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什么是故障安全系统?
故障安全系统,英文名称:Fail-Safe system,是当系统发生故障后能够紧急停止并自动切换到安全状态从而避免对人的伤害、设备的损坏或造成其它财产损失的系统。
各大PLC厂家(比如:西门子、三菱、罗克韦尔)都有自己的故障安全系统,以西门子PLC为例,故障安全系统包括故障安全CPU和故障安全模块,两者之间通过PROFIsafe协议进行安全通信。故障安全CPU执行故障安全程序,对安全输入模块的信号进行监控,并将运算结果输出到故障安全输出模块。
故障安全输入模块可组态成双通道输入,内部集成两个处理器分别监控并评估两个通道的信号状态,只有信号状态符合组态配置时才能正常工作,否则就会钝化;
故障安全输出模块内部集成P开关和M开关,可以组成PP开关或PM开关,从而保证输出的状态与运算结果一致;
PROFIsafe协议可以基于PROFIBUS或PROFINET网络传输,该协议需要在组态时设置CPU和故障安全模块的PROFIsafe地址,并在实际模块上进行分配。
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西门子S7-1200系列PLC的CPU模块可分为:标准型CPU、故障安全型CPU和用于极端环境下的SIPLUS extreme CPU。
标准型CPU模块包括:CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C和CPU1217C。名称中的字母”C”是英文”Compact”的缩写,表示紧凑型。所谓“紧凑型”,是指CPU模块本身集成了输入/输出(I/O)通道。
根据供电方式和数字量输出方式的不同,CPU模块又细分成三种:DC/DC/DC、DC/DC/Relay和AC/DC/Relay。该名称由三部分组成:第一部分表示模块的供电方式,有DC和AC两种。DC表示直流供电,AC表示交流供电;第二部分表示模块数字量输入的供电方式,只有DC一种;第三部分表示数字量输出的方式:有DC和Relay两种。DC表示晶体管输出,Relay表示继电器输出。
CPU模块的上面一排端子包括模块的供电端子、传感器电源输出端子、数字量输入端子和模拟量输入端子;下面端子是数字量输出端子;
左侧有PROFINET网络的接口;中央的预留区域用来插接信号板或通信板、电池板等;
还有一个SD卡插槽,可以插入SIMATIC存储卡,可用作装载存储器或程序卡,或者固件升级。
故障安全型CPU模块是在标准CPU的基础上增加了安全功能,它支持PROFISafe协议,可以于故障安全信号模块进行通信,并能执行用户编写的故障安全程序。故障安全型CPU的名称中多了一个字母"F",是英文“Fail Safe”的缩写,表示“故障安全,比如CPU1212FC。
我的书《西门子S7-1200/1500 PLC SCL语言编程 》的第1章对S7-1200的硬件有详细的介绍,如果你感兴趣的话,可以看看下方的链接。
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西门子S7-1200/1500 PLC SCL语言编程从入门到精通 图书
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If you don't fail now and again, it's a sign you're playing it safe.
如果你没有时不时经历失败,那就说明你在打安全牌。
—伍迪·艾伦(美国导演、编剧、演员)
几千年前,东方的老子提出了福祸相依,也就是失败成功相互依存转化,西方有句俗谚是失败是成功之母,道理都是通的。失败本身是一次敲醒,虽然过程不好受,但是经历后我们会发现自己都被推着往前走了一步,所以从另外一个角度看,失败本身就是阶梯。如果说每个人手里都有一副牌,拿安全和失败的数量都是既定的,如果前面一直打安全牌,眼下看似安逸,实则暗藏危机。☀️
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