把 F-CPU、接口模块和黄色 I/O 拖进设备视图，只是组态的起点。接下来还要把工程对象对应到现场设备，建立 PROFINET IO 关系，确定 F 参数，再识别实际模块并分配 PROFIsafe 地址。本篇要完成的任务，是把这些步骤连成一条可核对的硬件组态路径，而不是直接写出一套急停程序。 [1] [2]
这是「SIMATIC Safety 工程笔记」的组态篇，面向已经会建立普通 TIA Portal 项目、理解基本 IP 设置的读者。下文用一套官方旧例程说明实际界面，另以 V21 手册核对安全规则；所有预期表现都来自资料或明确的检查建议，没有进行本篇环境的仿真或实机复现。
开始前：准备可恢复的工程备份、设备清单、接线资料和已确定的安全功能要求。下载、设备命名、F 地址分配及恢复输出均应由具备相应能力和权限的人员，在获准的维护条件下进行。没有现场授权时，只做离线阅读与核对，不执行后面的在线动作。 [13]
一、把图示环境与自己的设备分开记录
本文采用 Siemens V14 SP1 配置例程的成套截图，界面与型号均按该例程标注。下面的组成表用于定位图中对象，不是新项目采购清单。原例程没有列出各 I/O 的固件版本，现场核对时需另行记录。 [1]
| 对象 | 官方例程基线 |
|---|---|
| 工程软件 | STEP 7 Professional V14 SP1；STEP 7 Safety Advanced V14 SP1 |
| F-CPU | CPU 1511F-1 PN，6ES7511-1FK01-0AB0，固件 V2.1 |
| 接口模块 | IM 155-6 PN ST，6ES7155-6AU00-0BN0，固件 V3.3 |
| 普通数字输入 | 6ES7131-6BF00-0CA0 |
| 故障安全输入 / 输出 | F-DI：6ES7136-6BA00-0CA0；F-DQ：6ES7136-6DB00-0CA0 |
后文标为“V21 核对”的内容，依据《SIMATIC Safety – Configuring and Programming》V21（11/2025），不是对上述旧工程的升级验证。系列中另有 6BA01 等模块解析；不能因为名称相近，就把新模块的接线、参数或诊断范围套到图里的 6BA00。
先为自己的设备另建一份记录：软件及 Update、CPU/接口模块/各 I/O 的完整订货号与实际固件、从左到右的槽位、BaseUnit 和供电。工程里准备使用兼容组态时，还要分别记录“实际安装型号”和“离线组态型号”。无法确认兼容依据，就先停在选型核对，不随意换一个目录项凑齐设备。
本篇选择普通分布式 PROFINET 站、TIA 硬件目录内的 ET 200SP F 模块、PROFIsafe 地址类型 2 作为主线，不展开 GSD/GSDML、Shared Device、冗余和等时应用。V21 手册已将 ET 200SP 的地址类型列为 2 或 3，所以具体类型必须查模块文档；出现 F-BaseID 等不同机制时，应转查相应章节。 [2] [14]
二、建立 F-CPU、ET 200SP 站与 IO 归属
1. 添加 CPU 后，确认故障安全能力
在项目中使用“添加新设备”，按完整订货号选择 CPU，再选与实际设备或受支持兼容组态对应的固件。图 1 的重点是右侧的订货号和版本，不是把项目名称也改成同一个字符串。 [1]
V21 核对：在设备视图或网络视图选中 F-CPU，打开检查器的 Properties（属性）→ Fail-safe（故障安全）；需要启用时使用 Enable F-activation。安装 Safety 许可证时默认启用，并不意味着任何已存在项目都无需检查。能在目录里选到 F-CPU，也不能证明当前许可证、权限与安全工程条件齐全。 [3]
本步应能确认 CPU 的实际组态对象和 F-capability 状态。缺少功能或遇到权限提示时，先核对软件、许可证和已授权的访问方式；不要通过删除安全程序或关闭 F 功能来让项目继续。手册说明，关闭 F-capability 会删除相应 F 块和 F-OB，不能把这个动作当作普通刷新。 [3]
2. 建立网络连接，再检查谁管理这个站
