TIA Portal V19新功能特性---共享设备(一台安全plc解决整个线体的安全io和安全报文,免去使用安全继电器的不便)

前言

  随着西门子博图版本的不断迭代和更新，TIA Portal V19版本也于2023年末正式发布，新版本的TIA Portal软件在自动化工程设计、编程效率、运动控制、Cloud、多用户协作、硬件和软件集成以及新技术集成等方面具有显著的优势和功能提升。

功能介绍

  实际上，从TIA Portal V18开始就支持共享设备功功能，具体是指在一个项目内，一个IO 从站控制器（如IM 155-5 PN ST）可以同时最多被2个S7-1500控制器进行控制和访问。经过版本的迭代，从V19开始该功能得到了进一步的升级和完善，今天我将主要就新版本的“共享设备”功能进行介绍，并以实战的演练方式俩呈给大家。

项目组态和测试

测试条件

首先在使用该功能前，需要先确保满足以下两个条件：

üSTEP 7 (TIA Portal) V19；

üIO 控制器支持共享设备功能，如CPU 固件版本在V3.0及以上版本；

基于远程IO从站的测试

1.启动并创建项目

  启动 TIA Portal V19软件，并创建“FirstPro”项目，同时插入“PLC_1”和“PLC_2”，如图1所示。为了尽可能贴合现场的实际应用，我们假设PLC_1为故障安全型PLC，负责收集并处理安全输入和输出信号，PLC_2为工艺PLC，负责对工艺设备的控制。



图 1

2.控制器网络及硬件组态

  关于对两台S7 1500 PLC和IO控制器的组态，重点是要将两IO从站模块添至两台PLC的网络接口，和老版本TIA Portal不同的是，通过单击远程IO从站(ET200SP)，然后选择“分配给新的IO控制器”，进而选择对应的PROFINET网络接口，具体如图2所示。



图 2

  在完成PLC控制器的网络分配后，ET200SP从站设备将显示“多重分配”的提示，如图3所示。



图 3

3.远程IO从站组态

  在完成PLC控制器和ET200SP的从站网络组态后，即可以对从站设备的子模块进行访问组态，即建立子模块与S7 1500控制器的从属关系。为了尽可能模拟实际案例应用，在本测试中，我们将安全输入、输出模块连接至PLC_1(安全PLC)，将普通输入、输出模块连接至PLC_2(工艺非安全PLC)，同时对每个IO模块进行地址分配（这里需要注意的是被分配的模块IO地址只会被连接的控制器所识别和访问），具体如下图所示。



图 4

4.数据测试

  在完成硬件组态后，既可以进行下载测试。在本测试中我们选择通过S7-PLCSIM Advanced进行仿真测试。首先分别在两个PLC中编写必要IO映射程序来检验信号的变化，下载完成后，通过对应的监控表及强制表对变量进行操作，结果显示为对应PLC的IO信号均可以被正常赋值和访问，具体如下图5所示。



图 5

基于驱动器报文的测试

  基于上述对IO远程从站的组态，基于同样的道理，针对西门子S120和S210等系列驱动器，我们可以将安全报文和非安全报文分配给对应的PLC控制器（目前还不支持G系列驱动器）。由于驱动器的组态参数和步骤较为繁琐，在这里仅就驱动器的共享设备组态进行简要介绍。

1.创建并组态驱动器

  在“FirstPro”项目基础上，从硬件目录中S系列驱动器任选一款驱动器，这里以S120为例，选择并对该驱动器进行必要的硬件和参数组态，在这里，和组态ET200SP的过程相同，需要将两个PLC控制器同时分配给S120驱动器，如下图6所示。



图 6

2.报文插入和访问对象

  和ET200SP的组态不同，完成伺服驱动器硬件组态后，需要在驱动器报文配置选项选择和插入需要使用的报文，本测试中为了尽可能贴合现场应用，我们选择“105报文”并新增“PROFISafe安全报文30”,同时将报文的通讯伙伴改为PLC_1(安全PLC)，至此完成了驱动器的共享设备组态。如下图所示



图 7

功能优势

  在实际项目的应用中，通过共享设备，可以将远程IO控制器（如ET200SP等）模块进行多重连接定义，实现相同机架上的IO模块被多个控制器进行访问，提高利用率的同时也简化了配置工作，对于编程和调试人员来讲将显得更加灵活。

  其次，对于模块化的设备，尤其是有安全功能需求的应用场景，通过共享设备，我们只需采用一台安全PLC即可完成对所有的安全模块的管理，在降低成本的同时也实现了更加集中化的控制。同样的道理，针对西门子S120控制器，我们可以将项目中组态的安全报文和非安全报文分配给对应的S7 1500控制器，从而实现更加灵活的组态和控制方式。对现在的例如电驱动的项目，现在大量使用安全继电器，接线麻烦，如果全部采用安全plc，成本又上去了。采用共享设备的方式，节省成本，并免去了安全继电器的不灵活。

  最后，我们用一张图来总结共享设备功能的典型应用。