西門子6ES71944CA500AA0 西門子6ES71944CA500AA0  

6ES7194-4CA50-0AA0 SIMATIC DP, 連接模塊 用于 digitale(4DO 和 4 DO HF) Elektronikmodule ET 200 PRO, 4xM12 mit 2x M12 簡單 已占用, 2x M12 雙重 已占用

公司名稱：上海朔川電氣設備有限公司

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ET200S電機啟動器的故障安全功能

*文檔: 西門子工程師*本文檔！

• 文獻

• 涉及產品

前言

西門子的故障安全系統提供了盡可能全系列的產品供客戶選擇，ET200S系列產品做為高性價比的一款產品，在分布式IO中一直被廣泛應用，因而也有著全系列相應的故障安全模板滿足各種安全應用的場合，這里介紹的是故障安全型電機啟動器的調試和使用方法，供大家參考。關于ET200S的基本使用方法，這里不再詳細介紹，請參考相關手冊。

1 ET200S 故障安全型電機啟動器模板的硬件單元

ET200S 做為分布式IO系統的從站（或主站）所需要的基本硬件包括：接口模板（IM），電源模板（PS），端子模板（TM）。具體到含有故障安全型電機啟動器模板的應用，還需要如下硬件組件：

表1 故障安全型ET200S 電機啟動器模板組件

2 ET200S的故障安全型電機啟動器的站配置

配置含有故障安全型電機啟動器的ET200S站與配置普通的ET200S站相同，但故障安全系統需要考慮系統的安全等級，這里給出達到SIL3 / category 4 的典型的硬件配置（圖2）：

圖1 配置故障安全型電機啟動器和故障安全電子模板的ET200S站，達到SIL3 / category 4

可以看到，I/O模板以及電機啟動器模板均是故障安全型的。但請注意，DI/DO的電源模板必須是普通的電源模板。且在同一個電源組內，普通的電機啟動器模板與安全型電機啟動器模板不能混合使用，此時需要使用額外的電源模板（PM-D F PROFIsafe）進行隔離。
由于ET200S的配件比較多，選擇起來比較復雜，因而建議使用ET200S配置工具（ET200S CFG Tools）進行硬件的配置，這里給出相應模板的訂貨號信息以供訂貨時參考。

表1 故障安全型電機啟動器模板訂貨信息

3 組態和調試

3.1 軟件組態
我們通過一個實例來介紹如何在STEP7中組態ET200S F 電機啟動器模塊。

所需軟件：
STEP7 V5.4 SP3
Distributed safety V5.4 SP4

3.1.1 STEP7 中的項目

1）首先在STEP7中建立一個S7 400項目，項目名為ET200S_F_MS。

圖2 新建S7 400項目

2）硬件組態
雙擊硬件組態（Hardware），在硬件列表中選擇F型CPU，這里使用的是CPU 416F。注意，由于項目中將使用F型的模板，并且要使用其安全性能，因而這里需要選擇F型的CPU。當然，根據所連接從站的不同，需要選擇CPU是否是只有Profibus接口或者帶有Profinet接口。

圖3 選擇F型CPU

這里我們使用的是Profibus的從站，因而雙擊DP口，新建Profibus網絡。

圖4 新建Profibus 網絡

接下來組態F參數。雙擊CPU，打開屬性頁面。選擇“F Parameters”屬性頁，為安全程序設置密碼。該密碼在修改F程序時會被提示，保護了安全程序不會被沒有*的訪問者隨意修改。（在實例中的密碼設置為“1”）

圖5 為F程序設置密碼

密碼設置后，點擊“OK”，可以看到F參數。這些參數是CPU處理F程序時的基本信息，一般是系統自動分配的，不建議做修改，選擇確認即可。

圖6 系統F參數

接下來選擇“Protection”屬性。同樣，出于保護的需要，需要為故障安全的程序設置程序修改的權限密碼，防止沒有*的訪問者隨意從/向CPU讀/寫故障安全的程序。同時，由于西門子的F型的CPU同時可以做為普通的CPU使用，因而，如果程序中包含故障安全程序時，需要將“CPU contains safety program”激活，否則，CPU就是一款普通的CPU，無法處理故障安全的程序。