在 CPU 的以太网接口属性中填写项目规划的 IP 和子网。切到网络视图，从硬件目录加入实际接口模块，将 CPU 与 IM 的通信接口接入同一规划网络，并检查 ET 200SP 已归属目标 CPU 的 IO 系统。图 2 同时显示接口连线和 IO 控制器关系，只看到一条绿色线还不足以完成核对。 [1]
如果 IM 没有正确归属，就先在网络组态中解决，不继续配置下游 F 地址。随后进入 IM 的设备视图，记录工程中的 PROFINET 设备名称、IP、子网和在线识别所需的信息；这些将用于第五节确认实际站点，不能只把项目树显示名当作已写入现场的名称。 [1]
3. 按现场顺序插入 I/O，不只统计黄色模块
在 ET 200SP 设备视图逐槽加入普通 I/O、F-I/O 和所需服务模块，核对型号与顺序，再检查底座和电位组。图 3 是同一旧例程的站内配置；图中服务模块也属于应核对的对象，不要只对照两块黄色模块。 [1] [11]
选中具体 F-I/O 后，从属性页进入它的参数，而不是一直停在 IM 属性里。此时应能用“站名＋槽位＋订货号”唯一说明正在修改哪块模块。实际没有这块模块、槽位不符或供电依据不清时，先修正记录和组态。底座本身的区别可另读 BaseUnit 与电位组说明。 [4]
三、分别核对地址、通道参数和监控时间
1. 先把四种身份分开
项目里同时出现多个“地址”，它们解决的不是同一件事。建议在记录里分列，避免把网络已通、程序地址已分配和安全身份已确认混成一个结果。 [1] [5] [11]
| 记录对象 | 用于核对什么 |
|---|---|
| PROFINET 名称 / IP | IM 所在站的网络配置与现场对应关系。 |
| I/O 起始地址与通道位置 | 程序在哪里取得或输出该模块的过程数据。 |
| F-source / F-destination address | 类型 2 的安全通信身份组合。 |
| 现场设备身份 | LED 闪烁识别，或规定的实物序列号核对；不是重新填写IP。 |
对类型 2，先在 F-CPU 属性中核对 Central F-source address（中央 F 源地址），再检查每块 F-I/O 的 F-destination address（F 目标地址）。源地址须满足网络范围唯一性，目标地址须满足 CPU 范围唯一性；“网络范围”不是仅指当前工程或一个 IP 子网。混用类型 1 时，还不能占用其 F 目标地址。 [5]
在支持的组态中，系统会帮助自动分配和检查部分地址关系，但复制整机工程后，不能假设另一个工程中的源地址也自动避让。先核对地址规划，再编辑；验收时还需在 Safety Summary 中复核。离线属性里的值已经填好，与现场模块已接受这组地址，是两个进度。 [5] [14]
2. 把参数值对应到接线和安全功能要求
在 F-I/O 属性中查看 F-parameters（F 参数）及该型号的通道参数。确认输入评估、传感器供电和测试条件与实际接线一致；输出侧另按负载及模块文档核对测试与回读要求。本文不提供适用于所有急停、光幕和负载的默认参数组合。 [4]
输入/输出起始地址也应留档。F 模块可能同时占用输入和输出地址，地址长度并不等于外接信号数量，因为通信还需要其他数据。程序应按对应模块的地址空间说明取过程位，不能把“模块占了多少字节”当成“有多少可用开关量”。 [11]
本节的检查结果应能写成“这个通道按哪张接线图、哪一条模块说明设置”。没有依据的参数暂不修改。通道级钝化和故障确认策略同样按具体模块确定；V21 对可用的自动重新集成设置明确要求先满足过程安全条件，不能为了减少确认操作而一律改成自动。 [4]
3. 区分 F-I/O 通信监控与安全程序执行周期
F-monitoring time（F 监控时间）可以来自 CPU 默认设置，也可按模块支持的方式在 F 参数中单独设置。检查时记录该模块实际采用哪个值，而不是只截 CPU 页面。F 运行组的最大周期监控位于 Safety Administration，和 PROFIsafe 通信监控不是同一个参数。 [4] [8]
选值既要避免无故障时反复超时，又要保证最大响应时间不超过过程允许值。不能把“加大以后不报警”作为唯一依据；没有所用设备和通信条件的时间核算，就不在这里给一个通用毫秒数。改变相关参数后，重新编译和验收范围也要重新评估。 [8]
