两只急停触点接进 F-DI,输入灯也亮了,程序就一定得到了有效的安全信号吗?中间还隔着传感器供电、通道评估、测试和数据映射。认识这块模块,重点是把“电从哪里来、信号接到哪里、程序使用什么”对应起来。只看模块有八路输入,回答不了这些问题。 [1] [7] [10]
这是「SIMATIC Safety 工程笔记」的输入模块篇,写给会用 TIA Portal、正在阅读 ET 200SP 图纸或组态的读者。对象限定为 F-DI 8x24VDC HF,订货号 6ES7136-6BA01-0CA0;通过一组双通道开关的概念例子理解模块,不提供可以直接投运的完整接线方案。
资料范围:模块部分依据《Fail-safe modules Manual Collection》V20(12/2024);技术规格表自身标注的数据日期是 10/2021。数据有效性另用 SIMATIC Safety V21(11/2025)解释。软件版本、模块固件和文档日期分别记录;本文不是所有固件的现行选型手册,也没有进行仿真或实机复现。 [3] [9] [10]
检查前提:改线、测量端子、下载参数或恢复输出前,先落实现场维护授权、危险能量控制和工程备份。下面的例子用于读图与核对,不要求在运行设备上拔线或强制输入;模块恢复过程值也不等于机器可以重新启动。 [10]
一、先认实际模块,再认工程里组态的模块
这块 F-DI 提供八路数字输入和八路传感器供电。后者虽然在规格中列作供电输出,却不是八路供安全程序自由控制执行器的 F-DQ。输入采集、内部供电和现场负载输出是不同的对象,不能只凭“八路输出”这个词判断用途。 [1] [3]
更换模块后,铭牌和工程目录可能不一致。Properties 的警告明确指出:工程按 6ES7136-6BA00-0CA0 组态、实际插入 6ES7136-6BA01-0CA0 时,仍要遵守被组态旧型号的手册要求。插上了新型号,不表示新型号的全部参数和诊断条件自动进入原工程。 [1]
因此,设备记录至少要同时包含实际订货号与固件、组态订货号与版本,以及所属站和槽位。系列前面的 V14 SP1 组态例程使用 6BA00;不能把那套截图与本篇的 6BA01 参数拼成一套已经验证的工程。
原文的模块外观图继续用于辨认铭牌、端子标识和指示灯区域。它不是现场接线图,本文也不根据缩小的铭牌图猜测端子号或软件地址。

本篇所用 V20 模块说明列出 PROFIsafe 地址类型 2。这里保留该资料基线,不因其他 ET 200SP 产品出现不同地址机制,就改写为所有型号共用同一规则。地址分配的具体操作转到 S7-1500F 与 ET 200SP 硬件组态核对。 [1]
二、L+/M、传感器供电和输入端子,分别属于哪一层
先把端子功能分开。模块的 L+/M 是供电路径,VS0~VS7 是内部传感器供电,DI0~DI7 接收现场输入信号。BaseUnit(底座)还决定电位组怎样向左连接或从这里重新馈电;它不是只起机械固定作用。 [2]
| 对象 | 在本篇中回答什么 | 不能混成什么 |
|---|---|---|
L+ / M |
模块及其电位组从哪里取得供电和回路参考。 | 不能用电源柜某处有 24 V 代替模块端的供电核对。 |
VS0~VS7 |
哪一路内部供电送往相应传感器,是否参与测试。 | 不是八个可以随意并接的普通分线端子。 |
DI0~DI7 |
传感器信号回到哪个物理输入。 | 物理输入编号不是 PLC 字节地址。 |
| 程序过程值/值状态 | 评估后读到什么,以及该数据是否有效。 | 既不等同于端子电压,也不等同于输入灯。 |
Wiring and block diagram 的图例区分了深色底座的向左连接和浅色底座的断开、重新馈电关系;本型号可用底座类型为 BU type A0。具体底座、端子和供电分组还要对应图纸,不能因为宽度相同或可以插入就认定兼容。底座选型细节另见 BaseUnit 与电位组。 [2] [3]
以读图为例:先从该模块所在电位组找到 L+/M,再追到传感器实际使用的 VS 或外部供电,最后沿信号线回到 DI。记录应能指向确定线号和端子,不是只写“24 V 正常”。这条追踪顺序是本文的检查建议,不替代带电测量方案。
模块规格中的供电允许范围与数字输入的高低电平门槛也不是同一张表。前者判断模块供电条件,后者判断输入信号。即使某根信号线足以被识别为 1,也不能反推电位组、传感器供电和安全通信都已经正常。 [3]
