安全系统常问问题

时间：2021-06-29作者：上海腾希电气技术有限公司浏览：511

安全CPU必须使用安全IO模块吗？普通CPU是否需要安全模块？

答：安全CPU具有标准CPU的所有功能，所以既可以使用安全信号模块也可以使用标准信号模块，但安全功能部分必须使用安全输入、输出模块实现。在不需要达到安全等级的功能上使用标准信号模块。有些故障安全信号模块支持安全和标准两种模式，与普通CPU一起使用时只能操作在普通模式。仅支持安全模式的故障安全模块，不能与普通CPU一起使用。

ET200 分布式IO站点中是否有专门的安全的接口模块？

答：没有专门的安全型接口模块，ET200系列的接口模块分为两类，支持安全模块和不支持安全模块的，可以通过样技术手册来确定是否支持安全模块扩展。

为什么硬件组态中找不到安全信号模块？

答：STEP7 V5.x编程工具需要购买 Distributed Safety V5.4 SP5 软件并安装后才可以组态配置安全模块；
TIA博途中 STEP 7 V1x编程工具需要购买对应版本的STEP7 Safety Advanced V1x或 STEP7 Safety Basic V1x软件包并安装才能配置安全模块。

软冗余系统中能否使用安全模块？

答：软冗余系统中的冗余 DP 从站上不能使用安全信号模块。

安全程序是否可以上载？

答：S7-300/400F CPU 使用STEP7 V5.x 和 Distributed Safety V5.4 SP5 下载的项目可以使用STEP7上载，但不可使用博途软件上载。
S7-1200F CPU 不支持上载。
S7-1500/ET200SP F CPU可上载，但需满足3个条件：

CPU 固件在V2.1以上；

项目使用博途软件在V14SP1以上；

下载前，在博途软件中安全管理器—设定—高级设定中激活“使能从CPU一致性上载”功能。

更多的关于安全程序上载的信息请参考故障安全系统组态和编程手册，本文档在*6章中提供了下载链接。

安全模块的输入输出地址是否可以在标准程序中使用？是否可以使用监控表操作、强制安全地址？

答：安全模块的输入输出地址可以在标准程序中读操作，但是不能进行写操作，同样也包括F-DB块中的数据，因此在激活CPU安全模式下也不能使用监控表修改和强制操作。具体可以参考下图说明:


图1 STEP7 V5.x软件中标准程序和安全程序对DB操作的说明


图2 标准程序和安全程序对输入输出模块的地址读写使用

 


图3 TIA Portal软件中标准程序和安全程序对DB操作的说明（只写/只读表示对DB中的同一个数据只能进行一种操作）

为什么安全输入模块的信号指示灯亮，但是地址却监视不到数据？

答：可能的原因

1、模块被钝化

2、安全程序中没编写此模块地址相关的程序

为什么安全信号模块同时占用输入输出地址，而且地址长度大于信号通道数，信号点是如何分配的？

答：西门子故障安全信号模块与故障安全CPU之间的数据交换采用的是PROFIsafe安全通信，除了信号状态外还附加有一些安全措施的数据彼此交换，因此同时占用输入输出地址而且长度会大于信号点数。

举例说明
ET200SP中的数字量输入模块 F-DI 8×24VDC HF 将占用 F-CPU 中的以下地址范围：


x = 模块的起始地址

该模块相应输入通道数据在 F-CPU 中占用已分配输入地址中的以下地址：



ET200SP中的数字量输出模块模块F-DQ 4×24VDC/2A PM HF 将占用 F-CPU 中的以下地址范围：


x = 模块的起始地址

该模块相应输出通道在 F-CPU 中占用已分配输出地址中的以下地址：



为什么在STEP7的安全程序中使用的地址是红色的？

答：提示说明这个地址是一个非安全地址，如M区、普通DB块地址、普通输入输出模块地址等，不是错误。

为什么在STEP7 V5.x 中下载程序时报错，提示安全块不能复制？

答：在STEP7 中，安全程序需要在安全编译器界面编译一致后再进行下载，如下图。


图4 打开安全编译器


图5 编译一致后再下载

如何找到安全程序为安全模块自动创建的F-IO DB？

答：在STEP7 V5.x中，可以通过符号名来查找F-IO DB与F-IO的对应关系。系统自动创建F-IO DB时符号名中默认包含了模块的地址和名称，如下图所示。


