西门子PLC的F- IO访问

寻址 F- I/O

通过过程映像进行寻址

与标准 I/O 相同，可通过过程映像（PII 和 PIQ ）访问 F-I/O （如，S7- 1500/ET 200MP 故障安全模块）。

在安全程序中，不支持直接读取（通过 I/O 标识“:P” ）输入或写入输出。

更新过程映像

F- I/O 的输入过程映像在 F 运行组开始时进行更新。F- I/O 的输出过程映像在 F 运行组结束时进行更新为更新过程映像而需要在 F-CPU（过程映像）和 F-I/O 之间进行的通信采用了符合 PROFIsafe 的特殊安全协议。

规则:

● 只能在一个 F 运行组中寻址 F-I/O 的通道（通道值和值状态）。第一个编程的寻址定义了 F 运行组的分配。

● 只能通过与通道的数据类型匹配的单位寻址 F-I/O 的通道（通道值和值状态）。

示例：要访问 BOOL 数据类型的输入通道，必须使用“ 输入（位）”(I x.y) 单位。不能通过“ 输入字”(IW x) 单位访问 BOOL 数据类型的 16 个连续输入通道。

● 仅寻址引用实际存在的通道（通道值和值状态）的输入和输出（例如，对于起始地址为 10 的 F-DO 10xDC24V ，仅为用于通道值的输出 Q10.0 至 Q11.1，用于值状态的输入 I10.0 至 I11.1）。请注意，由于特殊安全协议的原因，F- I/O 占用的过程映像区域比 F-I/O 上既有的和已启用的通道（通道值和值状态）所需的区域大。要找出用于存储通道（通道值和值状态）的过程映像区域（通道结构），请参见相关的 F-I/O 手册。

● 对于某些 F-I/O （如，ET 200SP 故障安全模块或 S7-1500/ET 200MP 故障安全模块），可禁用通道。仅对硬件配置中启用的通道（通道值和值状态）进行寻址。如果寻址在硬件配置中禁用的通道，则在编译安全程序时会输出一条警告。

● 对于某些 F-I/O （如，S7- 1500/ET 200MP 故障安全模块或 ET 200MP 故障安全模块），可指定“1oo2 (2v2) 传感器评估”。在这种情况下，将两个通道组成一个通道对，“1oo2 传感器评估” 的结果通常位于通道号较小的通道地址下（请参见相关的 F-I/O 手册）。仅对通道对的该通道（通道值和值状态）进行寻址。如果寻址其它通道，则在编译安全程序时会输出一条警告。

如果在 F-CPU (S7 -300/400) 和 F-I/O 间使用了其它组件（按照用户程序，在 F-CPU (S7 -

300/400) 和 F-I/O 之间复制符合 PROFIsafe 的安全消息帧），则在更改用户编程的复制功

能时，必须测试受复制功能影响的所有安全功能。

值状态（S7- 1200 和 S7- 1500）

值状态是 F-I/O 通道值的附加二进制信息。该值状态输入到过程映像输入 (PII) 中。

值状态提供了有关相应通道值有效性的信息：

● 1 ：为通道输出一个有效的过程值。

● 0 ：输出通道的故障安全值。

只能从同一个 F 运行组访问 F-I/O 的通道值和值状态。

过程数据或故障安全值

何时使用故障安全值？

在以下情况下，安全功能要求在整个 F-I/O 或 F-I/O 的单个通道发生钝化时使用故障安全值 (0)