四、核对安全程序框架，再编译和下载
在项目树打开 Safety Administration → F-runtime group，确认运行组、F-OB、主安全块以及所需实例 DB 的关联。V21 的默认框架可帮助找到这些对象；已有项目的名称和编号可以不同，不应为了对齐截图而重建。这里仅检查执行框架，具体急停逻辑留到功能应用篇。 [9]
“硬件组态篇”并不意味着安全参数改完只下载硬件。V21 明确要求：修改黄色标记的安全相关参数后，应编译并下载修改后的硬件组态和安全程序。其说明给出的入口是 Compile > Hardware and software (only changes)；即使 F-I/O 尚未被安全程序使用，也不能忽略该要求。保存工程本身不会执行完整一致性检查。 [2]
下载前：核对目标 CPU、工程备份、变更内容、预期停机及输出影响，确认维护窗口和恢复方案。原例程演示了“全部停止”“全部启动”，但本文不把这些选择写成现场默认动作。当前设备不能安全停机或恢复运行时，到这里停止。
在项目树选中目标 CPU，执行相应编译，逐项处理错误并判断警告的影响。通过后进入下载流程，在“扩展的下载到设备”中选择实际使用的 PG/PC 网卡及连接路径，搜索并识别目标，再阅读下载预览。图 4 用于辨认这些位置，不代表其 IP、网卡名和搜索到的第一台设备就是你的目标。 [1]
只有目标、变更范围和停机影响均与授权一致，才继续装载；装载后的启动也按批准条件执行。结果应记录为“指定版本的数据已下载到指定 CPU”，不是“整套安全功能通过”。Siemens 对 S7-1500F 下载后的程序识别另有要求，最终在线比较见第七节。 [10] [15]
五、把 PROFINET 设备名称写到正确的 IM
设备命名也是在线变更。先识别要操作的 IM，确认改名不会影响另一台正在运行的设备，再从网络视图的目标接口模块右键菜单进入“分配设备名称”。选择工程要求的名称、实际 PG/PC 接口，刷新可访问节点，并核对目标身份。 [1]
图 5 中，上方是准备使用的工程名称，下方是在线设备与其现有名称。应把目标的实际 MAC、型号与现场标识对上，必要时采用设备支持的识别方式；不能只看“型号一样”，也不能把下方任意旧名称抄回工程来消除差异。 [1]
确认对象后执行分配，再刷新读取结果：实际名称应与工程要求一致，站点归属及 PROFINET 诊断也应与组态对应。若找不到设备，先查供电、接线、网卡和可达路径；若名称仍不符，确认写入的是不是同一接口模块。此阶段没有完成，就不进入 F 模块地址分配。
完成这一节只解决了 PROFINET 站点对应关系。不要把“名称已分配”记录成“PROFIsafe 地址已分配”；下一节要识别的是该站中的具体 F 模块，而不是再给整个 IM 起一个名字。 [1] [14]
六、先识别 F 模块，再分配 PROFIsafe 地址
1. 核对在线前提，选择要识别的对象
V21 要求 F-CPU 与 F 模块已经组态、能够在线访问，并在识别前将当前硬件组态下载到 F-CPU。本篇采用的普通 ET 200SP 分布式站，先确认第五节的站点通信，再建立到相应 F-CPU 的在线连接。不是在旧组态上反复点击分配来尝试消除报错。 [6]
在网络视图选中带 F 模块的 IM，右键进入 Assign PROFIsafe address（分配 PROFIsafe 地址）；手册也允许只选单块 F 模块。为降低辨认错误的风险，本篇建议按自己的槽位记录逐块核对。一次可以选择多少、某类模块是否有额外限制，仍以适用文档为准。 [6]
2. 识别必须与现场对应，不能只看对话框
识别前：应能确认柜内目标模块的位置，或已按规定取得用于比较的序列号。选择 LED 闪烁方式时，点击 Identification 后，对照被选行与实际模块的灯光响应；V21 描述的是相应 DIAG、STATUS 指示灯的闪烁，不应脱离型号理解成所有指示灯都必须同样变化。 [6]
图 6 展示旧例程中的选择、识别和 Confirm 列。勾选一行只是提出待分配对象；软件显示“LED flashing”也不能代替人员核对柜内到底哪一块在闪。看不到目标、出现非预期模块响应，或对象数量与现场不符时，不勾确认，先排查差异。 [6]
