應的安全幀發送到
F-CPU。
● 故障安全數字量輸出模塊可控制安全相關任務中的執行器。
帶有故障安全 I/O 模塊的 ET 200MP 組態示例 

硬件和軟件要求 
使用 S7-1500/ET 200MP 故障安全 I/O 模塊：
● 在 S7-1500 中，S7-1500 F-CPU 的固件版本為 V1.7 及以上版本
● 在分布式 ET 200MP 中，S7-1500 F-CPU 的固件版本 V1.5 及以上版本，且所有 FCPU 均可在 TIA Portal 的硬件目錄中選擇
在 ET 200MP 中，故障安全 I/O 支持以下接口模塊：
● IM 155-5 PN ST，固件版本 V3.0.0 及以上版本
● IM 155-5 PN HF，固件版本 V3.0.0 及以上版本
● IM 155-5 DP ST，固件版本 V3.0.0 及以上版本
要組態和編程故障安全 I/O 模塊 S7-1500/ET 200MP ，則需： 
● STEP 7 (TIA Portal) V13 SP1 及以上版本
● 可選包 STEP 7 Safety Advanced V13 SP1 + HSP0086 及以上版本
僅在安全模式下使用 
在安全模式下，只能使用故障安全 I/O 模塊 S7-1500/ET 200MP 。這些模塊不能用于非
故障安全模式（即，標準模式）中。
可達到的安全級別 
故障安全 I/O 模塊中集成有各種安全功能，可用于安全模式。
可以達到下表中的安全級別：
● 在 STEP 7 中，對各種安全功能進行相應的參數設置
● 具有故障安全和非故障安全 I/O 模塊的特定組合
● 按特定方式對傳感器和執行器進行排列和接線
表格 3- 1 安全模式下， S7-1500/ET 200MP 可達到的安全等級
安全模式下的安全級別 
基于 IEC 61508:2010 基于 ISO 13849-1:2015 
SIL3 Cat.3 (PL) Performance Level d 
SIL3 Cat.4 (PL) Performance Level e

西門子模塊6ES7317-6FF04-0AB0技術參數

二.S7-200SMART側編程

1.新建項目，選擇工具-PUT/GET向導，打開配置頁面(圖.3)

圖.3

圖5-39  選擇序列的梯形圖三

2．并行序列的編程

（1）使用STL指令的編程

如圖5-40所示為包含并行序列的功能表圖，由S31、S32和S34、S35組成的兩個序列是并行工作的，設計梯形圖時應保證這兩個序列同時開始和同時結束，即兩個序列的31和S34應同時變為活動步，兩個序列的后一步S32和S35應同時變為不活動步。并行序列的分支的處理是很簡單的，當步S0是活動步，并且轉換條件X0＝1，步S31和S34同時變為活動步，兩個序列開始同時工作。當兩個前級步S32和S35均為活動步且轉換條件滿足，將實現并行序列的合并，即轉換的后續步S33變為活動步，轉換的前級步S32和S35同時變為不活動步。

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是對圖5-40功能表圖采用STL指令編寫的梯形圖。對于并行序列的分支，當S0的STL觸點和X0的常開觸點均接通時，S31和S34被同時置位，系統程序將前級步S0變為不活動步；對于并行序列的合并，用S32、S35的STL觸點和X2的常開觸點組成的串聯電路使S33置位。在圖5-41中，S32和S35的STL觸點出現了兩次，如果不涉及并行序列的合并，同一狀態器的STL觸點只能在梯形圖中使用一次，當梯形圖中再次使用該狀態器時，只能使用該狀態器的一般的常開觸點和LD指令。另外，FX系列PLC規定串聯的STL觸點的個數不能超過8個，換句話說，一個并行序列中的序列數不能超過8個。

圖5-41  并行序列的梯形圖

（2）使用通用指令的編程

如圖5-42所示的功能表圖包含了跳步、循環、選擇序列和并行序列等基本環節。

圖5-42  復雜的功能表圖

如圖5-43所示是對圖5-42的功能表圖采用通用指令編寫的梯形圖。步M301之前有一個選擇序列的合并，有兩個前級步M300和M313，M301的起動電路由兩條串聯支路并聯而成。M313與M301之間的轉換條件為，相應的起動電路的邏輯表達式為，該串聯支路由M313、X13的常開觸點和C0的常閉觸點串聯而成，另一條起動電路則由M300和X0的常開觸點串聯而成。步M301之后有一個并行序列的分支，當步M301是活動步，并且滿足轉換條件X1，步M302與步M306應同時變為活動步，這是用M301和Xl的常開觸點組成的串聯電路分別作為M302和M306的起動電路來實現的，與此同時，步M301應變為不活動步。步M302和M306是同時變為活動步的，因此只需要將M302的常閉觸點與M301的線圈串聯就行了。

圖5-43  使用通用指令編寫的梯形圖

步M313之前有一個并行序列的合并，該轉換實現的條件是所有的前級步(即步M305和M311)都是活動步和轉換條件X12滿足。由此可知，應將M305，M311和X12的常開觸點串聯，作為控制M313的起動電路。M313的后續步為步M314和M301，M313的停止電路由M314和M301的常閉觸點串聯而成。

編程時應該注意以下幾個問題：

1）不允許出現雙線圈現象。

2）當M314變為“1"狀態后，C0被復位（見圖5-43），其常閉觸點閉合。下一次掃描開始時M313仍為“1"狀態（因為在梯形圖中M313的控制電路放在M314的上面），使M301的控制電路中上面的一條起動電路接通，M301的線圈被錯誤地接通，出現了M314和M301同時為“1"狀態的異常情況。為了解決這一問題，將M314的常閉觸點與M301的線圈串聯。

3）如果在功能表圖中僅有由兩步組成的小閉環，如圖5-44a所示，則相應的輔助繼電器的線圈將不能“通電"。例如在M202和X2均為“1"狀態時，M203的起動電路接通，但是這時與它串聯的M202的常閉觸點卻是斷開的，因此M203的線圈將不能“通電"。出現上述問題的根本原因是步M202既是步M203的前級步，又是它的后序步。如圖5-44b所示在小閉環中增設一步就可以解決這一問題，這一步只起延時作用，延時時間可以取得很短，對系統的運行不會有什么影響。

圖5-44  僅有兩步的小閉環的處理

（3）使用以轉換為中心的編程

與選擇序列的編程基本相同，只是要注意并行序列分支與合并處的處理。

（4）使用仿STL指令的編程

如圖5-45所示是對圖5-42功能表圖采用仿STL指令編寫的梯形圖。在編程時用接在左側母線上與各步對應的輔助繼電器的常開觸點，分別驅動一個并聯電路塊。這個并聯電路塊的功能如下：驅動只在該步為“1"狀態的負載的線圈；將該步所有的前級步對應的輔助繼電器復位；指明該步之后的一個轉換條件和相應的轉換目標。以M301的常開觸點開始的電路塊為例，當M301為“1"狀態時，僅在該步為“1"狀態的負載Y0被驅動，前級步對應的輔助繼電器M300和M313被復位。當該步之后的轉換條件X1為“1"狀態時，后續步對應的M302和M306被置位