阅读此文前建议先阅读《工人的安全防线：工业安全标准》、《西门子安全型PLC系统的构建与选型》、《西门子安全IO模块的接线与参数设置》、《编程实例：西门子安全模块的钝化和去钝》。

ET200SP 分布式 IO 系统除 ET200SP 标准模块外，还包含故障安全模块。具有 PROFINET接口的安全 CPU 与配有故障安全模块的 ET200SP IO设备可以实现安全功能。配置过程与标准系统中一样，通过在硬件组态中进行网络连接，并在在线状态下分配从站的设备名称。ET200SP上的故障安全模块还需要在线分配安全目标地址。

在本例程中，将CPU 1511F-1PN 作为 IO 控制器，ET200SP 作为 IO 设备，在上面配置安全IO模块，通过两个设备的 PN 口进行连接。

1 示例所使用的软硬件环境

• TIA Portal V16
• STEP7 Safety V16
• CPU1511F-1PN V2.1 订货号 6ES7 511-1FK01-0AB0
• IM155-6 PN ST V3.3 订货号 6ES7 155-6AU00-0BN0
• ET200SP DI 订货号 6ES7 131-6BF00-0CA0
• ET200SP F-DI 订货号 6ES7 136-6BA00-0CA0
• ET200SP F-DO 订货号 6ES7 136-6DB00-0CA0

2 硬件配置

1、点击“新建项目”输入项目名称（CPU1511F_ET200SP）点击“OK”，完成项目创建

设置项目名称

2、插入 S7-1500站的CPU，注意插入的CPU订货号、版本号尽量要与实际的一致。当使用低版本的TIA Portal时，可能在硬件目录只能找到比实际版本低的CPU，此时可以把CPU版本降级使用，但是高版本新增的功能会受限使用。

添加CPU

3、进入网络视图，从右侧硬件目录中选择IM155-6 PN，并添加到项目中。

添加IM155-6 PN

4、设置CPU的IP地址。添加Profinet 网络PN/IE_1、IP地址、生成Profinet名称。

设置CPU的IP地址

5、设置IM155-6 PN的IP地址，并将其添加到PN/IE_1网络中。

设置IM155-6 PN的IP地址

6、将IM155-6 PN分配给CPU。在网络视图中点击IM155-6 PN图标上的“未分配”，在下拉菜单中选择CPU的网络接口，将IM155-6 PN以从站的形式分配给CPU1511F。

将IM155-6 PN分配给CPU

7、在ET200SP站点中组态F-DI和F-DO模块。

添加安全IO模块

8、设置F-DI的模块参数。我们将Channel 0,4通道作为双通道的急停按钮的输入，评估方式为1oo2，急停按钮的供电为外部供电。设置如下：

IO模块设置

9、在项目树中双击自动生成的“Safety Administration”功能块，在右侧页面中使用安全密码保护并设置安全程序的密码。

设置安全程序密码

10、至此硬件组态已完成，点击“编译”按钮，无报错后点击“下载”按钮，在弹出的“扩展的下载到设备”窗口中，选择“接口/子网的连接”类型为 PN/IE_1，PG/PC接口选择实际连接CPU的网卡（实例是用仿真下载所以选择的是PLCSIM）。点击“开始搜索”按钮，在“选择目标设备”中选中找到要下载的CPU，选中要下载的CPU点击“下载”按钮进行硬件组态下载。

下载组态到CPU

在下载之前系统自动对工程项目进行编译：

编译

在弹出的下载预览窗口中，选择“全部停止”动作，点击“装载”按钮，勾选“全部启动”选项，点击“完成”后CPU将进入RUN模式。

下载选项

装载完成后启动CPU

启动CPU

11、给将IP地址和Profinet名称写入IM155-6 PN模块。在网络视图中选中IM155-6站点，点击鼠标右键中“分配设备名称”。

分配设备名称

在弹出的新对话框中选择待分配的设备名称“io device_1”，点击“更新列表”按钮，然后选中目标设备的MAC地址，点击“分配名称”按钮，

在线查找模块

12、分配完设备名称后,CPU1511F与ET200SP站点的PROFINET通信建立，接下来需要在线分配安全模块F目标地址。首先在网络视图中选中IM155站点，点击鼠标右键中“分配Profisafe地址”。

分配Profisafe地址

在弹出的新对话框中，勾选带有黄色标签的安全模块，点击“Identification”按钮，这时相应模块上的所以指示灯一起闪烁，确认没有错误后勾选右侧确认的框，点击“Assign PROFIsafe addr...”按钮。分配成功后，安全模块状态栏显示‘Assigned’。

分配Profisafe地址

Profisafe地址分配完成

3 软件编程

在TIA Portal中创建和编写安全程序的过程与标准程序几乎相同。 可使用 F-FBD 或 F-LAD 编程语言编写故障安全 FB 和 FC 程序，使用 F-DB 编程语言创建故障安全 DB。 TIA Portal提供了一些可在安全程序中使用的故障安全应用程序块。 编译安全程序时，将自动执行安全检查，并插入用于错误检测和故障响应的其它故障安全块。 这将确保可以检测到故障和错误，并触发适当的响应，以使 F 系统保持在安全状态或进入安全状态。 除安全程序之外，标准用户程序也可以在 F-CPU 上运行。

1、在项目编译完成后，系统会自动生成安全主程序块。

安全主程序块

2、打开安全主程序块FB1，在右侧安全功能库中调用ESTOP1急停功能块，E_STOP输入管脚填写急停开关的硬件地址I0.0，ACK管脚填写故障复位开关的硬件地址I0.1，Q管脚填写Q6.0，ACK_REQ为请求复位状态，分配地址M0.0进行监控

选择安全指令

安全程序

3、点击“编译”按钮，无错误后点击“下载”按钮，在弹出的对话框中选择“全部停止”动作。

下载安全程序

注意：每次更改了安全程序后下载到CPU，CPU都必须切换到STOP状态，因此，当设备正在运行时，请勿执行安全程序的下载动作。

4、打开安全程序块FB1，点击监控按钮，急停信号I0.0为TRUE，表明没有按下急停按钮，故输出Q为TRUE。

监控安全程序

4 模块钝化和去钝

安全IO模块在使用过程中如果检测到故障会进入钝化状态。

如果IO模块上有红灯，即表示该模块有钝化。

在程序中，可以通过访问该安全信号模块的F-I/O DB来读取模块的钝化状态。本例中该F-I/O DB为DB30002,通过观察PASS_OUT和QBAD的位状态，都为true可知模块已经钝化。当导致安全模块钝化的故障（急停按钮开关故障通道DI4输入的接线恢复），F-IO DB中的请求应答信号ACK_REQ变为1，表示故障已经解除请求解钝。

安全IO模块的背景数据块

安全IO模块的背景数据块监控

可以置位ACK_REI，给出应答信号，完成解钝。只有解钝后，在安全程序中才能读到I0.0的输入值状态。这时需要在安全程序块FB1中编程通过M位来置位ACK_REI位，如图4-4所示。 当M0.6上升沿触发后，去钝完成，模块恢复正常。

当然我们也可以在调用“ACK_GL”指令来进行全局解钝，一次即可对所有解除故障的模块进行解钝。

全局解钝

程序中，所有带黄色背景的地址均为安全地址。

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