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SIMATIC Safety 故障安全系统   SIMATIC Safety故障安全系统不但可以在机器和人员保护方面（例如，对机床和加工机械的急停设备）进行相应的安全保护，在过程工业（例如，对仪表和控制以及燃烧器的安全 设备进行安全防护）领域也可进行各种安全防护。 警告）。 SIMATIC Safety F 系统用于控制具有安全状态的过程，可通过停机立即达到该状态。此 功能还特别适用于冗余S7-1500HF 系统。 SIMATIC Safety 只能用于控制立即关闭不会造成人身伤害或环境损害的过程。在实现安全应用（包括创建安全相关项目数据）时，必须考虑与应用相关的标准、指令 和准则。特别是，包括描述软件创建过程的标准（例如，IEC 61508-3 或 ISO 13849 1 (S062) 可达到的安全要求   SIMATIC Safety F系统可满足以下安全要求： • 符合 IEC 61508:2010 的安全完整性等级 SIL3 • 符合 ISO13849-1:2015 或 EN ISO 13849-1:2015 的性能等级 (PL) e 和类别 4 26 编程和操作手册,11/2022, A5E33215622-AM 产品概述 1.1 概述 SIMATIC Safety 的功能安全功能安全主要在软件中实现。SIMATIC Safety F 系统会在发生危险事件的情况下使工厂进入安全状态并保持此状态。安全机制主要包含在以下组件中： • F-CPU 中安全相关的用户程序（安全程序）中 • 故障安全输入和输出(F-I/O) 中 F-I/O 可确保现场信息的安全处理（传感器：如，急停按钮、光栅以及用于电机控制的执行器等）。根据安全完整性等级的要求，这些传感器中配备有进行安全处理所需的各种硬件和软件组件。用户仅需对用户安全功能进行编程。过程的功能安全则可通过用户安全功 能或故障响应功能实现。F系统会循环检查安全程序和安全相关数据的完整性。安全相关 数据通过安全相关通信或 F-I/O 访问离开 F运行组时，一般会执行此检查。如果该检查检 测到故障，F 系统会执行故障响应功能，从而关断相关输出，必要时会将 F-CPU 设为STOP 状态。 CPU 说明 如果 F-CPU 由于故障响应功能的原因切换为 STOP 模式，对于冗余 S7-1500HF 系统，会导致主 和 备用 CPU 均进入 STOP 状态。 用户安全功能和故障响应功能的示例   如果压力过大，则 F系统将打开阀门（用户安全功能）。F-CPU 中发生危险故障时，将取消激活所有输出（故障响应功能），并打开阀门，从而使其它执行器也处于安全状态。而 对于非故障 F 系统，则将只打开阀门。 27编程和操作手册, 11/2022, A5E33215622-AM 产品概述   1.2 硬件组件和软件组件 1.2硬件组件和软件组件 SIMATIC Safety 的硬件和软件组件 以下原理图简要介绍了组态和操作 SIMATIC Safety F系统所需的硬件组件和软件组件。 28 编程和操作手册, 11/2022, A5E33215622-AM 产品概述 1.2硬件组件和软件组件 适用于 PROFIBUS DP 的硬件组件 在 PROFIBUS DP 上，SIMATIC Safety F系统中可使用以下故障安全组件： • 带有 DP 接口的 F-CPU，例如 CPU 1516F-3 PN/DP • SIMATIC驱动控制器，例如 CPU 1504D TF • 故障安全输入和输出 (F-I/O)，例如： – ET 200M 中的 S7-300故障安全信号模块 – S7-1500/ET 200MP 故障安全模块 – ET 200SP 故障安全模块 – ET 200S故障安全模块 – ET 200pro 故障安全模块 – ET 200iSP 故障安全模块 – ET 200eco 故障安全 I/O模块（S7-300、S7-400） – 基于 GSD 的故障安全 DP 从设备（光栅和激光扫描仪等） 可以使用标准 I/O 扩展组态。