图6 STEP7中F-IO DB符号名默认包含模块地址和名称

在TIA Portal软件中，可以直接在安全模块的F-parameters属性中查到。


图7 TIA Portal软件中F-IO DB在F-parameters中直接显示

F-I/O DB 的变量具体说明请参考故障安全系统组态和编程手册，本文档在*6章中提供了下载链接。

怎样读取安全程序用安全编译器编译后的签名和日期时间？

HW Config 中保存并编译硬件配置时，将自动插入并扩展 F 共享 DB（符号名F_GLOBDB）。 F 共享数据块是一个故障安全块，其中包含 F 系统所需的安全程序的所有共享数据，以及附加信息，可以在标准用户程序中评估安全程序的这些数据。

1）在STEP 7中，安全编译器编译后的签名和日期时间存放在F_GLOBDB（F共享DB中，系统自动生成）。该F-DB块无法直接打开，直接可以在标准程序使用：
“F_GLOBDB”.F_PROG_SIG （安全程序的集体签名，DWORD类型）；
“F_GLOBDB”.F_PROG_DAT （安全程序的编译日期，DATE_AND_TIME 数据类型）

2） 在TIA Portal中，S7-300F/400F 系统，安全编译器编译后的签名和日期时间同样存放在F_GLOBDB（程序块->系统块->STEP 7 Safety下）中，且该F-DB可打开，调用如上。
S7-1500F/1200F系统，安全编译器编译后的签名和日期时间存放在RTG1SysInfo（程序块->系统块->STEP 7 Safety下）中,且该F-DB可打开，调用如下：
“F_GLOBDB”.F_SYSINFO.F_PROG_SIG （安全程序的集体签名，DWORD类型）；
“F_GLOBDB”. F_SYSINFO.F_PROG_DAT （安全程序的编译日期，DATE_AND_TIME 数据类型）

F_GLOBDB的具体说明请参考故障安全系统组态和编程手册，本文档在*6章中提供了下载链接。

为什么在 Windows 7 企业版 64 位系统上安装 S7 Distributed Safety V5.4 时会被中止？

如果在 S7 Distributed Safety V5.4 之前先安装 WinCC 会出现错误信息“在 S7 Distributed Safety 程序完全安装之前向导被中止”，按照下面给出的顺序操作。

1.在 Windows 7 的浏览器并选中 C:\Programs(x86)\Common Files\InstallShield\Driver\11
注意：根据设置部分路径可能被隐藏。


图8 找到文件夹路径

2.重新命名文件夹 "11"（任意名称）。
3.安装 S7 Distributed Safety V5.4。
注意： 这时 S7 Distributed Safety V5.4 也创建了一个文件夹 C:\Programs(x86)\Common Files\InstallShield\Driver\11。

4.删除由 S7 Distributed Safety V5.4 创建的 “11” 文件夹 C:\Programs(x86)\Common Files\InstallShield\Driver\11。

5.把在步骤 2 中更改成其他名称的文件夹的文件名更改回 C:\Programs(x86)\Common Files\InstallShield\Driver\11。
注意： 文件夹 "C:\Programs(x86)\Common Files\InstallShield\Driver\11" 中的内容被恢复到 S7 Distributed Safety V5.4 安装之前的内容。

为什么F-CPU进入STOP模式，并且在诊断缓冲区中出现“Data falsification in the safety program ...”消息?