采用序列号方式时，对于本文分布式站，比较对象是接口模块的规定序列号。手册 S046 要求从实际设备读取并记录，明确不允许用 TIA Portal 的 Online & diagnostics 页面读数代替这项实物核对。不能把一份来自同一软件界面的信息当成独立现场证据。 [6]
3. 确认身份后再执行地址写入
识别成功后，才在 Confirm 列确认相应模块，并执行 Assign PROFIsafe address。V21 说明可能需要 F-CPU 密码或 Full access including fail-safe 权限，还需要在 60 秒内确认随后的地址分配对话框。权限不足或确认超时，就重新核对并按流程处理，不把没有完成的写入记作成功。 [7]
图 7 是原例程的 assigned 结果。核对自己界面中每个目标行的状态，记录站、槽位、F 源地址、F 目标地址和识别方式。这个结果证明的是本次分配状态，不证明接线正确，也不能替代安全功能测试。 [1] [7] [13]
若提示模块不可用，先检查 PROFINET 通信、实际型号/固件与离线组态、供电、服务模块及电子编码元件的条件。官方 FAQ 也区分了 GSDML 设备的处理路径；遇到本篇范围外的设备，应转查其专门工具和文档，不按普通目录模块的方法反复试。 [11]
另一个需要保留的维护信息是“为什么重新分配”。V21 列出了修改 F 地址、更换电子编码元件等触发条件；普通掉电重启、符合其条件的模块维修更换，并不都要求再次分配。不要把每次通信恢复都变成一次地址重写。 [14]
七、在线核对结果，并明确下一步还有什么
地址写入后，分别检查站点通信、F 模块诊断和安全工程一致性。模块还有告警时先保存原始诊断、槽位和状态，不急着操作输出证明“已经通了”。以下几种结果应分开记录。
| 观察到的状态 | 下一项核对 |
|---|---|
| IM 可达，但地址分配失败 | 当前硬件是否已下载；具体F模块是否可达、型号是否对应、是否完成身份确认。 |
| 地址已 assigned，但模块仍钝化 | 查看相应通信、模块或通道故障，以及适用的重新集成条件。 |
| 输入灯已有响应，程序仍为0 | 核对实际过程地址、通道评估与诊断，不用强制值替代有效性检查。 |
| 在线/离线安全工程不一致 | 先确认连接的是目标CPU及预期工程版本，再分析未编译、未下载或变更记录。 |
恢复通信并不自动完成重新集成。对手册所述通信故障，应先消除故障、满足确认条件，再由规定的用户确认恢复过程值；恢复输出之前仍须确认其后果安全。具体变量和时序见 F-I/O 钝化与重新集成，本篇不提供自动确认或强制信号的捷径。 [12]
程序识别可在目标 CPU 的 Safety Administration → General 中进行：建立在线连接，比较在线 Collective F-Signature 与预期的离线值，并检查状态和版本比较。V21 对较旧固件还要求相应 F-admin 权限核对；基线例程的 CPU 固件 V2.1 不能遗漏该版本条件。 [10]
本次任务的可交付结果应包括：能够对应现场的设备和槽位清单、参数依据、网络与 F 地址记录、编译下载记录、模块识别及分配结果，以及仍未解决的诊断。尚未进行安全逻辑编程、接线测试或完整功能测试，就如实保留这个范围；不要把一张全绿截图写成设备已经可以投运。 [13]
后续更改 I/O 起始地址、槽位、IP、站名等，可能改变地址与接线对应。手册 S071 要求对此类变更进行接线测试；验收和归档也须覆盖相应变化。已经确认好的地址不是今后可以跳过复核的理由。 [4] [13]
完成硬件组态后，再进入 Safety 程序结构和 ESTOP1 急停功能的具体调用；准备投运时，结合 Safety 程序验收与归档补齐测试和版本证据。上述专题仍按系列计划逐篇修订。
资料来源
第1项是历史例程，第11项是官方 FAQ；其余均为 Siemens《SIMATIC Safety – Configuring and Programming》V21（11/2025）的具体章节。旧例程用于图示操作对象，新版资料用于明确规则和差异，两者不构成一套经过本站验证的统一工程。
