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S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

2．?dāng)U展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)

3．編程器

PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。

簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲(chǔ)卡

為了程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫(xiě)入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫(xiě)入器

寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?/span>PLC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個(gè)變量的狀態(tài)。過(guò)程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。

• 用于 SIMATIC ET 200S、帶有集成故障安全 CPU 的接口模塊
• 帶 DP/MPI 接口
• 用于組態(tài)故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，提高工程的安全需求
• 滿足安全保護(hù)功能的要求,可以達(dá)到: SIL 3 符合 IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn), IEC 62061 和 Cat.4 類標(biāo)準(zhǔn)（EN 954-1 標(biāo)準(zhǔn)）
• 故障安全 I/O 模塊可通過(guò) DP 主站模塊 (PROFIsafe) 連接在分布式配置中
• ET 200S PROFIsafe 的故障安全 I/O 模塊可連接在一個(gè)集中配置中
• 支持沒(méi)有安全保護(hù)功能的標(biāo)準(zhǔn)模塊

注：CPU 運(yùn)行需要微存儲(chǔ)卡(MMC)。

• IM151-7 F-CPU 接口模塊支持創(chuàng)立帶有安全保護(hù)功能的自動(dòng)化系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的安全保護(hù)功能要求十分嚴(yán)格, 特別是在生產(chǎn)過(guò)程中。
• 智能的ET 200S 站也可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。
• 作為一個(gè)PROFIBUS DP 從站，它們可以用于分散的, 安全保護(hù)功能的擴(kuò)展，無(wú)論是對(duì)具有安全保護(hù)功能的PROFIBUS DP 主站，還是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型PROFIBUS DP 主站。

M 151-7 F-CPU接口模塊包括:

• 微處理器; 每條二進(jìn)制指令的處理時(shí)間為100 ns
• 128 KB RAM
• 可以進(jìn)行高度的模塊化擴(kuò)展, 因而具有大的靈活性; 在必要的時(shí)候,多可以混合連接 63個(gè) I/O 模塊 (電源模塊, 電子模塊, 工藝模塊和 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器模塊)
• 組合的多點(diǎn)接口 PG, OP/DP, 通過(guò) RS 485 (銅質(zhì)的 9-針 sub-D 插座) 可配置為 DP 的從站或 MPI
• 為了保護(hù)應(yīng)用程序不致被沒(méi)有授權(quán)的人員訪問(wèn),設(shè)有密碼
• 診斷緩沖器,可以存儲(chǔ) 100 個(gè)先前發(fā)生的故障和運(yùn)行中斷事件
• SIMATIC MMC
  • 沒(méi)有電池, 無(wú)須進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的維護(hù)工作
  • 程序備份 (裝載存儲(chǔ)器)
  • 通過(guò)MMC可以進(jìn)行微程序(軟件)的刷新
  • MMC卡上裝有外部裝載存儲(chǔ)器
• 通過(guò)MMC進(jìn)行軟件的刷新
• 設(shè)有硬件時(shí)鐘; 可以提供CPU的診斷信息幀,并記錄日期和時(shí)間
• 集成的通訊功能:
  • 編程器/OP 通訊
  • PROFIBUS DP 從站/MP
• 作為器的基本通訊功能 (利用 I-Put/I-Get, S7-CPUs 通過(guò)PROFIBUS總線從IM 151-7 F CPU接口模塊訪問(wèn)數(shù)據(jù) )
• TeleService(遠(yuǎn)程)

• SIPLUS IM 365：用于配置 1 個(gè)中央控制器和多 1 個(gè)擴(kuò)展單元

注：

SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關(guān)的信息。

對(duì)于一個(gè)EU來(lái)說(shuō)，SIPLUS IM 365是經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展辦法。它有以下特點(diǎn)：