如果安全数据发生毁坏，F-CPU会进入STOP模式，并在诊断缓冲区中会出现下列任一个故障消息:“Data falsification before output to F IO (75D6)”和“Data falsification in the safety program before output to partner F-CPU (75D7)”。

下列的情况可能导致这个现象：

在标准用户程序或一个外部设备（例如，HMI）中写访问某数据，该数据在运行的安全程序中正被读操作，比如：

通过更高**级的中断对标准数据写访问
通过HMI通讯对标准数据写访问
使用时钟标志位
通过更高**级的中断更新PII

硬件组态中安全相关参数被修改，但是仅仅下载硬件组态。

在安全模式未使能的情况下（仅适用于分布式安全STEP7 V5.x环境），修改并下载单个 F 块。

安全程序在多个OBs调用。

当ET200SP/MP的F-IO模块无法分配 F 目标地址时应该检查哪些方面？

如果在给F-IO模块分配F目标地址时，收到提示信息“模块不可用”，需要检查以下几点：

F-IO模块所在分布式从站与F-CPU通信正常。

检查所组态的F-IO模块的订货号和固件版本是否与实际的匹配。

需要STEP 7 V5.5 SP4 和F Configuration Pack V5.5 SP11或更高版本，或者至少 STEP 7 V13 SP1 Update 9 和至少STEP 7 Safety V13 SP1 Update 5。

如果F-IO 使用GSDML配置，则可通过S7-FCT分配F目标地址。

为了分配F目标地址，禁用组态控制（选项预处理）的选项。

如果通过PG或PC进行分配，则PG或PC必须位于站点的同一IP子网中（ET 200MP或ET 200SP）。

确认编码元件可用，且正确插在F-IO模块上。

当使用ET200SP还需要检查额外几点：

站点终端需要加服务模块。

检查是否组态正确的基座单元（黑色或白色基座单元模块）。

确定白色基座单元供电。

确保编码元素的两个部分匹配：
机械编码元件：防止另一种类型的模块插入基本单元。
电子编码元件：包含一个电子存储器，用于存储模块特定的配置数据，如F目的地地址。

确保电子编码元件和F模块出厂设置的放置位置没有改变（同样适用于ET 200MP），见下图:




图9 ET200SP电子编码元件初始位置

程序中如何读取安全F-IO模块进入钝化状态？

在编译硬件组态时，安全系统会为每个F-IO模块自动创建一个F-IO DB。可在程序中评估其中的变量PASS_OUT和QBAD， 如果F-I/O 发生钝化，则变量 PASS_OUT = 1 和 QBAD = 1 。

下图分别是在STEP7和TIA Portal软件中ET200S 4/8 F-DI模块发生故障进入钝化状态时的F-IO DB变量PASS_OUT和QBAD状态。


图10 STEP7中F-IO DB显示安全模块钝化


图11 TIA Portal中F-IO DB显示安全模块钝化

为什么编译时无错误但安全程序显示不一致？

在较少数情况下，安全程序在编译后可能仍然会不一致。

编译后，按照以下步骤获取一致的安全程序：

1.如果可能，设置较新的Safety system version。 使用此参数*安全系统版本（包括F系统模块和自动生成的F模块的版本），选择出现的较高版本。

2.点击 "Clean up" 按钮。

注意 这将删除不同安全程序的系统模块。


图12 修改安全系统版本和清除系统

3.在项目导航中标记项目分别选择"Hardware(rebuild all)"和“Software(rebuild all)”进行编译（通过弹出菜单）。



图13 完全编译

在标准用户程序修改后，S7-1200F/1500F CPU为什么必须在停止模式下载？

以下三个场景描述了下载时需要停机的原因和避免停机的补救措施。
场景 1

描述
如果是安全程序和标准程序之间交换的数据，在这种情形下，标准程序的修改系统有时需要在停机模式下载。

例子
在安全程序中，编写了对标准用户程序里背景数据块中静态变量的读访问，则这个数据块跟安全程序相关联而编译并下载。现在，如果修改相关功能块的接口，则背景数据块也被修改，于是安全程序必须被编译。结果，安全相关的修改需要在停机模式下载。