1. Siemens 中国工业技术支持：TIA Portal中S7-1500F CPU与ET200SP安全模块的配置例程。STEP 7 Professional / Safety Advanced V14 SP1；第1节环境、第2节硬件配置，原图2-2、2-7、2-9、2-10、2-14、2-17、2-18。本文截图与历史示例配置的出处。
2. Overview of Configuration。V21，11/2025；地址类型、F参数、Changing safety-related parameters 与编译说明。
3. Configuring an F-CPU。V21，11/2025；Enabling F-capability、Configuring the F-parameters of the F-CPU。
4. Configuring F-I/O。V21，11/2025；Properties、Channel failure acknowledge、Customizing the F-monitoring time，以及接线测试警告S071。
5. PROFIsafe addresses for F-I/O of PROFIsafe address type 2。V21，11/2025；F-source address and F-destination address；Rules for address assignment，S052。
6. Identifying F-modules。V21，11/2025；Requirement、Procedure，目标识别警告S046。
7. Assign PROFIsafe address。V21，11/2025；Requirement、Procedure；权限和60秒确认要求。
8. Configuring the monitoring times。V21，11/2025；监控对象、Rules、General procedure。
9. Procedure for defining an F-runtime group (S7-1200, S7-1500)。V21，11/2025；默认运行组、Safety Administration入口、主安全块和实例DB。
10. Program identification。V21，11/2025；With the Safety Administration Editor；在线/离线一致性与固件相关检查。
11. Siemens S7-1500F 常问问题。读取“无法分配F目标地址”“F-I/O DB位置”“为何同时占输入输出地址”等相关条目；不将旧版最低软件要求当作现行推荐。
12. After communication errors。V21，11/2025；Behavior after communication errors、Reintegration of F-I/O。
13. Overview of System Acceptance。V21，11/2025；安全工程数据正确性证明与Safety summary。
14. Assigning a PROFIsafe address：Introduction。V21，11/2025；适用模块、Basic procedure，以及需要/不需要重新分配的条件。
15. Downloading project data to an S7-1500 F-CPU。V21，11/2025；警告S042，下载后的程序识别。
图片说明：七张图均来自资料[1]的公开官方例程，保留其原有标注；图中的IP、MAC、设备名和结果不属于本站现场记录。图片权利归Siemens，不随本站原创文字的CC BY-NC-SA许可重新授权。
修订说明：按「SIMATIC Safety 工程笔记」重建硬件组态任务，补入实际操作界面、设备名称与F地址的区分、模块识别、下载及在线核对；正文不设目录。本文为文档导读与检查建议，未进行仿真或实机验证。
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