使用 PROFIsafe 規(guī)約，可以在自動化系統(tǒng)（控制器）和過程 I/O 之間通過 PROFIBUS 或 PROFINET 進行安全型通信。選擇 PROFINET IO 還是 PROFIBUS DP/PA 現(xiàn)場總線，會對安全型系統(tǒng)的架構(gòu)產(chǎn)生重大影響。

有關(guān) PROFIBUS DP/PA 和 PROFINET IO 安全相關(guān)設(shè)計版本升級的信息，請參見“過程自動化的安全集成"一節(jié)，“簡介"。

安全 SIMATIC PCS 7 自動化系統(tǒng)基于 AS 410S 標(biāo)準自動化站（F 系統(tǒng)）的硬件或 AS 410H 容錯自動化站（FH 系統(tǒng)）的硬件，這些自動化站采用 SIMATIC S7 F systems 來實現(xiàn)安全功能。

根據(jù)設(shè)計形式的不同，可以將其分為：

• AS 單站 AS 410F，僅帶一個 CPU（安全型）

• AS 冗余站 AS 410FH，配 2 個冗余 CPU（安全型和高可用性型）

通過電源或工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊的冗余設(shè)計，可以靈活提高可用性（有關(guān)詳細信息，請參見“使用靈活，可用性高，可以擴展"下面的“AS 410 模塊化系統(tǒng)"一節(jié)）。

所有 AS 410F / FH 系統(tǒng)均通過 TüV 認證，并符合 IEC 61508 標(biāo)準的安全等級達到 SIL 3 的要求。

在具有多任務(wù)處理能力的系統(tǒng)中，一個 CPU 上可同時運行幾個程序，可用于基本過程控制 (BPCS) 應(yīng)用或安全型應(yīng)用。這些程序之間不會相互影響，即 BPCS 應(yīng)用中的故障不會對安全型的應(yīng)用產(chǎn)生影響，反之亦然。也可以完成具有很短響應(yīng)時間的特殊任務(wù)。

按照“二選一"原理運行的冗余 FH 系統(tǒng)由兩個設(shè)計相同的子系統(tǒng)組成。它們在電氣上相互隔離以達到最佳電磁兼容性，并通過光纜實現(xiàn)相互同步。發(fā)生故障時，將從運行中的子系統(tǒng)無擾動切換到后備系統(tǒng)。兩個子系統(tǒng)可存在于同一機架內(nèi)，或分開最大 10 km。在運行中的子系統(tǒng)所處環(huán)境中存在影響狀況時（例如，發(fā)生了火災(zāi)），空間上的分離提供了附加安全性。

FH 系統(tǒng)的冗余性僅用于增加可用性，與處理安全功能或相關(guān)的故障檢測無關(guān)。

AS 套件的單獨組態(tài)

安全型自動化系統(tǒng)的組態(tài)及其訂貨號可通過選擇預(yù)先定義好的訂貨單位來定義。

可使用“選型和訂貨數(shù)據(jù)"一節(jié)中的表來選擇相應(yīng)系統(tǒng)的典型組合。這些層分為：

• 帶一個 CPU 的 AS 單站 AS 410F

• 帶 2 個冗余 CPU 的 AS 冗余站 AS 410FH，安裝在一個公用機架 (UR2-H) 上或 2 個單獨的機架 (UR2) 上

使用西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中兩個相應(yīng)的在線選型軟件，可獲得完整選型范圍：

• SIMATIC PCS 7 AS 410 單站組態(tài)器

• SIMATIC PCS 7 AS 410 冗余站組態(tài)工具

應(yīng)針對安全型 AS 410 F/FH 自動化站來選擇系統(tǒng)擴展卡，包括 SIMATIC S7 F Systems 運行系統(tǒng)許可證。