圖7 設置CPU讀/寫密碼

接下來組態ET200S的從站。在Profibus DP的硬件目錄下，找到ET200S，選擇接口模板IM151，將其連接到之前建立的Profibus網絡上。其中選擇的電機啟動器以及其電源模板均是故障安全型的。

圖8 組態ET200S從站

下面為每個故障安全模板設置參數。

雙擊ET200S從站上的電源模板PM-D PROFIsafe，可以看到該模板的參數設置。其中：

F_dest_address 是系統自動分配給安全型模板的（這里分配的地址是200），做為故障安全系統處理該模板時的尋址地址，該地址對應的DIP開關設置為：0011001000，在該模板側面有實際的DIP開關，應該按照這里分配的DIP開關進行設置；

F-monitoring time(ms) 是F-CPU監控F I/O模板的通訊時間，一般也是系統自動分配的，但可以按照系統實際配置進行修改。如需修改時，請參考s7fcotib.xls 文件。該文件可以通過西門子進行下載：support.automation.siemens.com

圖9 電機啟動器故障安全型電源模板PM-D F PROFIsafe參數設置

雙擊電機啟動器模塊，設置故障安全參數。
首先是地址參數，這里設置的是I/O地址。

圖10 電機啟動器模塊地址參數設置

接下來打開參數設置頁面。

圖11 安全型電機啟動器參數設置

其中電壓、電流等參數（1）可以根據實際使用的電機的參數進行設置，而其中的一些保護動作（2）也可以根據工業要求進行設定，這里不一一介紹了。
其中與安全相關的設置主要時safety shutdown group（SG）的分配。通過該參數，可以將該電機啟動器模板分配一個電源組，以便進行故障安全的電機電源關斷動作。每一個模板只能分配一個SG，zui多可以分配6個SG。

圖12 安全關斷組的分配

而在故障安全型電機啟動器模板的安裝底板（TM）上，也有一組用于分配SG的跳線，跳線可以插拔，從而進行硬件的SG分配，而通過硬件設置的SG應該與在軟件中分配的SG相*。

圖13 安裝底板（TM）上硬件SG的分配

圖14 SG分配后的底板

分配SG后，可以選擇組診斷。對應故障安全型模板，一般都要求激活診斷選項。

圖15 參數設定結果

據此可以設置其它安全型電機啟動器模板的參數。
然后編譯保存硬件組態。由于之前在CPU的選項中選中了“CPU contains safety program”選項，因而CPU會對故障安全選項進行單獨的編譯，因而編譯時會出現安全程序的編譯進程。如果沒有錯誤，則硬件組態結束。此時，可以先將硬件組態進行下載。

圖16 安全程序的編譯進程

此時，在SIMATIC Manager下，多出了幾個打黃色標簽的FB和DB塊，這些都是編譯后系統生成的安全模塊的參數塊。

3）程序編制
打開SIMATIC Manager，進行程序編制。
首先新建一個功能FC，創建語言選擇F-CALL。

圖17 創建F-CALL

然后創建功能塊FB，創建語言選擇F-FBD。

圖18 創建F-FB

為該FB生成一個背景數據塊，同樣也是F-DB。

圖19 創建背景數據塊F-DB

此時可以編制F的程序了。關于F 型電機啟動器的程序編制非常簡單，只需要控制SG的關斷狀態即可。
雙擊打開F-FB（例子里是FB1）。

圖20 編程控制SG1

在硬件組態中，電源模板PM-D F的輸出地址為0..4，其中第0字節就是對應控制SG的地址，因而可以通過程序控制Q0.0 來控制SG1即可。同樣，Q0.1~Q0.5則對應SG2~SG6。
當然，對于故障安全型的模板，都可能存在因故障導致的“鈍化”，在程序中可以進行監控，以及進行“去鈍化”的操作。關于模板“（去）鈍化”操作，可在相關文檔中查閱相關信息。

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