补救
对于标准用户程序和安全程序之间交换的数据，推荐定义一个特殊数据块（传输数据块），用于交换数据的存储，这个数据块和标准/安全程序都相连接。这样，在标准程序修改时不会改变这些传输数据块，从而不会影响安全程序，反过来也一样。

更多信息
更多信息可从这里获得Programming Guideline Safety for SIMATIC S7-1200/1500，在*3.9章节“标准程序和安全程序的数据交换”。

场景2

描述
安全程序正在多用户环境下工作，如果在标准程序中做以下操作可能需要在停机模式下载。

例子
在本地多用户会话中修改了安全程序，于是直接下载修改的程序到控制器，然后会将改变同步到多用户服务器项目中。如果没有标记产生的F系统块，那么这些F块也不会传递给服务器项目。

下次在多用户服务器项目中做编译和下载标准修改时，F系统块必须再次修改，这个修改会导致下载停机。

补救
仅在多用户服务器项目中下载安全程序的更改。

场景3

描述
工程工作使用安装了不同界面语言的STEP 7(TIA)软件的多种PC机，在标准系统环境中项目语言改变，系统需要故障安区那控制器在停机模式下载程序。

例子
项目有多个项目语言（例如，德，英）

用户A仅安装了英文项目语言，完全编译后保存项目。

用户B安装了德文项目语言。

 在操作过程中，重新编译安全项目，签名没有改变，但是需要在停机模式下载程序。

补救


所有用户需要选择相同的项目语言。可以在TIA Portal 中增加更多的项目语言。


上海腾希电气技术有限公司专注于西门子PLC,V90伺服,V20变频器等, 欢迎致电 13681875601

• 词条

  词条说明

• 对话框中的“常规”选项卡结构

  “另存为新修订版”对话框中的“常规”选项卡结构 - （TIA Portal 项目）“另存为新修订版...”(Save as new revision...) 对话框中，“常规”(General) 选项卡的结构在“常规”(General) 选项卡的视图中，包括以下字段和按钮：字段说明名称 (Name)（只读）：所选全局库的名称将以只读模式显示在“名称”(Name) 字段中（如，t4tia_objec

• 服务器的订阅设置

  服务器的订阅设置使用订阅替代循环查询通过对 PLC 变量进行值监视，也可实现循环查询（轮询）。使用 Subscription：如果 PLC 变量的值发生变化，服务器将通知客户端。参见“OPC UA 客户端”。一台服务器通常监控大量的 PLC 值。因此，服务器定期向客户端发送包含 PLC 变量新值的通知。订阅的优势：服务器启动更快内存利用率更高服务器发送通知的频率创建 Subscription 时，

• 建立 TIA Portal 与 Teamcenter 间的连接

  建立 TIA Portal 与 Teamcenter 间的连接要使用 TIA Portal Teamcenter Gateway，需要使用有效的 Teamcenter 用户信息登录特定的“Teamcenter 服务器”。要求需满足以下要求：TIA Portal 已启动。操作步骤要建立 TIA Portal 与 Teamcenter 间的连接，请按以下步骤操作：在 TIA Portal 的主菜单中，

• 有关组态 PROFINET/工业以太网的信息

  有关组态 PROFINET/工业以太网的信息网络组态规则设备的以太网接口具有一个默认 IP 地址，用户可以更改该地址。IP 地址如果具有通信功能的模块支持 TCP/CP 协议，则 IP 参数可见。通常对于所有以太网模块都是这样。IP 地址由 4 个 0 到 255 之间的十进制数字组成。各十进制数字相互之间用点隔开。示例：140.80.0.2IP 地址包括:IP 子网的地址设备（通常也称为主机或网