安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP

   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 PROFINET 接口， 帶雙端口交換機， 需要微型存儲卡，訂貨號：6ES7315-2FJ14-0AB0。

    安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP，相對于 CPU 315-2DP來說，其分布式故障安全 I/O 模塊不僅可通過集成式 PROFINET 接口 (PROFIsafe) 在本地連接，而且還能通過集成式 PROFIBUS DP 接口(PROFIsafe) 進行連接。

   帶有中等程序存儲器和程序規模的 CPU，用于建立故障安全儀表系統sis，適用于增安要求的工廠安全等級可達 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，對于非安全應用，可集中和分布式使用標準模塊，經由 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 智能設備，CPU 的運行需要 SIMATIC 微型存儲卡。

一、安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP應用

   CPU 315F-2 PN/DP 允許對設備實施故障安全型自動化系統，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 控制器和一個標準 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的中央組態中。

   基于 PROFIsafe 行規執行 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）。

二、安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP設計

CPU 315F-2 PN/DP 安裝有：

微處理器：
處理器完成每條二進制指令的執行時間約為 50 ns，每條浮點數運算約為 450 ns。

存儲器：
512 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標準程序段；如果執行安全型程序段，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（最大 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。

靈活的擴展能力：
?最多可以多達 32 個模塊，（4 層配置）

MPI/DP 組合接口
第 1 個內置 MPI/DP 接口可以最多同時建立 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“全局數據通訊”可以對32個CPU進行簡單組網。該接口可從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。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數賦值能力的范圍。

以太網接口；
CPU 315-2 PN/DP 的第 2 個內置接口是一個基于以太網 TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端口交換機。它支持下列協議：

S7通訊用于在SIMATIC控制器間進行數據通訊;

通過 STEP 7 進行編程、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 設備進行通訊。

三、安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP功能

密碼保護；
?通過密碼，可保護用戶程序免受未經授權的訪問。

診斷緩沖器；
最后 500 個錯誤和中斷事件保存在緩沖器中，供診斷用。

免維護數據備份；
當電源發生故障時，CPU 將自動保存全部數據，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、屬性以及 CPU 的響應進行參數設置：

多點接口 (MPI)；
確定節點地址。

重新啟動/周期性能特性；
設置最大周期時間和負載

時鐘存儲器：
設置地址

保護級別；
訪問程序與數據的權限定義

系統診斷；
確定處理與診斷消息的范圍

監視器中斷；
定義周期時間

實時中斷；
設定起始日期、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

狀態和錯誤指示；
發光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器、I/O、總線故障以及運行狀態，如RUN、STOP、start-up。

測試功能；?
使用編程器顯示程序執行過程中的信號狀態，可以不通過用戶程序修改過程變量，以及輸出堆棧內容。

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前的使用情況、當前的循環時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

通過TCP/IP進行開放通訊

PROFINET CBA（基于組件的自動化）

Web 服務器

數據記錄路由

四、安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP通信

   中央控制器和分布式站點之間的安全通訊和標準通訊在 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 上進行。特殊開發的PROFIsafe支持在標準數據報文中傳送具有安全功能的用戶數據。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的擴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。

五、安全儀表系統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模塊中。信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術來監視輸入和輸出信號。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行檢測，檢查控制器運行的正確性。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對 I/O 進行檢測。當系統診斷出一個故障時，系統將進入安全狀態。 運行 CPU 315F-2 PN/DP 無需 F 運行版授權。

六、安全儀表系統SIS模塊CPU315F-2PN/DP編程

   CPU 315F-2 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統的編程方法相同。通過諸如 STEP 7 編程工具可創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行編程。選件包中包括所有用來創建 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 方式進行連接，或利用 F 功能庫中的特殊功能數據塊進行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統的統一表示，因而簡化系統的組態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用進行組態。