西門子S7-300中央處理器CPU 315F-2 PN/DP

6ES7315-2FJ14-0AB0 SIMATIC S7-300 CPU315F-2 PN/DP， 中央處理器，帶 512 KByte 主存儲器， 1 個 MPI/DP 12MBit/s 接口， 2 個 以太網(wǎng) PROFINET 接口， 帶雙端口交換機(jī)， 需要微型存儲卡

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概述

• 基于 CPU 315-2 PN/DP
• 帶有中等程序存儲器和程序規(guī)模的 CPU，用于建立故障安全自動化系統(tǒng)，適用于增安要求的工廠
• 安全等級可達(dá) SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 分布式故障安全 I/O 模塊可通過集成式 PROFINET 接口 (PROFIsafe) 在本地連接和/或通過集成式 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 進(jìn)行連接
• 故障安全 ET 200M I/O 模塊也可以集中連接
• 對于非安全應(yīng)用，可集中和分布式使用標(biāo)準(zhǔn)模塊
• 經(jīng)由 PROFINET 的基于組件的自動化 (CBA)
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運行分布式 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化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備

CPU 的運行需要 SIMATIC 微型存儲卡。

應(yīng)用

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

可在 SIMATIC S7-300 中用作一個 PROFINET IO 控制器和一個標(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)。

可以通過兩個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)的中央組態(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 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）。

設(shè)計

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)行時間約為 50 ns，每條浮點數(shù)運算約為 450 ns。
• 存儲器：
  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器空間要求（5 倍以上）。SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力：
  ?多可以多達(dá) 32 個模塊，（4 層配置）
• MPI/DP 組合接口
  第 1 個內(nèi)置 MPI/DP 接口可以多同時建立 16 個與 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連接。通過MPI接口和“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”可以對32個CPU進(jìn)行簡單組網(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 個內(nèi)置接口是一個基于以太網(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 STEP 7 進(jìn)行編程、啟動和診斷的 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)器的開放式 TCP/IP 通訊，用于與其它控制器和帶單獨 CPU 的 I/O 設(shè)備進(jìn)行通訊。

功能

• 密碼保護(hù)；
  ?通過密碼，可保護(hù)用戶程序免受未經(jīng)授權(quán)的訪問。
• 診斷緩沖器；
  后 500 個錯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，CPU 將自動保存全部數(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 S7 的組態(tài)、屬性以及 CPU 的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• 多點接口 (MPI)；
  確定節(jié)點地址。
• 重新啟動/周期性能特性；
  設(shè)置大周期時間和負(fù)載
• 時鐘存儲器：
  設(shè)置地址
• 保護(hù)級別；
  訪問程序與數(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；
  定義周期時間
• 實時中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時間和間隔周期。
• 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?

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和錯誤指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器、I/O、總線故障以及運行狀態(tài)，如RUN、STOP、start-up。
• 測試功能；?
  使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以不通過用戶程序修改過程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過編程器以文本形式為用戶提供存儲能力信息、CPU的運行模式，以及主存儲器和裝載存儲器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時間和診斷緩沖區(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TCP/IP進(jìn)行開放通訊
• PROFINET CBA（基于組件的自動化）
• Web 服務(wù)器
• 數(shù)據(jù)記錄路由

通信

中央控制器和分布式站點之間的安全通訊和標(biāo)準(zhǔn)通訊在 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 上進(jìn)行。特殊開發(fā)的PROFIsafe支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文中傳送具有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件，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)來監(jiān)視輸入和輸出信號。CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執(zhí)行檢測，檢查控制器運行的正確性。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請求，還可以對 I/O 進(jìn)行檢測。當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個故障時，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。 運行 CPU 315F-2 PN/DP 無需 F 運行版授權(quán)。

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) 用于對與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來創(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，因而簡化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗收測試。無須使用其它工具，程序員就可以對安全型應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)。

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