代替过程数据。此要求适用于数字量通道（数据类型 BOOL ）以及interwetten与威廉的赔率体系 量通道（数据类型 INT

或 DINT）：

● 当 F 系统启动时

● 当在 F-CPU 和 F-I/O 之间使用符合 PROFIsafe 的安全协议进行安全相关的通信期间发生

错误（通信错误）时

● 发生 F-I/O 故障和通道故障（例如断线、短路和差异错误）时

● 只要在 F-I/O DB 中使用 PASS_ON = 1 启用 F-I/O 的钝化

● 只要在 F-I/O DB 中使用 DISABLE = 1 禁用 F-I/O

F - I /O 通道的故障安全值输出

在带有输入的 F- I/O 中进行钝化时，F 系统会在 PII 中为安全程序提供故障安全值 (0)，而不是 F- I/O 故障安全输入未定的过程数据。

在带有输出的 F- I/O 中进行钝化时，F 系统将故障安全值 (0) 输出到故障安全输出端，而非安全程序 PIQ 中的输出值。

重新集成 F - I/O 通道

从故障安全值（0 ）到过程数据的切换（F- I/O 的重新集成）将自动进行或在 F-I/O DB 中用户确认后进行。重新集成的方式取决于以下因素：

● F- I/O 或 F-I/O 通道钝化的原因

● 不带有“ 通道故障确认” 通道参数的 F-I/O 取决于相关 F- IO 数据块 的 ACK_NEC 变量值。

● 带有“通道故障确认” 的通道参数的 F-I/O （例如 F 模块 S7- 1500/ET 200 MP/F 模块 SIMATIC S7- 1200）取决于通道参数值。

要了解使用“RIOforFA - Safety”规约的基于 GSD 的故障安全 DP 从站/基于 GSD 的故障安全 I/O 设备的相关信息，请参见相关文档。

F- I/O DB

在硬件与网络编辑器中组态 F-I/ O 时，将自动为每个 F-I/O 创建一个 F-I/O DB （安全模式下）。F- I/O DB 包含用户可以评估或可以/必须写入到安全程序的变量。不允许在 F-I/O DB 中直接更改变量的初始值。删除 F-I/O 时，也会删除相关的 F-I/O DB 。

访问 F -I/O DB

以下是访问 F-I/O DB 的变量的原因：

● 为了在发生通信错误、F- I/O 故障或通道故障后重新集成 F-I/O

● 要根据安全程序的特殊状态钝化 F-I/O （例如，组钝化）

● 要禁用 F-I/O （例如，组态控制）

● 更改基于 GSD 的故障安全 DP 从站/基于 GSD 的 I/O 设备的参数

● 要评估是否应该输出故障安全值或过程数据

F- I/O DB 的名称和编号

F- I/O DB 的名称由以下部分组成：

● 固定前缀“F”

● F- I/O 的起始地址以及在硬件和网络编辑器或设备视图的 F-I/O 属性中输入的名称（最多为前 24 个字符）。

示例：F00004_F- DI24xDC24V_1

选项“创建不带前缀的 F - I/O DB” （S7- 1200、S7- 1500）

在安全管理编辑器的“ 设置”(Settings)区域中选择选项“ 创建不带前缀的 F-I/O DB”(Creates F- I/O DBs without prefix) 时，名称仅包含以下部分：

● 在硬件和网络编辑器或设备视图的 F-I/O 属性中输入的名称（最多为 117 个字符）

示例：F- DI24xDC24V_1

更改 F - I/O DB 的名称和编号

通过更改在硬件和网络编辑器或设备视图的 F-I/O 属性中输入的名称来更改名称。

可以在相关 F-I/O 的“ 属性/F 参数”(Properties/F- parameters) 选项卡中更改编号。

F- I/O DB 的变量

PASS_ON

例如，PASS_ON 变量支持根据安全程序中的特殊状态启用 F-I/O 的钝化。

在 F-I/O DB 中使用 PASS_ON 变量，只能钝化 F-I/O ，不能进行通道级钝化。

PASS_ON = 1 时，将钝化相关的 F-I/O 。

ACK_NEC

如果 F-I/O 检测到 F-I/O 故障，则会钝化相关的 F-I/O 。如果检测到通道故障，并且组态了通道级钝化，则会钝化相关通道。如果组态了钝化整个 F-I/O ，将钝化相应 F-I/O 的所有通道。