• 設(shè)計(jì)緊湊；
  堅(jiān)固的塑料機(jī)殼內(nèi)包含連接電纜用的接口
• 安裝簡(jiǎn)單；
  接口模塊安裝在DIN導(dǎo)軌上（插槽3）并和其它模塊一樣經(jīng)過(guò)總線連接器連接到I/O模塊
• 無(wú)故障組態(tài)；
  接口模塊自組態(tài)。無(wú)需地址分配。
• 用于狀態(tài)和故障顯示的LED
• 兩個(gè)SIPLUS IM 365接口模塊中的一個(gè)插入到CC中，另一個(gè)插入到EU中；兩個(gè)模塊通過(guò)一根1m長(zhǎng)電纜連接
• 模塊的使用限制；
  EU 不連接到 C 總線。因此EU中不能插入C總線站 (CP 和 FM，參見(jiàn)組態(tài)幫助)
• 無(wú)單獨(dú)電源；
  EU上的模塊由CPU電源供電

西門子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過(guò)連接電纜。

●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來(lái)避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)段的大長(zhǎng)度取決于兩個(gè)因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)時(shí)，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的大長(zhǎng)度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測(cè)量該距離時(shí)，從網(wǎng)段的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始。到網(wǎng)段的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個(gè)中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)展50m。如果使用兩個(gè)中繼器而且中間沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的通訊距離按照所使用的波特率擴(kuò)展一個(gè)網(wǎng)段的長(zhǎng)度。在一個(gè)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，多可以使用9個(gè)中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度不能超過(guò)9600m.

●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備：在9600的波特率下。50米距離之內(nèi)，一個(gè)網(wǎng)段多可以連接32個(gè)設(shè)備，使用一個(gè)中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個(gè)設(shè)備。

●在不同的網(wǎng)段之間電隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將他們隔離會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量。

一個(gè)中繼器在網(wǎng)絡(luò)中被算作網(wǎng)段的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，但沒(méi)有被指定站地址。

                      圖1帶有中繼器的網(wǎng)絡(luò)

選擇網(wǎng)絡(luò)電纜

S7-200 網(wǎng)絡(luò)使用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，是用雙絞線電纜。在一個(gè)網(wǎng)段上可以連接32個(gè)設(shè)備。

表2 網(wǎng)絡(luò)電纜的通用指標(biāo)

• 9 種標(biāo)準(zhǔn) CPU（CPU 412-1、CPU 412-2、CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP、CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP、CPU 417-4）
• 3 個(gè) CPU，適用于惡劣的環(huán)境條件
• 具有不同的性能等級(jí)，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

不同性能范圍的標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于 SIMATIC S7-400：

• CPU 412-1 和 CPU 412-2:
  用于中等性能范圍的小型設(shè)備。
• CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
  用于具有對(duì)編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設(shè)備。
• CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
  滿足高端性能要求。
• CPU 417-4 DP:
  滿足高端的性能要求。

CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特點(diǎn):

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 對(duì)每個(gè)二進(jìn)制指令的執(zhí)行時(shí)間可短到 0.75 μs。
• CPU 412-1:288 KB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 144 KB); 
  CPU 412-2:512 KB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 256 KB); 
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶程序
• 靈活擴(kuò)展：
  高 65536 個(gè)數(shù)字量以及 4096 個(gè)模擬量輸入/輸出。
• MPI多點(diǎn)接口：
  通過(guò) MPI，可將多 32 個(gè)站連成簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 16 個(gè)連接。
• 模式選擇開(kāi)關(guān)：
  波動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的120個(gè)故障和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖器中，用于進(jìn)行診斷?？梢詫?duì)輸入數(shù)目進(jìn)行設(shè)定。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：
  日期和時(shí)間附加在 CPU 的診斷消息后面。
• 存儲(chǔ)卡：
  用于擴(kuò)展內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)在裝載存儲(chǔ)器中的信息包括S7-400參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要2倍的存儲(chǔ)空間。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器的容量顯著提高，因此，基本上不需要存儲(chǔ)器卡。

CPU 412-2 還具有：

• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口：
  通過(guò) PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來(lái)說(shuō),分布式I/O單元可作為一個(gè)集中式單元來(lái)處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
• 組合式配置：
  SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時(shí)加載?；竟δ馨ǎ?

