安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP

   SIMATIC S7-300 CPU315F-2 PN/DP， 處理器，帶 512 KByte 主存儲(chǔ)器， 1 個(gè) MPI/DP 12MBit/s 接口， 2 個(gè) 以太網(wǎng) PROFINET 接口， 帶雙端口交換機(jī)， 需要微型存儲(chǔ)卡，訂貨號(hào)：6ES7315-2FJ14-0AB0。

    安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP，相對(duì)于 CPU 315-2DP來(lái)說(shuō)，其分布式故障安全 I/O 模塊不僅可通過(guò)集成式 PROFINET 接口 (PROFIsafe) 在本地連接，而且還能通過(guò)集成式 PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe) 進(jìn)行連接。

   帶有中等程序存儲(chǔ)器和程序規(guī)模的 CPU，用于建立故障安全儀表系統(tǒng)sis，適用于增安要求的工廠安全等級(jí)可達(dá) SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)故障安全 ET 200M I/O 模塊也可以集中連接，對(duì)于非安全應(yīng)用，可集中和分布式使用標(biāo)準(zhǔn)模塊，經(jīng)由 PROFINET 的基于組件的自動(dòng)化 (CBA)PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O，用于 2 端口交換機(jī)的 PROFINET 接口PROFINET 代理，用于基于組件的自動(dòng)化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備，CPU 的運(yùn)行需要 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡。

一、安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP應(yīng)用

   CPU 315F-2 PN/DP 允許對(duì)設(shè)備實(shí)施故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，以滿(mǎn)足提高的安全要求（特別是制造自動(dòng)化方面的安全要求）。

   可在 SIMATIC S7-300 中用作一個(gè) PROFINET IO 控制器和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) PROFIBUS DP 主站。CPU 315F-2 PN/DP 也可用作分布式智能從站(DP 從站)。

   可以通過(guò)兩個(gè)集成的接口連接包含故障安全型 I/O 模塊的分布式 I/O 站。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全相關(guān)的組態(tài)中。

   基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通訊。CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC 卡）。

二、安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP設(shè)計(jì)

CPU 315F-2 PN/DP 安裝有：

微處理器：
處理器完成每條二進(jìn)制指令的執(zhí)行時(shí)間約為 50 ns，每條浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算約為 450 ns。

存儲(chǔ)器：
512 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標(biāo)準(zhǔn)程序段；如果執(zhí)行安全型程序段，則必須考慮增加的存儲(chǔ)器空間要求（5 倍以上）。SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（ 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋?zhuān)┐鎯?chǔ)在 CPU 中。

靈活的擴(kuò)展能力：
?最多可以多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4 層配置）

MPI/DP 組合接口
第 1 個(gè)內(nèi)置 MPI/DP 接口可以最多同時(shí)建立 16 個(gè)與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個(gè)連接。通過(guò)MPI接口和“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”可以對(duì)32個(gè)CPU進(jìn)行簡(jiǎn)單組網(wǎng)。該接口可從MPI接口重新設(shè)置為DP接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運(yùn)行。
PROFIBUS DP 接口： 
全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。

以太網(wǎng)接口；
CPU 315-2 PN/DP 的第 2 個(gè)內(nèi)置接口是一個(gè)基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端口交換機(jī)。它支持下列協(xié)議：

S7通訊用于在SIMATIC控制器間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊;

通過(guò) STEP 7 進(jìn)行編程、啟動(dòng)和診斷的 PG/OP 通訊;

與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊;

基于 PROFINET 和 SIMATIC NET OPC 服務(wù)器的開(kāi)放式 TCP/IP 通訊，用于與其它控制器和帶單獨(dú) CPU 的 I/O 設(shè)備進(jìn)行通訊。

三、安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP功能

密碼保護(hù)；
?通過(guò)密碼，可保護(hù)用戶(hù)程序免受未經(jīng)的訪問(wèn)。

診斷緩沖器；
最后 500 個(gè)錯(cuò)誤和中斷事件保存在緩沖器中，供診斷用。

免維護(hù)數(shù)據(jù)備份；
當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，CPU 將自動(dòng)保存全部數(shù)據(jù)，當(dāng)電源恢復(fù)后，這些數(shù)據(jù)將保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及 CPU 的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

多點(diǎn)接口 (MPI)；
確定節(jié)點(diǎn)地址。

重新啟動(dòng)/周期性能特性；
設(shè)置周期時(shí)間和負(fù)載

時(shí)鐘存儲(chǔ)器：
設(shè)置地址

保護(hù)級(jí)別；
訪問(wèn)程序與數(shù)據(jù)的權(quán)限定義

系統(tǒng)診斷；
確定處理與診斷消息的范圍

監(jiān)視器中斷；
定義周期時(shí)間

實(shí)時(shí)中斷；
設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期。

PROFIBUS DP 主站/從站接口；
用戶(hù)定義的地址分配，適用于分布式 I/O?

顯示功能與信息功能

狀態(tài)和錯(cuò)誤指示；
發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時(shí)器、I/O、總線故障以及運(yùn)行狀態(tài)，如RUN、STOP、start-up。

測(cè)試功能；?
使用編程器顯示程序執(zhí)行過(guò)程中的信號(hào)狀態(tài)，可以不通過(guò)用戶(hù)程序修改過(guò)程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。

信息功能；
通過(guò)編程器以文本形式為用戶(hù)提供存儲(chǔ)能力信息、CPU的運(yùn)行模式，以及主存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成通信功能

編程器/OP 通信

全局?jǐn)?shù)據(jù)通信

S7 基本通信

S7 通信

通過(guò)TCP/IP進(jìn)行開(kāi)放通訊

PROFINET CBA（基于組件的自動(dòng)化）

Web 服務(wù)器

數(shù)據(jù)記錄路由

四、安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP通信

   控制器和分布式站點(diǎn)之間的安全通訊和標(biāo)準(zhǔn)通訊在 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 上進(jìn)行。特殊開(kāi)發(fā)的PROFIsafe支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文中傳送具有安全功能的用戶(hù)數(shù)據(jù)。無(wú)需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個(gè)操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個(gè)軟件塊裝載到 CPU 中。

五、安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP操作模式

   F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號(hào)模塊中。信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)來(lái)監(jiān)視輸入和輸出信號(hào)。CPU通過(guò)周期性自檢、命令測(cè)試以及基于邏輯和時(shí)間的程序執(zhí)行檢測(cè)，檢查控制器運(yùn)行的正確性。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì) I/O 進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。 運(yùn)行 CPU 315F-2 PN/DP 無(wú)需 F 運(yùn)行版。

六、安全儀表系統(tǒng)SIS模塊CPU315F-2PN/DP編程

   CPU 315F-2 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同。通過(guò)諸如 STEP 7 編程工具可創(chuàng)建非安全型用戶(hù)程序。

   選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對(duì)與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來(lái)創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

   具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式進(jìn)行連接，或利用 F 功能庫(kù)中的特殊功能數(shù)據(jù)塊進(jìn)行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統(tǒng)的統(tǒng)一表示，因而簡(jiǎn)化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)須使用其它工具，程序員就可以對(duì)安全型應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)。