在 PROFIBUS DP 上，SIMATIC Safety F 系统可使用以下 CP/CM 连接分布式 F-I/O： • CP443-5 Extended • CM 1243-5 • CM 1542-5 • CP 1542-5 • SP CM DP 29编程和操作手册, 11/2022, A5E33215622-AM 产品概述   1.2 硬件组件和软件组件 适用于PROFINET IO 的硬件组件 在 PROFINET IO 上，SIMATIC Safety F 系统中可使用以下故障安全组件：• 带有 PN 接口的 F-CPU，例如 CPU 1214FC DC/DC/DC • SIMATIC 驱动控制器，例如 CPU1504D TF • 故障安全输入和输出 (F-I/O)，例如： – ET 200M 中的 S7-300 故障安全信号模块 –S7-1500/ET 200MP 故障安全模块 – ET 200SP 故障安全模块 – ET 200S 故障安全模块 – ET200pro 故障安全模块 – ET 200eco PN 故障安全 I/O 模块 – ET 200AL 故障安全 I/O 模块 –基于 GSD 的故障安全 I/O 设备（光栅、激光扫描仪等） 可以使用标准 I/O 扩展组态。 在 PROFINET IO上，SIMATIC Safety F 系统可使用以下 CP/CM 连接分布式 F-I/O： • CP 443-1 • CP 443-1Advanced-IT • CM 1542-1 适用于中央组态的硬件组件 在 F-CPU（而非HF-CPU）上，可将以下故障安全组件集中用于 SIMATIC Safety F 系统： • S7-300 故障安全信号模块 •S7-1200 故障安全模块 • S7-1500 故障安全模块 • ET 200SP 故障安全模块 • ET 200S 故障安全模块• ET 200pro 故障安全模块（也可用于 CPU 1516proF-2） 可以使用标准 I/O 扩展组态。 30编程和操作手册, 11/2022, A5E33215622-AM 产品概述 1.2 硬件组件和软件组件 STEP 7 Safety可选软件包 本文档对 STEP 7 Safety Advanced V18 和 STEP 7 Safety Basic V18进行了介绍。 STEP 7 Safety 软件可用于对 SIMATIC Safety F 系统进行组态和编程。借助 STEP 7Safety，您可以： • 支持在 TIA Portal 的硬件和网络编辑器中组态 F-I/O • 支持使用 LAD 和 FBD创建安全程序并该安全程序中集成有错误检测功能 • 在 LAD 和 FBD 中编写安全程序的指令（用法和标准用户程序中类似） • 在LAD 和 FBD 中编写具有特定安全功能的安全程序指令 STEP 7 Safety还可提供比较安全程序的功能以及协助您进行系统验收的功能。 警告 必须按本文档所述在 TIA Portal 中组态 F-CPU 和F-I/O 以及编写 F 块。必须遵守“系统验 收 (页 383)”部分中介绍的所有方面，以确保 SIMATIC SAFETY系统可实现安全操作。不 允许使用其他规程。 (S056) 除 STEP 7 Safety 外，还可以将可选软件包与 F-I/O 和F-CPU 结合使用，以及使用相关指令 在 SIMATIC Safety F系统中通过特殊安全功能对安全程序进行编程。例如，SINUMERIK 或 故障安全 HMI 移动面板。在特定可选软件包的文档中对安装、参数分配、编程以及系统验收需要注意的重要事项进 行了介绍。 另请参见“SIMATIC Safety F系统支持的配置 (页 72)”中的说明。 TIA Portal 云连接器 警告 SCADA TIA Portal 云连接器仅适用于采用TIA Portal 的工程。即，不允许在生产运行过程中进行 在线访问（例如 ）。对于安全程序，尤其如此。 (S068) 31编程和操作手册, 11/2022, A5E33215622-AM 产品概述   1.2 硬件组件和软件组件 Openness32 作为 STEP 7 Safety 的一部分，Openness(https://support.industry.siemens.com/cs/ww/zh/view/109798533)支持下列功能。在生 产运行中，不允许使用 Openness。 作为 STEP 7 Safety 的一部分，支持以下内容： •插入/移除 F-CPU 和 F-I/O • 从模板复制/删除 F-CPU 和 F-I/O • 编译硬件 • 编译软件（包括安全程序）• 处理对安全相关的项目数据的访问保护（适用于未通过项目保护进行保护的 TIA 项 目） • 读取/组态 F-CPU 的故障安全参数• 读取/组态 F-IO 的故障安全参数 • 读取/组态 ET 200SP 的故障安全模块 • 读取、声明或删除 PLC变量表中的故障安全变量 • 将项目更新为*新类型的 F 块 • 一致的站上传 • 导出和导入 F 块和 F 型 PLC 数据类型(UDT) • 硬件和软件的比较 • 版本控制接口 (VCI) 支持 • 读取安全程序的 PLC 在线识别码