必須單獨訂購長于 1 m 的同步光纖電纜（每種情況下都需要 2 根電纜）。

可以在“Safety Integrated for Process Automation"一章中訂購對安全型應(yīng)用進行工程組態(tài)所需的組件：

• SIMATIC S7 F 系統(tǒng)
  F 編程工具，帶用于在工程師站中對安全型用戶程序進行編程的 F 塊庫

• SIMATIC S7 安全矩陣
  用于組態(tài)、運行和維護的便捷安全生命周期工具

• 

后續(xù)性能提高/
使用冗余 PROFINET (R1)

如果在組態(tài)、調(diào)試或運行過程中達到了由訂購的系統(tǒng)擴展卡定義的系統(tǒng)限制，那么使用相應(yīng)數(shù)量的 CPU 410 擴展包（100 個 PO/500 個 PO）就可以。無需進行硬件改動。

除提高性能外，也可以擴展 PROFINET 功能。如果需要使用冗余 PROFINET (R1) 來代替 PROFINET 系統(tǒng)冗余 (S2)，那么可以使用 "CPU 410 擴展包 PN Red" 來擴展該功能。

通過 PROFIBUS DP 實現(xiàn) I/O 連接

分布式過程 I/O 可以直接或通過從屬 PROFIBUS PA 現(xiàn)場總線集成到 PROFIBUS DP 段。帶分布式過程 I/O 的多個 PROFIBUS DP 段可以在 AS 410F/FH 系統(tǒng)上操作。

CPU 410-5H Process Automation 中已集成進一個 PROFIBUS DP 接口。使用西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中或選型和訂貨數(shù)據(jù)中的在線組態(tài)工具，可通過每個 AS 410F 以及 AS 410FH 的每個子系統(tǒng)的附加 CP 443-5 PROFIBUS DP 接口模塊（保形涂層），配置最多 4 個附加 PROFIBUS DP 接口。

按照“高可用性自動化系統(tǒng)"一章中說明的方法將過程 I/O 連接到 FH 系統(tǒng)（冗余站）的 2 個冗余 PROFIBUS DP 總線。

過程自動化集成安全功能不支持 FOUNDATION Fieldbus (FF) H1 和 FF 設(shè)備。

通過 PROFINET 實現(xiàn) I/O 連接

安全型 AS 410F/FH 自動化站可通過 PROFINET IO 與遠程 I/O 站（例如，ET 200M 或 ET 200SP 遠程 I/O 站）相連。此時，在自動化系統(tǒng)中，僅能使用 CPU 內(nèi)部集成的 PROFINET 接口（雙端口交換機）。詳細信息，請參見章節(jié)“Safety Integrated for Process Automation"，“簡介"

通過工廠總線進行通信

如果安全自動化系統(tǒng)的 CPU 中集成的 PROFINET 接口不用于 PROFINET IO，那么這些接口也可用于連接至工業(yè)以太網(wǎng)工廠總線。否則，AS 410F 和 AS 410FH 的兩個子系統(tǒng)可各通過一個 CP 443-1 通信模塊（帶保形涂層）連接到工廠總線。

工廠總線可通過環(huán)形結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，如果對可用性要求很高，也可配置為冗余結(jié)構(gòu)。當(dāng)存在兩個冗余環(huán)時，需要使用兩個符合 AS（AS 410F）或 AS 子系統(tǒng)（AS 410FH）配置兩個 IE 接口/通信模塊并通過兩個環(huán)（4 路連接）。這樣就能夠允許出現(xiàn)雙重故障，例如在環(huán)網(wǎng) 2 上的總線電纜斷線的同時，環(huán)網(wǎng) 1 的交換機發(fā)生故障。

運行系統(tǒng)許可證

安全型自動化系統(tǒng)配有用于 100 個過程對象 (PO) 的 SIMATIC PCS 7 AS Runtime 許可證以及 SIMATIC S7 F Systems RT 許可證。采用額外的 100、1000 或 10000 PO 運行系統(tǒng)許可證，可對支持 100 PO SIMATIC PCS 7 AS 運行系統(tǒng)許可證進行擴展。附加實時運行授權(quán)的過程對象可加到已存在的過程對象中。附加運行版許可證的數(shù)量和類型（如 100 或 1000）無關(guān)緊要。