安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP

一、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP概述

   SIMATIC S7-300 CPU319F-3 PN/DP， 中央處理器，帶 2.5MB 內存， 1 個 MPI/DP 12MBit/s 接口， 2個 DP-Master/Slave 接口， 3個 以太網 PROFINET 接口， 需要微型存儲卡，訂貨號：6ES7318-3FL01-0AB0。

    安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP，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規模，用于建立故障安全型自動化系統，適用于增加安全儀表系統SIS要求的工廠。

   符合 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1) 的安全要求，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，對于非安全應用，可集中式或分布式地操作標準模塊在基于組件的自動化中實現分布式智能系統 (PROFINET)，在PROFIBUS上實現等時同步模式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。

二、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP應用

   安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP，CPU 319F-3 PN/DP是最快速的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化任務以及具有嚴格的安全要求的工廠使用。

它可作為 SIMATIC S7-300 中的 PROFINET IO 控制器和標準 PROFIBUS DP 主站。CPU 319F-3 PN/DP 也可用作分布式智能設備（DP 從站）。

帶故障安全I/O模塊的分布式I/O設備可以通過三個內置的接口連接。ET 200 M 故障安全型 I/O 模塊可以滿足安全相關的應用。

無需其他組件，通過CPU的內置通訊選件就可以實現網絡自動化解決方案（也可以使故障安全型解決方案）。

三、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP設計

CPU 319F-3 PN/DP 特性：

極高的處理性能和通訊性能

1.4 MB 工作存儲器;
通過擴展工作存儲器執行與運行相關的用戶程序，可以顯著提高用戶程序的空間。對于與安全相關的程序，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（最大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋）保存在 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 個模塊，（4排結構）

MPI/DP 組合接口；
第一個集成的 MPI/DP 接口最多能同時建立 32 個與 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 各保留一個連接。
使用MPI，可通過“全局數據通訊”建立一個32個CPU互鏈的簡單網絡。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個集成的 MPI/DP 接口最多能同時建立 32 個與 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。

以太網接口；
CPU 319F-3 PN/DP 的第3個內置接口是一個基于 Ethernet TCP/IP 的 PROFINET 接口。它支持下列協議：

S7 通訊用于在 SIMATIC 控制器間交換數據

用于通過 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 PROFINET 進行的開放式 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設備進行通訊

四、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-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 100 個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；
當電源發生故障時，CPU將自動保存全部數據(最多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、屬性以及 CPU 的響應進行參數設置：

MPI 多點接口；
確定站地址

啟動/循環響應；
確定最大循環時間和裝載

同步中斷；
設置DP主站系統、子過程映像數量和延時時間

時鐘位存儲器；
?設定地址

保持性；
設置保持區

時鐘中斷；
設定起始日期、起始時間和間隔周期。

監視器中斷；
設定周期時間

系統診斷；
定義診斷報警的處理和范圍

時鐘；
設定AS內或MPI上的同步類型

保護等級；
設置訪問程序和數據的權限

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 規程對時間同步進行參數化

信息和顯示功能

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，如運行、停止和重啟。

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

S5 兼容通信

路由

PROFIBUS DP 主站/從站

通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進行開放式通信

PROFINET IO 控制器

PROFINET CBA（基于組件的自動化）

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、時間測量等。
有關詳細信息，請參見手冊。

五、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP通信

   安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP，通過PROFIBUS DP和／或 PROFINET 實現中央控制器和分布式站之間的安全相關通訊和標準通訊。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。

六、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP操作模式

   安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP 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。CPU 319F-3 PN/DP的運行不需要F運行授權。

七、安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/DP編程

   安全儀表系統SIS模塊CPU319F-2PN/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。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 可簡化工廠的組態與編程，也因與特定工廠無關的統一表示形式而簡化了驗收測試。無須使用其它工具，程序員就可以對安全型應用進行組態。