概述

• 故障安全型CPU具有很高的處理性能，大容量程序存儲(chǔ)器和程序框架
• 用于構(gòu)建故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，提高工廠的安全性
• 符合 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1) 的安全要求
• 可以通過(guò)內(nèi)置 PROFINET 接口 (PROFIsafe) 和/或通過(guò)內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe)連接故障安全I(xiàn)/O模塊。
• 也可連接ET200M的故障安全I(xiàn)/O模塊
• 在非安全型應(yīng)用中，可集中式或分布式使用標(biāo)準(zhǔn)模塊
• 在基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)
• 在PROFIBUS上實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步模式
• 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 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)。

應(yīng)用

CPU 319F-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲(chǔ)器. 它特別是用于具有擴(kuò)展自動(dòng)化任務(wù)以及具有嚴(yán)格的安全要求的工廠使用。

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 319F-3 PN/DP也可用作分布式智能從站(DP從站)。

帶故障安全I(xiàn)/O模塊的分布式I/O設(shè)備可以通過(guò)三個(gè)內(nèi)置的接口連接。 ET 200M故障安全型I/O模塊也可滿足安全相關(guān)的應(yīng)用。

無(wú)需其他組件，通過(guò)CPU的內(nèi)置通訊選件就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化解決方案(也可以使故障安全型解決方案)。

設(shè)計(jì)

CPU 319F-3 PN/DP 特性：

• *的處理性能和通訊性能
• 1.4 MB 工作存儲(chǔ)器;
  通過(guò)擴(kuò)展工作存儲(chǔ)器執(zhí)行與運(yùn)行相關(guān)的用戶程序，可以顯著提高用戶程序的空間。對(duì)于與安全相關(guān)的程序，必須要增加存儲(chǔ)器空間（應(yīng)大于5倍）。作為程序裝載存儲(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  個(gè)集成的 MPI/DP 接口多能同時(shí)建立 32 個(gè)與 S7-300/400的連接或與編程器、PC 和 OP 的連接。 在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。
  使用MPI，可通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”建立一個(gè)32個(gè)CPU互鏈的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。該接口可以從 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)。這可以增強(qiáng) DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站的診斷和參數(shù)化功能。
• DP 接口；
  第2個(gè)集成的 MPI/DP 接口多能同時(shí)建立 32 個(gè)與 S7-300/400的連接或與編程器、PC 和 OP 的連接。 在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。
  DP接口也可作為DP主站或DP從站使用。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時(shí)模式下運(yùn)行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這可以增強(qiáng) DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站的診斷和參數(shù)化功能。
• 以太網(wǎng)接口；
  CPU 319F-3 PN/DP 的第3個(gè)內(nèi)置接口是一個(gè)基于 Ethernet TCP/IP 的 PROFINET 接口。它支持下列協(xié)議：
  • S7 通訊用于在 SIMATIC 控制器間交換數(shù)據(jù)
  • 用于通過(guò) STEP 7 編程、調(diào)試和診斷的編程器/OP通訊
  • PG/OP通訊用于與HMI和SCADA連接
  • 通過(guò) PROFINET 進(jìn)行的開放式 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 通訊
  • SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設(shè)備進(jìn)行通訊

功能

• 密碼保護(hù)；
  ?通過(guò)密碼，可保護(hù)用戶程序免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。
• 診斷緩沖器；
  后 100 個(gè)錯(cuò)誤和中斷事件保存在緩沖器中，供診斷用。
• 維護(hù)的數(shù)據(jù)后備；
  當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，CPU將自動(dòng)保存全部數(shù)據(jù)(多700KB)，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：

• MPI 多點(diǎn)接口；
  確定站地址
• 啟動(dòng)/循環(huán)響應(yīng)；
  確定大循環(huán)時(shí)間和裝載
• 同步中斷；
  設(shè)置DP主站系統(tǒng)、子過(guò)程映像數(shù)量和延時(shí)時(shí)間
• 時(shí)鐘位存儲(chǔ)器；
  ?設(shè)定地址
• 保持性；
  設(shè)置保持區(qū)
• 時(shí)鐘中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期。
• 監(jiān)視器中斷；
  設(shè)定周期時(shí)間
• 系統(tǒng)診斷；
  定義診斷報(bào)警的處理和范圍
• 時(shí)鐘；
  設(shè)定AS內(nèi)或MPI上的同步類型
• 保護(hù)等級(jí)；
  設(shè)置訪問(wèn)程序和數(shù)據(jù)的權(quán)限
• 模式；
  既可以選擇測(cè)試模式，也可以選擇處理模式
• 通信；
  保留連接源
• PROFIBUS DP 主站/從站接口；
  用戶定義的地址分配，適用于分布式 I/O
• PROFINET 接口
  使用 NTP 規(guī)程對(duì)時(shí)間同步進(jìn)行參數(shù)化

信息和顯示功能

• 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)，如運(yùn)行、停止和重啟。
• 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
• S5 兼容通信
• 路由
• PROFIBUS DP 主站/從站
• 通過(guò) TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進(jìn)行開放式通信
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET CBA（基于組件的自動(dòng)化）
• 系統(tǒng)函數(shù)；
  CPU 提供了全面的系統(tǒng)函數(shù)，用于診斷、參數(shù)設(shè)置、同步、中斷、時(shí)間測(cè)量等。
  有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè)。

通信

通過(guò)PROFIBUS DP和／或 PROFINET 實(shí)現(xiàn)中央控制器和分布式站之間的安全相關(guān)通訊和標(biāo)準(zhǔn)通訊。特殊開發(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。

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)。

CPU 319F-3 PN/DP的運(yùn)行不需要F運(yùn)行授權(quán)。

編程

CPU 319F-3 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。

帶有安全功能的 F 程序鏈接在 F-FBD 或 F-LAD 或使用 F 庫(kù)中的特殊功能塊。使用 F FBD 或 F LAD 可簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)與編程，也因與特定工廠無(wú)關(guān)的統(tǒng)一表示形式而簡(jiǎn)化了驗(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)。

技術(shù)規(guī)范