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目录 前言 .................................................................................................................................................. 3 1 产品概述 ......................................................................................................................................... 15 1.1 概述.................................................................................................................................. 15 1.2 硬件和软件组件................................................................................................................ 18 1.3 S7-1200 故障安全 CPU ................................................................................................... 22 1.3.1 标准 CPU 和故障安全 CPU 之间的行为差异................................................................... 23 1.3.1.1 安全模式........................................................................................................................... 23 1.3.1.2 故障响应........................................................................................................................... 24 1.3.1.3 重启故障安全系统............................................................................................................ 26 1.3.1.4 固件更新........................................................................................................................... 26 1.4 S7-1200 故障安全信号模块 (SM) .................................................................................... 27 1.4.1 概述.................................................................................................................................. 27 1.4.2 SM 1226 F-DI 16 x 24 V DC............................................................................................ 28 1.4.3 SM 1226 F-DQ 4 x 24 V DC ............................................................................................ 29 1.4.4 SM 1226 F-DQ 2 x 继电器............................................................................................... 31 2 新功能 ............................................................................................................................................. 33 3 入门指南 ......................................................................................................................................... 35 3.1 示例简介........................................................................................................................... 35 3.1.1 教学视频........................................................................................................................... 35 3.1.2 组态和编程要求................................................................................................................ 36 3.1.3 示例结构和任务定义 ........................................................................................................ 37 3.1.4 步骤.................................................................................................................................. 38 3.2 组态.................................................................................................................................. 41 3.2.1 简介.................................................................................................................................. 41 3.2.2 第 1 步：组态 S7-1200 CPU 1212FC、CPU 1214FC 或 CPU 1215FC......................... 42 3.2.3 第 2 步：组态用于用户确认、反馈电路和启动按钮的故障安全 CPU 标准数字输入....... 45 3.2.4 第 3 步：组态用于连接紧急停止开关、行程开关以及激光扫描仪的 SM1226 F-DI 16 x 24 V DC.................................................................................................................... 46 3.2.5 步骤 4：组态 SM 1226 F-DQ 4 x 24 V DC 以连接电机................................................... 55 3.2.6 总结：组态硬件................................................................................................................ 58 3.3 编程.................................................................................................................................. 59 3.3.1 简介.................................................................................................................................. 59 3.3.2 步骤 5：指定安全程序的集中设置 ................................................................................... 62 3.3.3 步骤 6：创建 F-FB........................................................................................................... 65 3.3.4 步骤 7：安全门功能编程.................................................................................................. 66 目录 S7-1200 功能安全手册 10 设备手册, V4.2, 09/2016, A5E38761909-AA 3.3.5 步骤 8：急停功能编程 ..................................................................................................... 68 3.3.6 步骤 9：反馈监视编程 ..................................................................................................... 71 3.3.7 步骤 10：对用户确认进行编程以重新集成故障安全 SM ................................................. 73 3.3.8 步骤 11：主安全块编程 ................................................................................................... 75 3.3.9 步骤 12：编译安全程序 ................................................................................................... 76 3.3.10 步骤 13：将完整的安全程序下载至故障安全 CPU 中并激活安全模式............................ 77 4 故障安全信号模块 (SM) 应用 .......................................................................................................... 81 4.1 数字量输入应用................................................................................................................ 83 4.1.1 选择数字量输入应用 ........................................................................................................ 85 4.1.2 应用 1 和 2：单个传感器的 1oo1 评估 ............................................................................ 86 4.1.3 应用 3 和 4：单个传感器的 1oo2 评估 ............................................................................ 87 4.1.4 应用 5 和 6：独立对等传感器的 1oo2 评估..................................................................... 88 4.1.5 应用 7 和 8：3 线制非对等传感器电路的 1oo2 评估....................................................... 89 4.1.6 应用 9 和 10：4 线制非等对等感器电路的 1oo2 评估..................................................... 90 4.2 数字量输出应用................................................................................................................ 91 4.2.1 选择数字量输出应用 ........................................................................................................ 92 4.2.2 应用 1：直连式 SIL 等级执行器接线 ............................................................................... 93 4.2.3 应用 2：外部接触器接线：独立的 P 和 M 控制接触器.................................................... 93 4.2.4 应用 3：外部接触器接线：P 与 M 并联........................................................................... 94 4.2.5 应用 4：外部接触器接线：各接触器的独立输出通道...................................................... 94 4.2.6 应用 5：控制外部接触器的继电器通道的独立电路.......................................................... 95 4.2.7 应用 6：直连式 SIL 等级执行器接线 ............................................................................... 95 4.2.8 应用 7：直连式 SIL 等级执行器接线，接通两根负载导线 .............................................. 96 5 故障安全 CPU 和信号模块 (SM) 安装 ............................................................................................. 97 5.1 S7-1200 故障安全模块的安装与拆卸............................................................................... 97 5.1.1 S7-1200 故障安全模块的安装尺寸 .................................................................................. 97 5.1.2 S7-1200 故障安全设备安装指南...................................................................................... 99 5.1.3 安装与拆卸安全规则 ...................................................................................................... 