主站间安全通信(SMMC)
描述
采用主站间安全通信(SMMC)的全局网络主站数量最少为2台,最多为4台。
此功能尚在开发中。当前版本不可用。
创建
用户必须连接支持SMMC的主站设备。
若用户连接支持SMMC的第二个主站设备,会显示以下窗口:

选择“启用全局网络”,并点击“确定”进行确认。第二个主站设备已添加,同时显示“全局网络”选项卡。
当已创建包含至少2个主站设备的SMMC网络后,再添加支持SMMC的下一个主站设备时,该窗口不再出现,新设备将自动加入全局网络(最多支持4个设备)。
若需用新设备替换原有主站设备,必须将库中的新设备精确拖动至待替换设备的图标上方。鼠标指针必须对准待替换设备的图标(参见下方图示)。

禁用- 当主站设备被删除,且网络中仅剩1台主站时,SMMC功能将自动禁用。
在“全局网络”下查看

图 117:查看“全局网络”,SMMC
配置
联合配置
当用户点击全局网络中的SMMC链路,

图 118:“全局网络”,SMMC 线
或者如果用户在浏览器中选择SMMC,


图 119:浏览器窗口中的 SMMC 属性
SMMC属性会显示在属性窗口中。

图 120:属性窗口,主站属性
| SMMC通信周期 | SMMC通信周期时间【毫秒】【8毫秒至128毫秒】 |
| SMMC通信超时 | SMMC通信超时时间【毫秒】【12毫秒至256毫秒】 |
| 名称 | 用户可自由输入 |
主站独立配置
在SMMC网络中点击任意一台主站设备后,属性窗口会显示可单独配置这些设备的参数。

图 121:“全局网络”选项卡
SMMC序列号– 输入字段。此处必须输入所选设备的序列号。
SMMC主站地址– 这是设备在SMMC网络中的地址。SMMC主站设备的地址为0。设备在方案中的排列顺序与其主站地址直接关联。第一个设备(自上而下)为SMMC主站设备,其地址为0。第二个设备地址为1,第三个设备地址为2,最后一个设备地址为3。若用户通过拖放操作调整全局网络中设备排序,主站地址将按上述原则变更(第一个设备=SMMC主站设备,其地址为0,以此类推)。
在浏览器中右键点击主站设备,可通过“设为SMMC主站设备”选项将其选为SMMC主站设备。当此设备被选为SMMC主站设备后,它将显示在全局网络的第一个位置,其他设备依次下移,主站设备地址随之变更。


图 122:浏览器,通过浏览器窗口将设备设置为 SMMC 主站
使用
每个设备可通过SMMC写入16位数据。通过与SMMC连接,这些位数据被定义为“终端输出”。
SMMC终端输出“SMMC输出连接”
每个设备可通过SMMC写入16位数据。通过连接至SMMC,这些位数据被定义为“SMMC终端输出”【SMMC输出连接】。

图 123:SMMC 终端输出
SMMC终端输入“SMMC输入连接”
每个设备都可以读取其他设备的位,也可以读取自身的位。

图 124:SMMC 终端输入
每个设备和主站设备可配置有限数量的公共位,这些数据位可被分配至逻辑程序中,作为 SMMC“终端输出”使用;后续还能在其他主站的功能布局里,集成到对应主站的逻辑程序中调用。
SMMC“终端输出”连接的数据位组相关元素,会被纳入元素库中。针对每台主站的功能图输入配置,这些元素均可独立调用。随后,可以生成一个作为SMMC“终端输入”连接的实例。该实例可用作其他设备功能图中的桥。
该连接的行为类似于普通输出,唯一的区别在于对应的输出必须插入到每个主站设备的功能图中,并且可以分配到相应功能图的逻辑中。当用户在功能图库中配置好对应的SMMC“终端输出”连接后,SMMC“终端输入”连接即可使用。
SMMC“状态”
该模块可将每个SMMC连接状态以逻辑值形式显示。每个连接对应显示两个位。
图 125:SMMC 状态
激活状态 - 表示该设备与SMMC的连接状态。
0:连接未建立。
1:设备已成功连接
运行状态 - 表示连接设备的运行状态
0:设备未处于运行状态或未连接
1:设备已成功连接并处于运行状态
注意:
如果SMMC设备未连接或未处于"运行"状态,
SMMC输入数据将被设置为“0”。
SMMC网络故障可能导致安全功能丧失或受损!
-
警告
-
SMMC 主站连接启动后,数据将自动释放传输。

