西门子模块6ES7521-1BP00-0AA0

TIA Portal编程环境下专有技术保护的实现

1. 概述

TIA Portal为程序块提供 KNOW_HOW_PROTECT 保护功能。如果没有使用正确密码打开使用此保护功能的块时，仅块接口参数 Input、Output、 InOut 、Static 和块注释可见，而无法显示接口参数Temp、Constant、程序代码和网段注释。此时被保护的程序块也不能被修改。若使用正确的密码打开程序块时，可以显示所有的接口参数、注释和程序代码。此时被保护的程序块是可以被修改。

各控制器所支持的程序块保护的功能如表1-1所示。

表1-1不同控制在STEP 7（TIA Portal）下所支持的程序块保护功能

2. 硬件和软件需求

 硬件：CPU315-2PN/DP  V3.2

 软件：TIA Portal V13  Update 6 

3. 配置步骤

3.1 组态S7-300站

打开TIA Portal V13切换到项目视图，新建一个名为FB1_PROTECT的项目，在此项目下双击“添加新设备"选项添加一个名为PLC_1的S7-300站，并选择CPU的类型为CPU315-2PN/DP。插入后CPU的以太网接口保持缺省的值（缺省IP：192.168.0.1，缺省子网掩码：255.255.255.0）。完成后选择菜单“项目 > 保存"保存硬件配置。

编写FB1功能块

双击项目树下 “PLC_1 > 程序块>添加新块"，在弹出的添加新块的窗口中选择要添加的块，类型为FB（函数块）；编程语言为LAD；块的名称为“PROTECT_FB1"。点击“确定"按钮就创建了FB1块且同时进入其程序编辑器环境。

定义FB1的接口区：接口变量x、y、k、b和Temp1的数据类型都为整型，x为Input参数；y为Output参数；k和b为Constant参数；Temp1为Temp参数，如图1-1所示。

控制器 (CPU) 可执行各种用户程序。控制器中集成有系统电源，可通过背板总线为所连模块进行供电。
所有 SIMATIC S7-1500 控制器都提供有故障安全型。要在 TIA Portal 中使用安全功能时，需要安装选件包“STEP
7 Safety Advanced"。
在工厂调试过程中，可直接在显示屏上更改 CPU 的 IP地址，大幅节省了时间和成本。维修时，通过快速访问
诊断报警，显著减少工厂停工时间。
SIMATIC S7-1500 的所有 CPU 变量都具有强大跟踪功能，可实现驱动装置和控件的高效调试和快速优化。
SIMATIC S7-1500 控制器还支持以下功能：
• 通过以太网/PROFINET 进行数据通信
• 通过 PROFIBUS 进行数据通信
• HMI 通信
• Web 服务器，工艺功能，系统诊断，集成保护功能
• 使用 F-CPU 时，还支持安全模式
SIMATIC S7-1500 可集成各种不同类型的 CPU，可通过 I/O、通信和工艺功能模块进行扩展。例如，如果 CPU 1511-1 PN 的存储器和性能可满足要求，亦可通过 
PROFIBUS 和 PROFINET 通信模块对其进行快速扩展。除紧凑型 CPU 之外，还可通过工艺模式提供各种工艺功能。
可根据具体需要选择相应的 CPU：

要确保工厂的故障安全运行，需要编程 SIMATIC S7-1500 的 F-CPU。此时，需要在 TIA Portal 中安装选件包“STEP 7 Safety Advanced"。与 TIA Portal 中
一起使用时，F-CPU 可实现与各种故障安全
系统的集成：
• 集成安全技术
• 相关指令已通过德国技术监督组织认证，适用于各种安全应用
• 集成安全功能，安全等级可达 SIL 3 (IEC 62061) 和/或 PL e (EN ISO 13849-1)
• 标准自动化系统和安全自动化系统采用统一的工程组态方式
• *简化了相关文档的更改过程
• 标准程序变更后，可对安全程序进行验收，也可对安全程序进行非更新性验收
信息安全
SIMATIC S7-1500 自动化系统中集成的安*方案包含从*级别到块保护等各种功能，可有效确保网络安全：
防护等级 说明
访问保护 通过*级别和集成防火墙，保护系统防止未经*的组态更改
专有技术保护 通过密码功能，保护系统防止未经*的访问和算法修改
防拷贝保护 通过绑定 SIMATIC 存储卡上各个块和原存储卡序列号，保护系统防止程序复制
锁定 CPU 在前盖上使用密封装置或锁具，保护系统防止未*的访问
SIMATIC S7-1500 自动化系统中集成有诊断功能，适用于自动化系统的所有层级。所有 SIMATIC 产品都集成有诊断功能，用于快速检测系统故障并进行排除故障。
TIA Portal 中采用统一的显示机制，可确保 HMI 、Web 服务器及 CPU 显示屏中使用相同的纯文本形式显示错误消息。

显示诊断信息
硬件设备中标配监视功能。
可在整个系统范围内进行诊断，而不受总线限制。
以纯文本格式输入、归档和记录报警中的错误原因
自动确定错误所在位置
报警可组态
工厂范围内，系统状态统一显示
即使 CPU 处于 STOP 模式，也可进行工厂故障实时检测并立即显示在显示设备上。这样，可确保系统诊断与工厂的实际状态相同。
输入/输出
I/O 模块可用作控制器与过程之间的接口。控制器通过传感器和执行器检测当前的过程状态，并触发相应的响应。

数字量和模拟量模块可作为相应任务中的输入/输出。
输入/输出模块可以分为不同的功能类别。
输入/输出模块的功能类别
下表列出了不同功能类别输入/输出模块的特性和技术规范。
功能类别
高速型 (HS) 适用于超高速应用的模块
输入延时时间极短
转换时间极短
支持等时同步模式
高性能型 (HF) 应用极为灵活 带有模拟量模块
尤其适用于复杂应用 • 高精度 (<0.1%)
支持按通道进行参数设置 • 高共模电压；必要时，可进行单通
支持按通道进行诊断 道隔离
支持附加功能
标准型 (ST) 价格适中 带有模拟量模块
支持按负载组/模块进行参数设置 • 通用模块
支持按负载组/模块进行诊断 • 精度 = 0.3%
• 共模电压约为 10V 到 20V
基本型 (BA) 经济实用型基本模块
无参数设置
无诊断功能

西门子模块6ES7521-1BP00-0AA0

数字量信号板

通过信号板 (SB, Signal Board) 可以给 CPU 增加 I/O。提供所有 SIMATIC S7-1200 控制器的低成本有效扩展，同时保持原有空间, SB 连接在 CPU 的前端。

SB 1221 200KHZ数字量输入接线

① 仅支持源型输入

SB 1222 200KHZ数字量输出接线

① 对于源型输出将负载连接到“-"端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+"端

SB 1223 200KHZ数字量输入/输出接线

① 仅支持源型输入

② 对于源型输出将负载连接到“-"端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+"端

SB 1223 数字量输入/输出接线

① 仅支持漏型输入