三、固定的是通道对,不是任意接线都默认使用同号供电
普通 1oo1/1oo2 模式下,每个通道的 Sensor supply(传感器供电)可选择内部 VS0~VS7 中的一路,或外部供电;参数默认采用同号供电。“默认同号”与“只能同号”不是同一规则。启用模块短路测试则要求选择内部供电。安全垫评估有单独限制,本篇不讨论。 [4] [5]
相对地,1oo2 评估的物理通道配对按 n / n+4 组织:DI0/DI4、DI1/DI5、DI2/DI6、DI3/DI7。供电选择是通道参数,比较关系是通道对参数,二者不能因为都写了数字就互相替代。 [4]
以选择 DI0/DI4 的一组双通道开关为概念例子,至少核对两路触点各回到哪个 DI、实际由哪路供电,以及两路通道的 Sensor supply 是否与实际相符。本例不指定最终应选哪种触点、供电组合或安全等级;这些需要相应应用接线和诊断条件的依据。
还要把参数选择与真实接线区分开。在界面把某通道的 Sensor supply 改成 VS4,并不会把原来接在 VS0 的导线自动移过去。核对目标不是让两个字段看起来同号,而是让软件声明的供电来源与电气图、现场连接相符;允许选择某一路,也不等于任何共用供电接法都满足所需诊断。 [5] [8]
这个对应关系也影响故障范围。官方诊断说明指出,内部传感器供电发生所述短路时,配置为使用该供电的通道会被钝化。所以一个供电故障为什么牵连多个输入,应先查供电分配,而不是只按供电编号去找一个同号输入。 [8]
供电容量还要同时检查单路与整模块。所引 10/2021 规格表给出单路传感器供电最大 300 mA,全部传感器合计最大 800 mA。不能把八路单路上限相加,算成模块允许提供 2.4 A;选型时仍需用实际设备对应的数据表复核。 [3]
例如,假设六路各需要 150 mA,合计就是 900 mA:虽然每路都小于 300 mA,总量却已超过这里引用的 800 mA。这只是说明两种限值要分别检查的算术例子,不是推荐带载方案;启动电流、温度和传感器要求还需要各自的依据。
四、短路测试为什么会改变输入的更新时间
Short-circuit test(短路测试)不是只多显示一条报警。模块会按 Time for short-circuit test 设定的时长短暂切断内部传感器供电;接着还要考虑 Startup time of sensor after short-circuit test,即传感器测试后的启动时间。前者与后者解决不同的时间条件。 [6]
其基本思路是利用供电切换检查输入及供电关系。手册列有输入对 L+、输入与其他通道、输入与其他供电以及供电之间的短路,但部分检测带有条件,例如另一个通道处于 1 状态。不能把这份清单缩写成“任何时刻、任何短路都一定检测到”。 [6]
无独立电源的简单开关,与需要启动过程的电子传感器,对这种供电中断的反应不同。手册特意提到带 OSSD 输出的光电传感器等对象,要按传感器调整测试后的启动时间。因此,普通电源下能工作,不等于它与当前测试条件已经匹配。 [6]
换成外部供电也不是免费的兼容修复。若不采用该短路测试,官方仍要求按应用通过合适的布线或相应连接、评估方式满足短路和交叉短路检测条件。需要改变测试策略时,应先说明失去了哪些检测、由什么措施承担,而不是只以报警减少为依据。 [6]
测试期间保留旧值,与故障后伪造有效值是两回事
手册说明:在“短路测试时间+传感器测试后启动时间”内,模块向 F-CPU 传送测试开始前的最后有效输入值。因此,启用测试会影响相关通道或通道对的响应时间。监控表没有逐次显示供电测试造成的电平变化,并不能证明测试没有进行。 [6]
这一受定义的正常测试行为,不授权用户程序在故障时继续保留运行许可。数字安全输入进入钝化后,系统提供的安全过程映像值必须继续参与安全逻辑,不能因为质量无效就用旧的 1 覆盖安全值 0。测试时的数据处理规则与故障时的替代值规则,要按各自条件理解。 [10]
输入延时、差异时间和上述两项测试时间也不能互换。参数表明确列出了部分选项的依赖,不能脱离供电设置随意组合。这里不重复完整差异时序,也不给一套通用毫秒数;对应机制继续看 F-DI 差异时间与输入延时。 [4]
五、从物理通道走到程序,至少核对三种对应
八路物理输入,不等于八组双通道过程信号