图 126:SMMC 网络 – 通过“FlipFlop”块启动

图 127:SMMC 网络 – 通过“重启”块启动
现场总线
描述
现场总线是一组用于实时传输控制的工业计算机网络协议的总称。现场总线在IEC 61158标准中进行了规范化。
现场总线网络协议:
非安全网络
-
EtherCAT(当前仅支持传输安全相关数据)
-
TCP/IP Modbus(仅支持传输非安全相关数据)
安全网络
-
FSoE主站/从站
创建
若设备支持现场总线,属性窗口会显示“现场总线”字段。
勾选对应复选框,可启用或禁用现场总线功能。

图 128:属性窗口“本地网络”
若为设备启用了现场总线,则会为此创建一条网络链路。该现场总线网络通过独立连接与下级PLC进行通信。此外,配置树中会出现“现场总线EtherCAT”对象。
在“全局网络”下查看
在本地网络中:

本视图显示设备与上级PLC的连接。在本地网络中,需为每个设备单独启用现场总线。
现场总线的通信类型可设置为安全型、非安全型或两者兼具。可在属性窗口中选择使用与否。现场总线链路设计会根据所选使用情况而变化。
安全型通信:采用红色实线标识。

非安全型通信:采用虚线标识:

如果两者都使用,则以橙蓝双色双线标识:

配置

图 130:主站设备中的现场总线接口配置
当用户点击现场总线链路或在浏览器中选择现场总线时,结合库中已定义相关属性,可通过属性网格配置该网络的属性。

通过现场总线链路

该总线上的信息采用固定大小传输(例如96位)。这些信息在“过程数据”(如速度、位置等)之间共享,每个数据可定义为字节、16位整数、24位整数、32位整数或厂商自定义类型。另一部分也可用于逻辑信息的传输。该网络的配置方式取决于预定义配置文件。
不同协议的属性窗口如下所示。


图 132:网络协议概览
协议类型–SAF设备可以选择EtherCAT或TCP/IP Modbus。
网络原型–安全。
此功能尚在开发中。当前版本无法使用安全现场总线。
非安全使用
对于非安全使用,可以选择TCP/IP Modbus 作为通信接口。
| 字节 | 内容 | 保持寄存器 | 输入寄存器 | 线圈 | 访问 | 支持功能码 |
| 0 | 功能输入0.7 | 1 | - | 1..8 | 读写 | 读取保持寄存器写入单线圈写入单寄存器写入多线圈写入多寄存器 |
| 1 | 功能输入8至15 | 9..16 | 读写 | |||
| 2 | 功能输入16至23 | 2 | - | 17..24 | 读写 | |
| 3 | 功能输入24至31 | 25..32 | 读写 | |||
| 4 | 功能输入32至39 | 3 | - | - | 读写 | 读取保持寄存器写入单寄存器写入多寄存器 |
| 5 | 功能输入40至47 | - | - | 读写 | ||
| 6 | 功能输入48至55 | 4 | - | - | 读写 | |
| 7 | 功能输入56至63 | - | - | 读写 | ||
| 8 | 功能输入64至71 | 5 | - | - | 读写 | |
| 9 | 功能输入72至79 | - | - | 读写 | ||
| 10 | 功能输入80至87 | 6 | - | - | 读写 | |
| 11 | 功能输入88至95 | - | - | 读写 | ||
| 12 | 功能输入96至103 | 7 | - | - | 读写 | |
| 13 | 功能输入104至111 | - | - | 读写 | ||
| 14 | 功能输入112至119 | 8 | - | - | 读写 | |
| 15 | 功能输入120至127 | - | - | 读写 | ||
| 16 | 功能输入128至135 | 9 | - | - | 读写 | |
| 17 | 功能输入136至143 | - | - | 读写 | ||
| 18 | 功能输出0至7(诊断) | 10 | - | 读取 | 诊断数据包含设备状态 | |
| 19 | 功能输出8至15(诊断) | - | 读取 | |||
| 20 | 功能输出16至23(诊断) | 11 | - | 读取 | ||
| 21 | 功能输出 24至31(诊断) | - | 读取 | |||
| 22 | 功能输出32至39(诊断) | 12 | - | 读取 | ||
| 23 | 功能输出40至47 | 1..8 | 读取 | 读取线圈读取保持寄存器读取输入寄存器(从安全PLC输出块的地址0开始) | ||
| 24 | 功能输出48至55 | 13 | 9..16 | 读取 | ||
| 25 | 功能输出56至63 | 17..24 | 读取 | |||
| 26 | 功能输出64至71 | 14 | 25..32 | 读取 | ||
| 27 | 功能输出72至79 | - | 读取 | |||
| 28 | 功能输出80至87 | 15 | - | 读取 | ||
| 29 | 功能输出88至95 | - | 读取 | |||
| 30 | 功能输出96至103 | 16 | - | 读取 | ||
| 31 | 功能输出104至111 | - | 读取 | 读取保持寄存器读取输入寄存器(从安全PLC输出块的地址0开始) | ||
| 32 | 功能输出112至119 | 17 | - | 读取 | ||
| 33 | 功能输出120至127 | - | 读取 | |||
| 34 | 功能输出128至135 | 18 | - | 读取 | ||
| 35 | 功能输出136至143 | - | 读取 | |||
| 36 | 功能输出144至151 | 19 | - | 读取 | ||
| 37 | 功能输出152至159 | - | 读取 | |||
| 38 | 功能输出160至167 | 20 | - | 读取 | ||
| 39 | 功能输出168至175 | - | 读取 |
功能输入模块-一个位只能使用一次。每个模块可配置1至32个输入通道。可设置输入通道范围。非安全输入可通过功能输入实现,但禁止直接使用非安全输入。可通过其他安全输入启用非安全输入。因此,功能输入为每个非安全输入配备附加输入接口,以此规范非安全型输入的使用方式。此项检查确保该附加输入接口已连接至安全输入模块。禁止与逻辑1或其他逻辑设备建立连接。
功能输入允许在UniSafePLC应用程序中使用来自上级控制器的非安全相关信号。根据 EN 13849-1标准第4.6.3章规定,不得对安全信号与非安全信号进行可能导致安全完整性降低的逻辑关联。安全应用程序创建者需确保符合此项规定。UniSafePLC在此为用户提供支持,功能输入必须始终通过另一个信号启用,因此功能输入会与输入信号执行逻辑“与”运算。这种设计本身就明确了相关输入必须经过特殊处理,从而简化了应用程序的验证过程。

