安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP

一、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP概述

   SIMATIC S7-300 CPU319F-3 PN/DP， 中央处理器，带 2.5MB 内存， 1 个 MPI/DP 12MBit/s 接口， 2个 DP-Master/Slave 接口， 3个 以太网 PROFINET 接口， 需要微型存储卡，订货号：6ES7318-3FL01-0AB0。

    安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP，故障安全型 CPU 具有很高的处理性能、大容量程序存储器和程序规模，用于建立故障安全型自动化系统，适用于增加安全仪表系统SIS要求的工厂。

   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 模块可通过集成式 PROFINET 接口 (PROFIsafe) 在本地连接和/或通过集成式 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 进行连接；故障安全 ET 200M I/O 模块也可以集中连接，对于非安全应用，可集中式或分布式地操作标准模块在基于组件的自动化中实现分布式智能系统 (PROFINET)，在PROFIBUS上实现等时同步模式PROFINET 代理，用于基于组件的自动化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能设备，CPU 的运行需要 SIMATIC 微型存储卡。

二、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP应用

   安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP，CPU 319F-3 PN/DP是最快速的S7-300 CPU，具有大容量程序存储器。它特别是用于具有扩展自动化任务以及具有严格的安全要求的工厂使用。

它可作为 SIMATIC S7-300 中的 PROFINET IO 控制器和标准 PROFIBUS DP 主站。CPU 319F-3 PN/DP 也可用作分布式智能设备（DP 从站）。

带故障安全I/O模块的分布式I/O设备可以通过三个内置的接口连接。ET 200 M 故障安全型 I/O 模块可以满足安全相关的应用。

无需其他组件，通过CPU的内置通讯选件就可以实现网络自动化解决方案（也可以使故障安全型解决方案）。

三、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP设计

CPU 319F-3 PN/DP 特性：

极高的处理性能和通讯性能

1.4 MB 工作存储器;
通过扩展工作存储器执行与运行相关的用户程序，可以显著提高用户程序的空间。对于与安全相关的程序，必须要增加存储器空间（应大于5倍）。作为程序装载存储器的微型存储卡（最大为 8 MB）也允许将可以项目（包括符号和注释）保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。

灵活的扩展能力;
多达 32 个模块，（4排结构）

MPI/DP 组合接口；
第一个集成的 MPI/DP 接口最多能同时建立 32 个与 S7-300/400的连接或与编程器、PC 和 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。
使用MPI，可通过“全局数据通讯”建立一个32个CPU互链的简单网络。该接口可以从 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。这可以增强 DP V1 标准从站的诊断和参数化功能。

DP 接口；
第2个集成的 MPI/DP 接口最多能同时建立 32 个与 S7-300/400的连接或与编程器、PC 和 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。
DP接口也可作为DP主站或DP从站使用。在该接口上，PROFIBUS DP从站可在等时模式下运行．全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这可以增强 DP V1 标准从站的诊断和参数化功能。

以太网接口；
CPU 319F-3 PN/DP 的第3个内置接口是一个基于 Ethernet TCP/IP 的 PROFINET 接口。它支持下列协议：

S7 通讯用于在 SIMATIC 控制器间交换数据

用于通过 STEP 7 编程、调试和诊断的编程器/OP通讯

PG/OP通讯用于与HMI和SCADA连接

通过 PROFINET 进行的开放式 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 通讯

SIMATIC NET OPC-Server用于与其它控制器以及CPU自带的I/O设备进行通讯

四、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP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；
最后 100 个错误和中断事件保存在缓冲器中，供诊断用。

维护的数据后备；
当电源发生故障时，CPU将自动保存全部数据(最多700KB)，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：

MPI 多点接口；
确定站地址

启动/循环响应；
确定最大循环时间和装载

同步中断；
设置DP主站系统、子过程映像数量和延时时间

时钟位存储器；

设定地址

保持性；
设置保持区

时钟中断；
设定起始日期、起始时间和间隔周期。

监视器中断；
设定周期时间

系统诊断；
定义诊断报警的处理和范围

时钟；
设定AS内或MPI上的同步类型

保护等级；
设置访问程序和数据的权限

模式；
既可以选择测试模式，也可以选择处理模式

通信；
保留连接源

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

PROFINET 接口
使用 NTP 规程对时间同步进行参数化

信息和显示功能

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，如运行、停止和重启。

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

S5 兼容通信

路由

PROFIBUS DP 主站/从站

通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信

PROFINET IO 控制器

PROFINET CBA（基于组件的自动化）

系统函数；
CPU 提供了全面的系统函数，用于诊断、参数设置、同步、中断、时间测量等。
有关详细信息，请参见手册。

五、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP通信

   安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP，通过PROFIBUS DP和／或 PROFINET 实现中央控制器和分布式站之间的安全相关通讯和标准通讯。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。

六、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP操作模式

   安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP 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。CPU 319F-3 PN/DP的运行不需要F运行授权。

七、安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/DP编程

   安全仪表系统SIS模块CPU319F-2PN/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。带有安全功能的 F 程序链接在 F-FBD 或 F-LAD 或使用 F 库中的特殊功能块。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。