1oo1 使用单路输入;1oo2 对两路相关信号在模块内部进行比较。若八路全部用于 1oo2,就形成四组评估后的过程信号。程序使用哪个评估结果,应查本型号的地址空间说明,不能把两路原始触点做一次 AND 就声称替代了模块诊断。 [7]
相邻的物理通道、固定配对、传感器供电编号和程序变量,是不同层次的命名。一个变量叫 EmergencyStop,并不能说明它读的是哪块模块、哪一组评估结果。需要从硬件组态、地址表与交叉引用追到这个变量,而不是只看符号名。
地址占用也不能直接换算为开关数量。所引规格表列出模块占用输入区 7 字节、输出区 5 字节,并另列 S7-300/400F 的 6/4 字节例外。这个范围不等于程序可以任意使用其中每一个位,也不会因为名称是 F-DI,就没有输出方向的数据占用。 [3]
本篇不从总字节数反推具体位偏移,也不把系统手册中的 16 通道示例表移植为这块八通道模块的地址表。实际核对必须同时看当前模块组态的起始地址、本型号的过程值位置和所用评估模式;某个地址读到 0 之前,先证明它确实是应读的过程位。 [9]
这里还要分清两个容易撞名的 VS:接线图上的 VS0 等标识内部传感器供电;程序符号中的 _VS 常用来标记值状态。前者是电气供电对象,后者是数据有效性信息,不能因为缩写相同就把编号或地址对应起来。 [2] [9]
在相应 S7-1200/1500 使用方式中,Value Status(值状态)说明对应通道数据的有效性:1 表示有效过程值,0 表示故障安全值。通道值与其值状态应在同一个 F 运行组内访问;状态变量名加了 _VS 后缀,也不能代替真实地址映射。 [9]
| 观察组合 | 可以解释什么 | 不能据此推断什么 |
|---|---|---|
| 过程值为 0,值状态为 1 | 现场或评估结果提供了有效的 0。 | 不能只因为它不是 1 就认定模块故障。 |
| 过程值为 0,值状态为 0 | 程序收到安全替代值,应查相应诊断。 | 不能认定现场触点此刻一定断开。 |
| 输入灯亮,但对应过程值仍未确认 | 只取得了指示灯这一层观察。 | 不能跳过地址、通道评估与有效性核对。 |
表中解释依据的是值状态语义;LED 不承担相同职责。模块分别提供通道状态、通道故障、DIAG 和 PWR 指示,应按各自说明观察。输入恢复有效后也可能仍为 0,因为重新集成恢复的是现场过程数据,不是强制把输入置成 1。 [1] [9] [10]
六、遇到异常,先区分模块供电、传感器供电和信号
先保存模块、槽位、通道、诊断原文和发生顺序,再选择检查路径。下面只提取与本篇供电主题直接相关的线索,使用诊断文字而不列一套通用代码:原手册明确说明,GSDML 组态下返回的故障码与表中编号存在换算关系。 [8]
| 诊断线索 | 优先核对 | 不要直接得出的结论 |
|---|---|---|
| Supply voltage missing / Supply voltage too low | 模块所在底座的 L+、电位组供电与正确的 BaseUnit 类型。 | 电源输出端有 24 V,不足以排除模块端问题。 |
| Internal sensor supply short-circuit to P | 供电对 L+ 或其他 VS 的短路;传感器电容与测试时间的关系。 | 该消息不只对应一种线缆短路根因。 |
| Overload or internal sensor supply short-circuit to ground | 负载、对地短路、供电参数及相应干扰条件。 | 不能只换输入信号线而不查供电分配。 |
| 差异故障或输入抖动 | 触点动作、线路、信号特性和对应评估/监控参数。 | 不能把调整时间后不再报警当成根因证明。 |
这张表不是让人依次试改参数。特别是传感器供电对 P 的诊断,手册同时列出电容与已配置测试时间不匹配等可能性;检查应依据实际传感器资料和线路,而不是单看报警标题就确定器件损坏。检测范围还与应用、接线和测试配置有关。 [8]
故障消除以后,应再核对相应通道是否恢复有效,以及是否仍在等待重新集成。不能用持续确认或屏蔽质量位把状态“变绿”。完整的 F-I/O 钝化、重新集成与启动保护 已另篇说明,本篇不重复它的确认时序。 [8] [10]
七、把一组输入留下可追溯的对应记录
