西門子模塊6ES7521-1BP00-0AA0

TIA Portal編程環(huán)境下專有技術(shù)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

1. 概述

TIA Portal為程序塊提供 KNOW_HOW_PROTECT 保護(hù)功能。如果沒有使用正確密碼打開使用此保護(hù)功能的塊時(shí)，僅塊接口參數(shù) Input、Output、 InOut 、Static 和塊注釋可見，而無法顯示接口參數(shù)Temp、Constant、程序代碼和網(wǎng)段注釋。此時(shí)被保護(hù)的程序塊也不能被修改。若使用正確的密碼打開程序塊時(shí)，可以顯示所有的接口參數(shù)、注釋和程序代碼。此時(shí)被保護(hù)的程序塊是可以被修改。

各控制器所支持的程序塊保護(hù)的功能如表1-1所示。

表1-1不同控制在STEP 7（TIA Portal）下所支持的程序塊保護(hù)功能

2. 硬件和軟件需求

 硬件：CPU315-2PN/DP  V3.2

 軟件：TIA Portal V13  Update 6 

3. 配置步驟

3.1 組態(tài)S7-300站

打開TIA Portal V13切換到項(xiàng)目視圖，新建一個(gè)名為FB1_PROTECT的項(xiàng)目，在此項(xiàng)目下雙擊“添加新設(shè)備"選項(xiàng)添加一個(gè)名為PLC_1的S7-300站，并選擇CPU的類型為CPU315-2PN/DP。插入后CPU的以太網(wǎng)接口保持缺省的值（缺省IP：192.168.0.1，缺省子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0）。完成后選擇菜單“項(xiàng)目 > 保存"保存硬件配置。

編寫FB1功能塊

雙擊項(xiàng)目樹下 “PLC_1 > 程序塊>添加新塊"，在彈出的添加新塊的窗口中選擇要添加的塊，類型為FB（函數(shù)塊）；編程語言為LAD；塊的名稱為“PROTECT_FB1"。點(diǎn)擊“確定"按鈕就創(chuàng)建了FB1塊且同時(shí)進(jìn)入其程序編輯器環(huán)境。

定義FB1的接口區(qū)：接口變量x、y、k、b和Temp1的數(shù)據(jù)類型都為整型，x為Input參數(shù)；y為Output參數(shù)；k和b為Constant參數(shù)；Temp1為Temp參數(shù)，如圖1-1所示。

控制器 (CPU) 可執(zhí)行各種用戶程序?？刂破髦屑捎邢到y(tǒng)電源，可通過背板總線為所連模塊進(jìn)行供電。
所有 SIMATIC S7-1500 控制器都提供有故障安全型。要在 TIA Portal 中使用安全功能時(shí)，需要安裝選件包“STEP
7 Safety Advanced"。
在工廠調(diào)試過程中，可直接在顯示屏上更改 CPU 的 IP地址，大幅節(jié)省了時(shí)間和成本。維修時(shí)，通過快速訪問
診斷報(bào)警，顯著減少工廠停工時(shí)間。
SIMATIC S7-1500 的所有 CPU 變量都具有強(qiáng)大跟蹤功能，可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置和控件的高效調(diào)試和快速優(yōu)化。
SIMATIC S7-1500 控制器還支持以下功能：
• 通過以太網(wǎng)/PROFINET 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
• 通過 PROFIBUS 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信
• HMI 通信
• Web 服務(wù)器，工藝功能，系統(tǒng)診斷，集成保護(hù)功能
• 使用 F-CPU 時(shí)，還支持安全模式
SIMATIC S7-1500 可集成各種不同類型的 CPU，可通過 I/O、通信和工藝功能模塊進(jìn)行擴(kuò)展。例如，如果 CPU 1511-1 PN 的存儲(chǔ)器和性能可滿足要求，亦可通過 
PROFIBUS 和 PROFINET 通信模塊對其進(jìn)行快速擴(kuò)展。除緊湊型 CPU 之外，還可通過工藝模式提供各種工藝功能。
可根據(jù)具體需要選擇相應(yīng)的 CPU：

