安全集成功能數(shù)據(jù)鏈路淺析

1、    安全集成功能數(shù)據(jù)鏈路淺析    摘 要：文章通過對于西門子安全集成功能數(shù)據(jù)和信號傳遞過程的研究，摸清安全集成功能的脈絡(luò)，進(jìn)一步了解安全集成的原理，為日常的維護(hù)和分析提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：安全集成;數(shù)據(jù)鏈路;plc一、 基本概念在介紹數(shù)據(jù)鏈路前，需要了解以下幾個(gè)概念。spl：安全程序邏輯。nck-spl：nc端的安全程序邏輯。plc-spl：plc端的安全程序邏輯，由nck-spl“映射”而來。sge/sga：安全相關(guān)輸入/輸出信號，用來控制軸的運(yùn)動(dòng)/采集軸的狀態(tài)。inse/outse：nc端邏輯外部輸入輸出信號。insi/outsi：nc端邏輯內(nèi)

2、部輸入輸出信號。insep/outsep：plc端邏輯外部輸入輸出信號（字母p即代表plc）。insip/outsip：plc端邏輯內(nèi)部輸入輸出信號（字母p即代表plc）。注：insi中的i代表internal（內(nèi)部），inse中的e代表e=external（外部）。二、 nc端數(shù)據(jù)鏈路（一）外圍i/o與nck之間的鏈接硬件與軟件的鏈接橋梁：md10385.89md 10385：$mn_profisafe_master_address確定安全模塊源地址，默認(rèn)2002，16進(jìn)制為7d2md 10386：$mn_profisafe_in_address安全輸入模塊地址，和撥碼開關(guān)一致md 1038

3、7：$mn_profisafe_out_address安全輸出模塊地址，和撥碼開關(guān)一致md 10388：$mn_profisafe_in_assign輸入量分配md 10389：$mn_profisafe_out_assign輸出量分配通過上述幾個(gè)參數(shù)，將外部的i/o信號通過虛擬的連線和nck聯(lián)系了起來，定義了nc端邏輯程序的外部輸入輸出信號（inse和outse），部分早期設(shè)備由于沒有采用profisafe模塊，地址采用md10390和md10392來確定。（二）nc與驅(qū)動(dòng)控制（sge/sga）之間的鏈接控制/反饋的形成橋梁：md36970.79、md36980.90其中md36970.79

4、為安全輸入信號（sge），用來控制軸的運(yùn)動(dòng)。md36980.90為安全輸出信號（sga），用來讀取軸的狀態(tài)。通過這一系列的參數(shù)，確定了nc端邏輯程序，也就是nck-spl（safe.spf）運(yùn)算的結(jié)果（insi和outsi）所對應(yīng)的具體的控制功能（sge）和采集目標(biāo)（sga）。這樣，nc端的鏈路便完成了，當(dāng)然，相應(yīng)傳遞過程還有很多控制參數(shù)（時(shí)鐘周期，啟動(dòng)方式等等），以及具體安全功能的屬性參數(shù)（例如速度限制值，安全限位值等等），限于篇幅，文章暫時(shí)不展開討論。三、 plc端數(shù)據(jù)鏈路（一）外圍i/o與plc程序之間的鏈接橋梁：db18.dbb38-45/46-53（分別確定insep/outsep在

5、plc程序中的地址）。共16個(gè)字節(jié)，用來定義和存儲(chǔ)plc端安全集成相關(guān)的外部輸入輸出變量（insep和outsep），這些變量會(huì)被plc-spl（plc程序中的安全邏輯程序）調(diào)用和運(yùn)算。（二）plc程序與驅(qū)動(dòng)控制（sge/sga）之間的鏈接橋梁：db18.dbb62-69/54-61以及dbaxis.dbw22/32、dbaxis.dbw108/110。在上一節(jié)介紹的外部輸入輸出信號（insep和outsep）經(jīng)過plc-spl運(yùn)算后，其運(yùn)算結(jié)果會(huì)通過上述地址產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部輸入輸出信號（insip和outsip），這只是實(shí)現(xiàn)對軸控制的第一步，要實(shí)現(xiàn)每根軸具體的控制功能，上述的信號會(huì)被“傳遞”到

6、每根軸中。參數(shù)定義好后，再通過各軸的plc控制程序，完成安全功能的各種邏輯，plc端的sge和sga信號位置為dbaxis.dbw22/32、dbaxis.dbw108/110。這樣，plc也實(shí)現(xiàn)了外部的i/o信號到具體各軸的安全功能的傳遞。四、 數(shù)據(jù)鏈路示意圖nck-spl在pcu中，文件名為“safe.spf”，plc-spl由“safe.spf”映射而來，在plc中存儲(chǔ)并運(yùn)行，兩個(gè)邏輯程序猶如雙胞胎一樣，同步運(yùn)行，并時(shí)刻進(jìn)行著校驗(yàn)比對。md10386.89是nck-spl與外部硬件聯(lián)系的橋梁，這條聯(lián)系是虛擬的聯(lián)系。nck-spl運(yùn)算完成后，需要通過md36970.90參數(shù)鏈接，對nck中的sge和sga信號進(jìn)行賦值和控制，從而完成對軸的控制。db18這個(gè)數(shù)據(jù)塊為西門子專門留出的供安全集成使用的存儲(chǔ)區(qū)，它承擔(dān)了安全邏輯內(nèi)外部輸入輸出的連接作用，對外聯(lián)系了plc硬件，對內(nèi)聯(lián)系了驅(qū)動(dòng)的sge/sga信號。每臺設(shè)備、每個(gè)系統(tǒng)版本具體的數(shù)據(jù)鏈路會(huì)有差異，上圖只是最基本的脈絡(luò)和原理。抱閘測試和停車測試比較特殊，它們雖然是安全集成功能，但具體的邏輯卻完全由plc完成，nc并不參與運(yùn)算，但仍然遵循安全集成的雙通道校驗(yàn)原則，不過只是