阅读完成后,可先在离线资料中整理一组实际输入:它属于哪项安全功能、使用什么传感器、两路接到哪些物理输入、由哪一路供电、按什么方式评估、程序从哪里取得结果与质量。每个字段都应能指向图纸、组态或手册,而不是只写“按默认值”。
输入核对记录(字段示例,不是已完成的测试)
设备与槽位 → 实际型号/固件 → 组态型号/版本
传感器与线号 → DI 通道/通道对 → 实际供电及 Sensor supply 设置
测试参数与依据 → 过程值地址/符号 → 对应值状态
已观察的现象 → 诊断及时间 → 尚待验证的条件
这份记录能暴露一些单看程序看不到的问题:图纸走外部供电而组态仍指向内部 VS;两个输入没有落在规定通道对;质量位取自相邻通道;或者单路容量够用,合计电流却没有核算。这些都是需要核对的假设,不是本文已经发现的现场故障。
后续验证应在获准的受控环境中进行,并分别留下正常输入、所采用诊断条件及恢复行为的预期和实际观察。只确认输入灯会变化,不足以证明数据映射、诊断覆盖和整条安全功能已经通过;本文没有执行这些测试,也不代填结果。
理解了供电、输入和数据的对应,再读 1oo1、1oo2 与等价/非等价评估,才更容易判断模式在比较什么;需要查程序接口时转到 F-I/O DB 状态与控制接口。本篇的终点,是能解释一个过程值怎样从具体现场回路来到程序,而不是背下模块全部参数。
资料来源
前八项均为 Siemens《Fail-safe modules Manual Collection》V20(12/2024)中 6ES7136-6BA01-0CA0 的对应章节;第 3 项规格数据单独标为 10/2021。第 9、10 项为系统机制说明,来自 SIMATIC Safety V21(11/2025),不用于替代本型号的端子或地址表。
1. Siemens:Properties。V20,12/2024;模块组成、PROFIsafe 地址类型及 6BA00 兼容组态警告。
2. Siemens:Wiring and block diagram。V20,12/2024;BU type A0、L+/M、VS、DI 与电位母线的图例说明。本文不提供未经核对的端子号表。
3. Siemens:Technical specifications。V20 文档集合内的技术规格;页面明确将表内数据标为 10/2021。引用供电、电流及地址占用,不将其称为现行选型数据表。
4. Siemens:Parameters。V20,12/2024;参数作用范围、n/n+4 通道对、传感器供电选择及参数依赖。
5. Siemens:Sensor supply。V20,12/2024;内部与外部供电选择、短路测试前提;安全垫模式另有专门限制,不在本文范围内。
6. Siemens:Short-circuit test。V20,12/2024;切断传感器供电的测试机制、检测条件、测试期间保持值及响应时间影响。
7. Siemens:Sensor evaluation。V20,12/2024;1oo1 与 1oo2 的输入关系、内部比较与过程信号数量。
8. Siemens:Diagnostic messages。V20,12/2024;供电与传感器供电诊断、受影响通道范围、检测前提。GSDML 故障码的转换说明单独保留。
9. Siemens:Value status (S7-1200, S7-1500)。SIMATIC Safety V21,11/2025;值状态含义、通道对应及同一 F 运行组访问规则。不移植其 16 通道示例地址。
10. Siemens:Process Data or Fail-Safe Values。SIMATIC Safety V21,11/2025;钝化、数字输入警告 S009 及重新集成适用条件。
图片说明:沿用旧文的模块外观图,未生成、未改绘;旧 1oo2 接线图不再承担本篇的供电实施说明,原媒体文件保留。第三方图片权利归原权利人,不纳入本站原创文字的 CC BY-NC-SA 许可。
修订说明:围绕底座供电、传感器供电分配、测试机制和过程数据重组,增加供电容量及诊断范围的对照;差异时序和完整恢复流程留给专题。正文不设目录。资料复核:2026-09-10;本文为文档解读与明确标识的举例,未进行接线、仿真或实机验证。
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