102 5.1.4 安装与拆卸 S7-1200 FC CPU........................................................................................ 104 5.1.5 安装和拆卸信号模块 (SM).............................................................................................. 106 5.1.6 拆卸和重新安装 S7-1200 端子板连接器........................................................................ 108 5.2 故障安全系统电气设计规则 ........................................................................................... 109 5.2.1 安全功能超低电压要求（电源和其它系统组件）........................................................... 109 5.2.2 功率预算......................................................................................................................... 110 5.2.2.1 将电源连接到 S7-1200 系统 .......................................................................................... 110 5.2.2.2 功率要求计算实例.......................................................................................................... 112 5.2.2.3 计算功率要求 ................................................................................................................. 115 5.2.3 故障安全模块的电气特性和端子分配............................................................................. 117 5.3 控制系统接线准则.......................................................................................................... 118 5.3.1 接地和接线准则.............................................................................................................. 118 5.3.2 对 S7-1200 系统进行接地.............................................................................................. 119 目录 S7-1200 功能安全手册 设备手册, V4.2, 09/2016, A5E38761909-AA 11 5.3.3 对 S7-1200 系统进行接线.............................................................................................. 120 5.3.4 灯负载的使用准则.......................................................................................................... 122 5.3.5 感性负载的使用准则 ...................................................................................................... 122 5.4 维护准则......................................................................................................................... 125 6 故障安全信号模块 (SM) I/O 组态 ................................................................................................... 127 6.1 组态故障安全 SM I/O 属性............................................................................................. 127 6.2 组态公共 F 参数 ............................................................................................................. 128 6.3 组态 SM 1226 F-DI 16 x 24 V DC DI 和通道参数.......................................................... 130 6.4 组态 SM 1226 F-DQ 4 x 24 V DC DQ 和通道参数........................................................ 135 6.5 组态 SM 1226 F-DQ 2 x 继电器 DQ 和通道参数........................................................... 137 7 故障安全信号模块 (SM) 诊断......................................................................................................... 139 7.1 对故障的响应 ................................................................................................................. 139 7.2 故障诊断......................................................................................................................... 143 7.2.1 启动时执行的诊断.......................................................................................................... 144 7.2.2 通过 LED 显示诊断情况................................................................................................. 145 7.2.3 故障类型、原因及更正措施............................................................................................ 153 A 技术规范 ....................................................................................................................................... 159 A.1 通用技术规范 ................................................................................................................. 159 A.1.1 遵守的标准..................................................................................................................... 159 A.1.2 故障安全标准和认证 ...................................................................................................... 159 A.1.3 PROFIsafe 兼容性 ......................................................................................................... 159 A.1.4 标准和认证..................................................................................................................... 160 A.1.4.1 常规认证......................................................................................................................... 160 A.1.4.2 工业环境......................................................................................................................... 163 A.1.5 电磁兼容性..................................................................................................................... 164 A.1.5.1 浪涌抗扰度..................................................................................................................... 166 A.1.6 运输和存储条件.............................................................................................................. 167 A.1.7 机械和气候环境条件 ...................................................................................................... 168 A.1.7.1 环境条件......................................................................................................................... 168 A.1.8 有关防护类别、防护等级和额定电压的信息.................................................................. 169 A.1.8.1 污染等级和过压类别符合 IEC 61131-2 .......................................................................... 169 A.1.8.2 符合 EN 61131-2 的保护等级 ........................................................................................ 169 A.1.8.3 防护等级 IP20 ................................................................................................................ 169 A.1.8.4 额定电压......................................................................................................................... 170 A.1.9 反向电压保护 ................................................................................................................. 171 A.1.10 DC 输出.......................................................................................................................... 171 A.1.11 继电器电气使用寿命 ...................................................................................................... 172 A.1.12 内部 CPU 内存保持性.................................................................................................... 174 A.1.13 过压类别 III..................................................................................................................... 174 目录 S7-1200 功能安全手册 12 设备手册, V4.2, 09/2016, A5E38761909-AA A.2 故障安全 CPU 技术规范 ................................................................................................ 176 A.2.1 故障安全增补/例外内容.................................................................................................. 176 A.2.1.1 应用领域......................................................................................................................... 176 A.2.1.2 “READ_DBL”和“WRIT_DBL”的使用限制 ....................................................................... 176 A.2.1.3 组态数据块保持特性时的限制........................................................................................ 176 A.2.1.4 故障概率......................................................................................................................... 177 A.2.1.5 Web 服务器.................................................................................................................... 177 A.2.1.6 对 S7-1200 故障安全 CPU 使用存储卡 ......................................................................... 