要確保工廠的故障安全運(yùn)行，需要編程 SIMATIC S7-1500 的 F-CPU。此時(shí)，需要在 TIA Portal 中安裝選件包“STEP 7 Safety Advanced"。與 TIA Portal 中
一起使用時(shí)，F(xiàn)-CPU 可實(shí)現(xiàn)與各種故障安全
系統(tǒng)的集成：
• 集成安全技術(shù)
• 相關(guān)指令已通過德國技術(shù)監(jiān)督組織認(rèn)證，適用于各種安全應(yīng)用
• 集成安全功能，安全等級(jí)可達(dá) SIL 3 (IEC 62061) 和/或 PL e (EN ISO 13849-1)
• 標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)和安全自動(dòng)化系統(tǒng)采用統(tǒng)一的工程組態(tài)方式
• *簡化了相關(guān)文檔的更改過程
• 標(biāo)準(zhǔn)程序變更后，可對安全程序進(jìn)行驗(yàn)收，也可對安全程序進(jìn)行非更新性驗(yàn)收
信息安全
SIMATIC S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)中集成的安*方案包含從*級(jí)別到塊保護(hù)等各種功能，可有效確保網(wǎng)絡(luò)安全：
防護(hù)等級(jí) 說明
訪問保護(hù) 通過*級(jí)別和集成防火墻，保護(hù)系統(tǒng)防止未經(jīng)*的組態(tài)更改
專有技術(shù)保護(hù) 通過密碼功能，保護(hù)系統(tǒng)防止未經(jīng)*的訪問和算法修改
防拷貝保護(hù) 通過綁定 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上各個(gè)塊和原存儲(chǔ)卡序列號(hào)，保護(hù)系統(tǒng)防止程序復(fù)制
鎖定 CPU 在前蓋上使用密封裝置或鎖具，保護(hù)系統(tǒng)防止未*的訪問
SIMATIC S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)中集成有診斷功能，適用于自動(dòng)化系統(tǒng)的所有層級(jí)。所有 SIMATIC 產(chǎn)品都集成有診斷功能，用于快速檢測系統(tǒng)故障并進(jìn)行排除故障。
TIA Portal 中采用統(tǒng)一的顯示機(jī)制，可確保 HMI 、Web 服務(wù)器及 CPU 顯示屏中使用相同的純文本形式顯示錯(cuò)誤消息。

顯示診斷信息
硬件設(shè)備中標(biāo)配監(jiān)視功能。
可在整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)進(jìn)行診斷，而不受總線限制。
以純文本格式輸入、歸檔和記錄報(bào)警中的錯(cuò)誤原因
自動(dòng)確定錯(cuò)誤所在位置
報(bào)警可組態(tài)
工廠范圍內(nèi)，系統(tǒng)狀態(tài)統(tǒng)一顯示
即使 CPU 處于 STOP 模式，也可進(jìn)行工廠故障實(shí)時(shí)檢測并立即顯示在顯示設(shè)備上。這樣，可確保系統(tǒng)診斷與工廠的實(shí)際狀態(tài)相同。
輸入/輸出
I/O 模塊可用作控制器與過程之間的接口?？刂破魍ㄟ^傳感器和執(zhí)行器檢測當(dāng)前的過程狀態(tài)，并觸發(fā)相應(yīng)的響應(yīng)。

數(shù)字量和模擬量模塊可作為相應(yīng)任務(wù)中的輸入/輸出。
輸入/輸出模塊可以分為不同的功能類別。
輸入/輸出模塊的功能類別
下表列出了不同功能類別輸入/輸出模塊的特性和技術(shù)規(guī)范。
功能類別
高速型 (HS) 適用于超高速應(yīng)用的模塊
輸入延時(shí)時(shí)間極短
轉(zhuǎn)換時(shí)間極短
支持等時(shí)同步模式
高性能型 (HF) 應(yīng)用極為靈活 帶有模擬量模塊
尤其適用于復(fù)雜應(yīng)用 • 高精度 (<0.1%)
支持按通道進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 • 高共模電壓；必要時(shí)，可進(jìn)行單通
支持按通道進(jìn)行診斷 道隔離
支持附加功能
標(biāo)準(zhǔn)型 (ST) 價(jià)格適中 帶有模擬量模塊
支持按負(fù)載組/模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 • 通用模塊
支持按負(fù)載組/模塊進(jìn)行診斷 • 精度 = 0.3%
• 共模電壓約為 10V 到 20V
基本型 (BA) 經(jīng)濟(jì)實(shí)用型基本模塊
無參數(shù)設(shè)置
無診斷功能

西門子模塊6ES7521-1BP00-0AA0

數(shù)字量信號(hào)板

通過信號(hào)板 (SB, Signal Board) 可以給 CPU 增加 I/O。提供所有 SIMATIC S7-1200 控制器的低成本有效擴(kuò)展，同時(shí)保持原有空間, SB 連接在 CPU 的前端。

SB 1221 200KHZ數(shù)字量輸入接線

① 僅支持源型輸入

SB 1222 200KHZ數(shù)字量輸出接線

① 對于源型輸出將負(fù)載連接到“-"端（如圖示）；對于漏型輸出將負(fù)載連接到“+"端

SB 1223 200KHZ數(shù)字量輸入/輸出接線

① 僅支持源型輸入

② 對于源型輸出將負(fù)載連接到“-"端（如圖示）；對于漏型輸出將負(fù)載連接到“+"端

SB 1223 數(shù)字量輸入/輸出接線

① 僅支持漏型輸入