图 133:功能块“功能输入”(库中)
该功能块具有一个输入通道和一个输出通道。输入通道需与安全控制系统的信号相连接。功能块的输入信号会与功能输入信号进行逻辑“与”运算连接。

功能块结构确保与安全控制信号形成强制“与”逻辑运算。典型配置方案如下所示:

图 135:连接的“功能输入”示例
最多可使用136个功能输入模块。

图 136:属性窗口 – 功能输入
可进行以下参数设置:
-
输入模块–主站设备上的输入通道选择
-
“使用顶部输入连接器” –功能输入模块输入与输出连接可视化设置
图137功能输入:*使用顶部输入连接器功能,可变输入位于左侧(未激活)或顶部(已激活)

*使用顶部输入连接器:未激活
若未在“输入”处勾选*使用顶部输入连接器功能,则每个功能输入模块不得/不可单独启用。
*使用顶部输入连接器:已激活
若在“输入”处勾选了*使用顶部输入连接器,则每个功能输入模块必须/可以统一启用。
诊断数据仅通过EtherCAT连接(FSoE主站)传输。
可通过功能输出模块对数据进行参数化。
最多可配置136个功能输出模块。不支持过程数据的配置。
功能性输出模块-一个位只能使用一次。每个模块可配置1至136个输出通道。

图138库窗口中的功能块“功能输出/消息数据”

图139功能块“功能输出/消息数据”(功能图)

图 140:属性窗口“功能输出/消息数据”
单个功能块中可配置多个功能输出。示意图展示了一个具有3个输出通道的功能输出模块。
每个连接器均可进行配置。

图 141:含3 个输出的功能输出
功能输出模块属性窗口

图 142:含3 个输出的功能输出属性窗口
安全使用
此功能尚在开发中。当前版本无法使用FSoE从站功能。
目前可以选择FSoE从站进行安全使用。

图 143:安全网络连接的选择
可进行以下参数设置:
-
逻辑数据输入 - 设置范围从8位到96位。
-
逻辑数据输出 - 与逻辑数据输入范围相同(8至96位)。


图 144:逻辑输入和输出的设置
“现场总线输入”和“现场总线输出”值表示安全连接所使用的位数。
-
现场总线输入与现场总线输出
-
安全连接“现场总线输入”和“现场总线输出” - 每个位只能使用一次。每个功能块的位数可在1至32范围内设置。使用的位也可进行设置。

图 145:F-Bus 输入:功能块和属性窗口


图 146:F-Bus 输出:功能块和属性窗口
SAF过程数据输出
目前仅能传输状态字作为过程数据字。

图 147:属性窗口“现场总线 EtherCAT”,设备状态
通过网络复位
若采用安全通信方式,可通过安全通信配置设备复位(报警消息)。

图 148:从网络重置
该功能块支持通过现场总线从站实现报警复位。
为此需将该功能块与传输复位信号的现场总线输入模块相连。
最多可配置1个复位模块。
注意:位“0”不能用于网络复位的配置/使用。

(FDB)FSoE断开连接块– 安全断开FSoE连接
功能: “断开连接块”用于暂时禁用FSoE连接。通过FSoE地址设置确认需要禁用的设备。该功能可避免从站模块断电/断连时主站出现错误状态。
更多信息请参见第4.11.6.3.1章“安全模块概述”。