181 A.2.1.7 备份和恢复故障安全 CPU.............................................................................................. 182 A.2.1.8 故障安全 CPU 的密码.................................................................................................... 182 A.2.2 PROFINET 接口 X1 端口引脚分配................................................................................ 183 A.2.3 CPU 1212FC.................................................................................................................. 185 A.2.3.1 一般参数与功能.............................................................................................................. 185 A.2.3.2 CPU 1212FC 支持的定时器、计数器和代码块 ............................................................. 187 A.2.3.3 数字量输入与输出.......................................................................................................... 192 A.2.3.4 模拟量输入..................................................................................................................... 194 A.2.3.5 CPU 1212FC 接线图...................................................................................................... 197 A.2.4 CPU 1214FC.................................................................................................................. 201 A.2.4.1 一般参数与功能.............................................................................................................. 201 A.2.4.2 支持的定时器、计数器和代码块.................................................................................... 203 A.2.4.3 数字量输入与输出.......................................................................................................... 208 A.2.4.4 模拟量输入..................................................................................................................... 210 A.2.4.5 CPU 1214FC 接线图...................................................................................................... 213 A.2.5 CPU 1215FC.................................................................................................................. 217 A.2.5.1 一般参数与功能.............................................................................................................. 217 A.2.5.2 支持的定时器、计数器和代码块.................................................................................... 219 A.2.5.3 数字量输入与输出.......................................................................................................... 224 A.2.5.4 模拟量输入与输出.......................................................................................................... 226 A.2.5.5 CPU 1215FC 接线图...................................................................................................... 230 A.3 故障安全信号模块 (SM) 技术数据.................................................................................. 233 A.3.1 故障安全信号模块 (SM)................................................................................................. 233 A.3.2 SM 1226 F-DI 16 x 24 V DC.......................................................................................... 233 A.3.2.1 属性................................................................................................................................ 233 A.3.2.2 用户数据空间 ................................................................................................................. 234 A.3.2.3 规范................................................................................................................................ 235 A.3.2.4 接线图 ............................................................................................................................ 238 A.3.3 SM 1226 F-DQ 4 x 24 V DC.......................................................................................... 240 A.3.3.1 属性................................................................................................................................ 240 A.3.3.2 用户数据空间 ................................................................................................................. 240 A.3.3.3 规范................................................................................................................................ 241 A.3.3.4 熔断器和电子器件过载保护 ........................................................................................... 244 A.3.3.5 切换负载......................................................................................................................... 244 A.3.3.6 接线图 ............................................................................................................................ 246 A.3.4 SM 1226 F-DQ 2 x 继电器............................................................................................. 248 目录 S7-1200 功能安全手册 设备手册, V4.2, 09/2016, A5E38761909-AA 13 A.3.4.1 属性................................................................................................................................ 248 A.3.4.2 用户数据空间 ................................................................................................................. 248 A.3.4.3 规范................................................................................................................................ 249 A.3.4.4 继电器输出电路.............................................................................................................. 252 A.3.4.5 触点开关性能和使用寿命 ............................................................................................... 253 A.3.4.6 接线图 ............................................................................................................................ 254 A.4 随附产品......................................................................................................................... 256 A.4.1 PM1207 电源模块.......................................................................................................... 256 B 订购信息 ....................................................................................................................................... 257 B.1 故障安全 CPU................................................................................................................ 257 B.2 故障安全信号模块 (SM) ................................................................................................. 257 B.3 其它模块......................................................................................................................... 257 B.4 备件和其它硬件.............................................................................................................. 258 B.5 故障安全端子排备件套件 ............................................................................................... 259 B.6 编程软件......................................................................................................................... 260 C 故障安全响应时间 ......................................................................................................................... 261 C.1 最大系统响应时间.......................................................................................................... 261 C.2 SM 1226 F-DI 16 x 24 VDC 的响应时间参数 ................................................................ 262 C.3 SM 1226 F-DQ 4 x 24 VDC 的响应时间参数................................................................. 264 C.4 SM 1226 F-DQ 2 x 继电器的响应时间参数 ................................................................... 265 术语表 ........................................................................................................................................... 267 索引 .............................................................................................................................................. 275
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