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S7-1200的安全与防护措施
1.安全概述
在工业自动化领域，安全是至关重要的。S7-1200系列PLC提供了多种安全与防护措施，以确保系统的稳定运行和数据的安全性。这些措施包括硬件安全功能、软件安全功能以及网络通信安全。本节将详细介绍这些安全措施的原理和应用方法。
2.硬件安全功能
2.1安全模块
S7-1200系列PLC提供了多种安全模块，用于实现特定的安全功能。这些模块包括：
安全输入模块：用于连接安全传感器，如急停按钮、安全光幕等。
安全输出模块：用于控制安全设备，如制动器、安全阀等。
安全通信模块：用于安全网络通信，如PROFIsafe网络。
2.1.1安全输入模块
安全输入模块（例如SM1221DISafety）用于连接安全传感器，确保在检测到危险情况时能够及时响应。这些模块通常具有以下特点：
高可靠性：模块设计具有冗余功能，确保在单点故障时仍能正常工作。
快速响应：模块的响应时间通常在几毫秒内，以确保及时处理安全事件。
故障自诊断：模块能够自诊断故障并提供故障报告，帮助快速定位问题。
例子：连接急停按钮
假设我们有一个急停按钮连接到SM1221DISafety模块。我们需要编写一个简单的程序来检测急停按钮的状态并在紧急情况下停止机器。
//梯形图示例
//网络1：检测急停按钮状态
|[I0.0](M0.0)|
//网络2：紧急停止逻辑
|[M0.0](Q0.0)|
|[M0.0](Q0.1)|
|[M0.0](Q0.2)|
I0.0：急停按钮输入点。
M0.0：中间继电器，用于存储急停按钮的状态。
Q0.0,Q0.1,Q0.2：输出点，用于控制机器的各个部分停止。
2.2故障安全模式
故障安全模式是指在系统发生故障时，PLC能够自动进入一个安全状态，以防止进一步的危险。S7-1200系列PLC提供了多种故障安全模式，包括：
自动停止：在检测到故障时，PLC自动停止所有输出。
安全停止：在检测到故障时，PLC执行预定义的安全停止程序。
故障保持：在检测到故障时，PLC保持当前状态，等待人工干预。
例子：配置故障安全模式
假设我们配置S7-1200PLC以在检测到电源故障时自动停止所有输出。我们可以在TIAPortal中进行以下配置：
打开TIAPortal并创建一个新的项目。
选择PLC设备并配置其安全功能。
在“故障安全模式”选项中选择“自动停止”。
//TIAPortal配置示例
设备配置-安全功能-故障安全模式-自动停止
3.软件安全功能
3.1密码保护
密码保护是防止未经授权访问PLC程序和配置的重要手段。S7-1200系列PLC提供了多级密码保护功能，包括：
项目级密码：保护整个项目的访问。
块级密码：保护特定程序块的访问。
访问级别：定义不同用户的访问权限。
例子：设置项目级密码
在TIAPortal中设置项目级密码的步骤如下：
打开TIAPortal并加载项目。
选择“项目视图”-“安全”-“密码保护”。
输入密码并选择保护级别。
//TIAPortal配置示例
项目视图-安全-密码保护-输入密码-选择保护级别
3.2程序保护
程序保护用于防止未经授权的修改和读取。S7-1200系列PLC提供了多种程序保护方式，包括：
加密：对程序进行加密，防止未授权访问。
数字签名：使用数字签名验证程序的完整性和来源。
存储保护：保护程序存储器，防止未授权修改。
例子：使用数字签名
假设我们使用TIAPortal为S7-1200PLC的程序块添加数字签名。步骤如下：
打开TIAPortal并加载项目。
选择“项目视图”-“安全”-“数字签名”。
选择要签名的程序块并生成签名。
//TIAPortal配置示例
项目视图-安全-数字签名-选择程序块-生成签名
3.3安全编程
安全编程是指在程序中实现各种安全逻辑，以确保在检测到危险情况时能够及时采取措施。S7-1200系列PLC支持多种安全编程语言，包括梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和结构化文本（ST）。
例子：梯形图实现安全逻辑
假设我们需要在检测到温度过高时停止机器。我们可以使用梯形图实现如下逻辑：
//梯形图示例
//网络1：检测温度传感器状态
|[I1.0](M1.0)|
//网络2：温度过高时停止机器
|[M1.0](Q0.0)|
|[M1.0](Q0.1)|
|[M1.