西门子CPU 317F-2 PN/DP

概述

• 基于 CPU 317-2 PN/DP
• 故障安全 CPU 带有较大程序存储器和数量框架，适用于要求苛刻大应用；用于在具有较高安全要求的工厂中建立故障安全自动化系统。
• 安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 通过内置的PROFINET接口(PROFIsafe)和／或内置的PROFIBUS DP接口(PROFIsafe)连接分布式I/O站中的故障安全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，可满足于故障安全无关的应用
• 在PROFINET上实现基于组件的自动化(CBA)
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O
• 用于 2 端口交换机的 PROFINET 接口
• PROFINET 代理，用于基于组件的自动化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能设备

CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡(MMC)。

应用

CPU 317F-2 PN/DP 允许对设备实施更为复杂的故障安全型自动化系统，以满足提高的安全要求（特别是制造自动化方面的安全要求）。

可在 SIMATIC S7-300 中用作一个 PROFINET IO 控制器和一个标准 PROFIBUS DP 主站。CPU 317F-2 PN/DP 也可用作分布式智能从站(DP 从站)。

可以通过两个集成的接口连接包含故障安全型 I/O 模块的分布式 I/O 站。ET 200M 的故障安全型 I/O 模块还可以安装在安全相关的中央组态中。

基于 PROFIsafe 行规执行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模块之间的安全通讯。

CPU 运行需要 SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）。

设计

CPU 317F-2 PN/DP 安装有：

• 微处理器：
  处理器完成每条二进制指令的执行时间约为 25 ns，每条浮点数运算约为 160 ns。
• 存储器:
  1.5 MB 高速工作存储器，用于与安全相关的程序段和标准程序段；对于与安全相关的程序段，则必须考虑增加存储空间（5倍以上）。SIMATIC 微型存储卡（大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。
• 灵活的扩展能力：
  多达 32 个模块，（4 层结构）
• 组合 MPI/DP 接口：
  第1个内置 DP 接口可以多同时建立 16 个与 S7-300/400 或与 PG、PC、OP 的连接。在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。
  MPI 可以通过“全局数据通讯”与多32个CPU组建简单的网络。
  该接口可从MPI接口重新设置为DP接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。
  PROFIBUS DP 接口:
  全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围。
• 以太网接口：
  CPU 317F-2 PN/DP 的第 2 个内置接口是一个基于以太网 TCP/IP 的 PROFINET 接口，带有双端口交换机。它支持下列协议：
  • S7通讯用于在SIMATIC控制器间进行数据通讯;
  • 通过 STEP 7 进行编程、启动和诊断的 PG/OP 通讯;
  • 与HMI和SCADA连接的PG/OP通讯;
  • 基于PROFInet和SIMATIC NET OPC服务器的开放式TCP/IP通讯，用于与其它控制器和带单独CPU的I/O设备进行通讯.

功能

• 密码保护；
  
通过密码，可保护用户程序免受未经授权的访问。
• 诊断缓冲器；
  后 500 个错误和中断事件保存在缓冲器中，供诊断用。
• 免维护数据备份；
  当电源发生故障时，CPU 将自动保存全部数据，当电源恢复后，这些数据将保持不变。

可参数化的特性

可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及 CPU 的响应进行参数设置：

• 多点接口 (MPI)；
  确定节点地址。
• 重新启动/周期性能特性；
  设置大周期时间和负载
• 时钟存储器：
  设置地址
• 保护级别；
  访问程序与数据的权限定义
• 系统诊断；
  确定处理与诊断消息的范围
• 监视器中断；
  定义周期时间
• 实时中断；
  设定起始日期、起始时间和间隔周期。
• PROFIBUS DP 主站/从站接口；
  用户定义的地址分配，适用于分布式 I/O


显示功能与信息功能

• 状态和错误指示；
  发光二极管显示，例如，硬件、编程、定时器、I/O、总线故障以及运行状态，如RUN、STOP、start-up.。
• 测试功能；

  使用编程器显示程序执行过程中的信号状态，可以不通过用户程序修改过程变量，以及输出堆栈内容。
• 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，以及主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。

集成通信功能

• 编程器/OP 通信
• 全局数据通信
• S7 基本通信
• S7 通信
• 通过TCP/IP进行开放通讯
• PROFINET CBA（基于组件的自动化）
• Web 服务器
• 数据记录路由

通信

中央控制器和分布式站点之间的安全通讯和标准通讯在 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 上进行。特殊开发的PROFIsafe支持在标准数据报文中传送具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块装载到 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号模块中。信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。

CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测，检查控制器运行的正确性。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对 I/O 进行检测。

当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。

运行 CPU 317F-2 PN/DP 无需 F 运行版授权。

编程

CPU 317F-2 PN/DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同。通过诸如 STEP 7 编程工具可创建非安全型用户程序。

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

STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。

具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式进行连接，或利用 F 功能库中的特殊功能数据块进行连接。 使用 F FBD 或 F LAD 可简化工厂的
组态与编程，也因与特定工厂无关的统一表示形式而简化了验收测试。无须使用其它工具，程序员就可以对安全型应用进行组态。

技术规范