西门子 CPU 315F-2 DP

概述

• 故障安全型自动化系统，可提高工程的安全需求
  
• 基于SIMATIC CPU 315-2 DP
  
• 安全性满足 SIL 3（IEC 61508）、AK6（DIN V 19250）和Cat.4 符合 EN 954-1
  
• 通过内置的 PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe)可以连接分布式故障安全I/O模块．
  
• 也可以集中式连接ET200M故障安全型I/O模块
  
• 标准模块的集中式和分布式使用，可以满足与安全无关的应用

应用

CPU 315F-2 DP支持建立一个故障安全自动化系统，以满足不断增长的安全需要，特别适用于生产工程。

F CPU与故障安全I/O模块之间的安全相关通讯通过PROFIsafe实现。

设计

CPU 315F-2 DP 安装有：

• 微处理器:
  处理器处理每个二进制指令的时间达到 100 ns。
  
• 存储器:
  192KB 高速 RAM，用于安全相关的和标准程序组件；对于与安全相关的程序组件，需要增加存储空间(5倍)。其中192 KB RAM 中，128 KB 数据存储器可用于标准应用。微存储卡(最大8MB)，可作为程序的装载存储器，同时也可以在CPU中存储项目数据(包括符号和注释)。
  
• 灵活的扩展能力
  多达 31 个模块，（4排结构）
  
• 多点接口 MPI;
  内置 MPI 接口可以最多同时建立 16 个与 S7-300/400 或与 PG、PC、OP 的连接。在这些连接中，总要分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。通过“全局数据通讯”，MPI可以用来建立最多16个CPU组成的简单网络。
  
• PROFIBUS DP 接口:
  带有 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 315F-2 DP 可以用来建立高速、易用的分布式自动化系统。 对用户来说，可以采用与集中式I/O相同的方法处理分布式I/O(组态、编址和程序)
  可通过内置的PROFIBUS DP接口连接带故障安全I/O模块的分布式I/O站。ET 200M故障安全型I/O模块可以满足安全相关的应用。
  F CPU与故障安全I/O模块之间的安全相关通讯通过PROFIsafe实现。

功能

• 口令保护;
  用户程序使用密码保护，可防止非法访问。
  
• 诊断缓冲;
  最后100个故障和中断事件保存在该缓冲区中，供诊断使用。
  
• 免维护的数据后备;
  在断电的情况下，CPU自动地将所有标准数据写到微存储卡中，这样，在再次通电时它能保持不变。

STEP 7可用于对S7组态设置参数以及设置CPU的属性和响应参数：

• MPI 多点接口;
  定义节点地址
  
• 重启动/循环周期的性能特性;
  确定最大的循环周期时间和负载，以及自检功能
  
• 时钟位内存;
  地址设置
  
• 保护等级;
  设置程序和数据的访问权限
  
• 系统诊断;
  定义诊断报文的处理和范围。
  
• 监视中断;
  设置周期。
  
• 日时钟中断;
  启始日期、启始时间和周期性设置
  
• PROFIBUS DP 主/从接口；
  可为分布式 I/O 进行分配地址

• 状态和故障指示;
  发光二极管显示，例如，硬件、编程、定时器或I/O出错以及运行模式，如RUN、STOP、Startup
  
• 测试功能;
  可使用编程器显示程序执行过程中的信号状态，不通过用户程序而修改过程变量，以及读取堆栈内容。
  
• 信息功能;
  通过编程器以文本形式为用户提供存储能力信息、CPU的运行模式，以及工作存储器和装载存储器当前的使用情况、当前的循环时间和诊断缓冲区的内容。

• PG/OP通讯
  
• 全局数据通讯
  
• S7 基本通讯
  
• S7 通讯(只是服务器)

通过PROFIBUS DP实现中央控制器和分布式站之间的安全相关通讯和标准通讯。通过特别开发的PROFIBUS行规PROFIsafe，可以在标准数据报文中传输带有安全功能的用户数据。无需其它硬件组件，例如特殊安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可以作为一个软件插件装载到CPU中。

运行模式

F CPU的安全功能包含在CPU的F程序中和包含在故障安全信号模块中。

信号模块通过差异分析监视输入和输出信号。

CPU通过自检、指令测试和顺序程序流控制来监视PLC的正确运行。此外，通过请求信号检查I/O。

如果系统诊断出一个错误，则随后转入安全状态。

运行 S7-300F-2 DP 时需要一个F运行授权。

编程

S7-300F的编程与其他SIMATIC S7系统的编程几乎一样。通过诸如STEP 7编程工具创建非安全相关的用户程序。

SIMATIC S7 分布式安全选件包

STEP 7选件包"S7 F Distributed Safety"用来编写安全相关的程序。选件包中包括所有用来创建F程序的所有功能和块。

带有安全功能的F程序链接在F-FBD或F-LAD或使用F库中的特殊功能块。由于具有统一的、各供应商可统一采用的以及经过测试的编程软件，使用F-FBD或F-LAD可以简化工厂的规划和编程。无需使用其它工具，程序员可以将精力集中到安全应用的组态中。