概述

• 故障安全型CPU具有很高的處理性能，大容量程序存儲器和程序框架
• 用于構建故障安全型自動(dòng)化系統，提高工廠(chǎng)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)內置 PROFINET 接口 (PROFIsafe) 和/或通過(guò)內置的 PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe)連接故障安全I/O模塊。
• 也可連接ET200M的故障安全I/O模塊
• 在非安全型應用中，可集中式或分布式使用標準模塊
• 在基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現分布式智能系統 (PROFINET)
• 在PROFIBUS上實(shí)現等時(shí)同步模式
• PROFINET 代理，用于基于組件的自動(dòng)化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設備

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)。

應用

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

可在SIMATIC S7-300中用作一個(gè)PROFINET IO控制器和一個(gè)標準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/O模塊的分布式I/O設備可以通過(guò)三個(gè)內置的接口連接。 ET 200M故障安全型I/O模塊也可滿(mǎn)足安全相關(guān)的應用。

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

設計

CPU 319F-3 PN/DP 特性：

• *的處理性能和通訊性能
• 1.4 MB 工作存儲器;
  通過(guò)擴展工作存儲器執行與運行相關(guān)的用戶(hù)程序，可以顯著(zhù)提高用戶(hù)程序的空間。對于與安全相關(guān)的程序，必須要增加存儲器空間（應大于5倍）。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡（大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋?zhuān)┍４嬖?CPU 中。裝載存儲器還可用于數據歸檔和配方管理。
• 靈活的擴展能力;
  多達 32 個(gè)模塊，（4排結構）
• 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)“全局數據通訊”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 接口重新設置為 DP 接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。
  PROFIBUS DP 接口:
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這可以增強 DP V1 標準從站的診斷和參數化功能。
• 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)模式下運行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這可以增強 DP V1 標準從站的診斷和參數化功能。
• 以太網(wǎng)接口；
  CPU 319F-3 PN/DP 的第3個(gè)內置接口是一個(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 控制器間交換數據
  • 用于通過(guò) STEP 7 編程、調試和診斷的編程器/OP通訊
  • PG/OP通訊用于與HMI和SCADA連接
  • 通過(guò) PROFINET 進(jìn)行的開(kāi)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設備進(jìn)行通訊

功能

• 密碼保護；
  ?通過(guò)密碼，可保護用戶(hù)程序免受未經(jīng)授權的訪(fǎng)問(wèn)。
• 診斷緩沖器；
  后 100 個(gè)錯誤和中斷事件保存在緩沖器中，供診斷用。
• 維護的數據后備；
  當電源發(fā)生故障時(shí)，CPU將自動(dòng)保存全部數據(多700KB)，當電源恢復后，這些數據將保持不變。

可參數化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及 CPU 的響應進(jìn)行參數設置：

• MPI 多點(diǎn)接口；
  確定站地址
• 啟動(dòng)/循環(huán)響應；
  確定大循環(huán)時(shí)間和裝載
• 同步中斷；
  設置DP主站系統、子過(guò)程映像數量和延時(shí)時(shí)間
• 時(shí)鐘位存儲器；
  ?設定地址
• 保持性；
  設置保持區
• 時(shí)鐘中斷；
  設定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期。
• 監視器中斷；
  設定周期時(shí)間
• 系統診斷；
  定義診斷報警的處理和范圍
• 時(shí)鐘；
  設定AS內或MPI上的同步類(lèi)型
• 保護等級；
  設置訪(fǎng)問(wèn)程序和數據的權限
• 模式；
  既可以選擇測試模式，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(hù)定義的地址分配，適用于分布式 I/O
• PROFINET 接口
  使用 NTP 規程對時(shí)間同步進(jìn)行參數化

信息和顯示功能

• 狀態(tài)和錯誤指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時(shí)器、I/O、總線(xiàn)故障以及運行狀態(tài)，如運行、停止和重啟。
• 測試功能；?
  使用編程器顯示程序執行過(guò)程中的信號狀態(tài)，可以不通過(guò)用戶(hù)程序修改過(guò)程變量，以及輸出堆棧內容。
• 信息功能；
  通過(guò)編程器以文本形式為用戶(hù)提供存儲能力信息、CPU的運行模式，以及主存儲器和裝載存儲器當前的使用情況、當前的循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區的內容。

集成通信功能

• 編程器/OP 通信
• 全局數據通信
• 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(kāi)放式通信
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET CBA（基于組件的自動(dòng)化）
• 系統函數；
  CPU 提供了全面的系統函數，用于診斷、參數設置、同步、中斷、時(shí)間測量等。
  有關(guān)詳細信息，請參見(jiàn)手冊。

通信

通過(guò)PROFIBUS DP和／或 PROFINET 實(shí)現中央控制器和分布式站之間的安全相關(guān)通訊和標準通訊。特殊開(kāi)發(fā)的PROFIsafe支持在標準數據報文中傳送具有安全功能的用戶(hù)數據。無(wú)需其它硬件組件，例如特殊安全總線(xiàn)。所需的軟件既可以作為一個(gè)操作系統的擴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模塊中。信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)來(lái)監視輸入和輸出信號。

CPU通過(guò)周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時(shí)間的程序執行檢測，檢查控制器運行的正確性。此外，通過(guò)“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對 I/O 進(jìn)行檢測。

當系統診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統將進(jìn)入安全狀態(tài)。

CPU 319F-3 PN/DP的運行不需要F運行授權。

編程

CPU 319F-3 PN/DP的編程方法與SIMATIC S7系統的編程方法相同．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 庫中的特殊功能塊。使用 F FBD 或 F LAD 可簡(jiǎn)化工廠(chǎng)的組態(tài)與編程，也因與特定工廠(chǎng)無(wú)關(guān)的統一表示形式而簡(jiǎn)化了驗收測試。無(wú)須使用其它工具，程序員就可以對安全型應用進(jìn)行組態(tài)。

技術(shù)規范