一旦消除 F-I/O 故障或通道故障，将根据 ACK_NEC 重新集成相关 F-I/O ：

● ACK_NEC = 0 时，可指定自动重新集成。

● ACK_NEC = 1 时，可通过用户确认指定重新集成。

ACK_REI

当 F 系统检测到通信错误或 F-I/O 故障时，将钝化相关 F-I/O 。如果检测到通道故障，并且组态了通道级钝化，则会钝化相关通道。如果组态了钝化整个 F-I/O ，将钝化相应 F-I/O 的所有通道。如果在排除故障后重新集成 F-I/O 通道，则需要通过 F-I/O DB 的变量 ACK_REI 的上升沿进行用户确认：

● 每个通信错误后

● 发生 F-I/O 或通道故障后（仅执行参数分配“ 通道故障确认 = 手动”(Channel failure

acknowledgement = manual) 或 ACK_NEC = 1

通道故障后的重新集成将重新集成所有已清除故障的通道。

在变量 ACK_REQ = 1 之前不能进行确认。

在安全程序中，必须通过 ACK_REI 变量为每个 F-I/O 提供用户确认。

IPAR_EN

IPAR_EN 变量对应于 PROFIsafe 总线规约（PROFIsafe 规范 V1.20 及更高版本）中的 iPar_EN_C 变量。

基于 GSD 的故障安全 DP 从站/基于 GSD 的 I/O 设备

要了解在重新分配基于 GSD 的故障安全 DP 从站/基于 GSD 的 I/O 设备的参数时何时必须置位或复位该变量，请查阅 PROFIsafe 规范 V1.20 或更高版本，或者基于 GSD 的故障安全 DP 从站/基于 GSD 的 I/O 设备的相关文档。

请注意，IPAR_EN = 1 时，不会触发相关 F-I/O 的钝化。

如果要在 IPAR_EN = 1 时发生钝化，还必须将变量 PASS_ON 置为 1 。

DISABLE

可以用 DISABLE 变量停用 F-I/O 。

DISABLI = 1 时，将钝化相关的 F-I/O 。

（由于通信错误等）对于该 F-I/O ，安全程序的诊断条目可能不再被输入到 F-C PU 的诊断缓冲区中。

现有诊断条目被标记为离去事件。

QBAD/PASS_OUT/DISABLED/QBAD_I_xx/QBAD_O_xx 和值状态

下表列出了基于所用 F-I/O 和 F-CPU 的通道值和 QBAD 、PASS_OUT、DISABLED 、QBAD_I_xx/QBAD_O_xx 变量及值状态响应的差异。

ACK_REQ

当 F 系统检测到通信错误或 F-I/O 故障或 F-I/O 通道故障时，将钝化相关 F-I/O 或 F-I/O 的各个通道。ACK_REQ = 1 表示重新集成相关 F-I/O 或 F-I/O 的通道需要用户确认。

一旦消除故障后，F 系统将立即设置 ACK_REQ = 1，从而可以执行用户确认。对于通道级钝化，一旦修正通道故障，F 系统会立即设置 ACK_REQ = 1 。对于该故障，可进行用户确认。确认完成后，F 系统将把 ACK_REQ 复位为 0 。

IPAR_OK

IPAR_OK 变量对应于 PROFIsafe 总线规约（PROFIsafe 规范 V1.20 及更高版本）中的

iPar_OK_S 变量。

DIAG

DIAG 变量可提供有关已发生错误或故障的非故障安全信息（1 字节），以用于检修目的。可以通过操作员监视和控制系统读取该信息，也可以在标准用户程序中评估该信息（如果适

用）。DIAG 位将被保存，直到在 ACK_REI 变量上执行确认或自动重新集成。

访问 F- I/O DB 的变量

寻址 F - I/O DB 变量的规则

只能从 F 运行组访问 F-I/O 的 F-I/O DB 的变量，而且该运行组只能是用来访问该 F-I/O 的通道的运行组（如果进行了访问）。

“ 完全资格 DB 访问”

可通过“ 完全资格 DB 访问” 方式访问 F-I/O DB 变量（即，通过指定 F-I/O DB 的名称和指定变量名称）。

评估 QBAD 变量的示例 :

审核编辑：郭婷