• SIMOTION 運(yùn)行系統(tǒng)
  • 符合 IEC61131 的帶集中語(yǔ)言的用戶可編程序
  • 各種程序執(zhí)行方式（循環(huán)、順序、事件驅(qū)動(dòng)）
  • PLC 和算術(shù)功能
  • 通訊和管理功能
  • 運(yùn)動(dòng)控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)個(gè)控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于多 1 個(gè)伺服軸、1 個(gè)矢量軸或 1 個(gè) V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 個(gè)伺服軸、6 個(gè)矢量軸或 12 個(gè) V/f 軸的電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環(huán)控制（調(diào)節(jié)型電源模塊）
• 測(cè)試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過(guò)可加載的技術(shù)軟件包進(jìn)行擴(kuò)展。

位置控制的驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)控制

• 集成變頻調(diào)速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口進(jìn)行連接；對(duì)于 SIMOTION D410-2，也可通過(guò)集成的 PM-IF 接口進(jìn)行連接。
• 帶數(shù)字設(shè)定值接口的驅(qū)動(dòng):
  SIMOTION D 通過(guò)帶 PROFI 驅(qū)動(dòng)裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動(dòng)作可控制具有數(shù)字設(shè)定點(diǎn)接口。
• 帶模擬量設(shè)定點(diǎn)接口的驅(qū)動(dòng)，例如，用于改裝或液壓應(yīng)用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅(qū)動(dòng)接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調(diào)速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進(jìn)電機(jī)。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個(gè) ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置
  • 4 編碼器
  • 數(shù)字量輸入和輸出

SIMOTION 技術(shù)功能包

SIMOTION 的一個(gè)特性就是，它的基本功能可通過(guò)裝載技術(shù)功能包來(lái)擴(kuò)展，如：

• 帶技術(shù)功能的運(yùn)動(dòng)控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅(qū)動(dòng)裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補(bǔ)（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術(shù)功能具有模塊化許可，僅需支付實(shí)際將會(huì)使用的部分。

性能

硬件支持的浮點(diǎn)運(yùn)算能夠有效使用復(fù)雜運(yùn)算功能。

快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開(kāi)辟了全新的應(yīng)用可能性。

配置／參數(shù)確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個(gè)有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化，到編程，再到測(cè)試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對(duì)話框以及向?qū)У膱D形操作提示，以及用于編程的，基于測(cè)試的圖形語(yǔ)言，顯著減少了熟悉及練習(xí)時(shí)間。

操作員控制和監(jiān)視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設(shè)備進(jìn)行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。

操作員控制與監(jiān)視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設(shè)備來(lái)完成。

這些設(shè)備可通過(guò) PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進(jìn)行組態(tài)。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個(gè) SIMOTION 通道，作為標(biāo)準(zhǔn)，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護(hù)和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個(gè)集成 Web 器，可在該器上存儲(chǔ)用戶專用 Web 頁(yè)面等。

可對(duì)控制單元變量進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)。通過(guò) Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁(yè)面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個(gè)帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。

處理及數(shù)據(jù)通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過(guò)程與數(shù)據(jù)通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。除了循環(huán)時(shí)鐘同步，短 250 μs 的周期時(shí)間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實(shí)有效的人員與機(jī)器保護(hù)。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜：（術(shù)語(yǔ)符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩?cái)嚅_(kāi)（STO）
• 可靠制動(dòng)控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監(jiān)控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過(guò)以下方法來(lái)激活集成安全功能：

• 通過(guò)控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過(guò) TM54F 終端模塊上的端子
• 通過(guò) PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過(guò)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)，因此與帶外部實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比，具有較短的響應(yīng)時(shí)間。

通過(guò) PROFIsafe 激活集成安全功能

通過(guò)“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個(gè)通過(guò) PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實(shí)現(xiàn)控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
• SIMOTION CX32-2 擴(kuò)展控制器上的變頻調(diào)速柜
• 通過(guò) PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜
• 通過(guò) PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜（在此情況下，必須通過(guò) PROFINET 來(lái)連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓?fù)?、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)組件的詳細(xì)信息，請(qǐng)與當(dāng)?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)《 SIMOTION D 調(diào)試手冊(cè)》以及 SINAMICS 文檔。

伺服驅(qū)動(dòng)器masterdrives

• 基于 SIMATIC CPU 315-2 DP
• 用于在具有增安要求的工廠中建立故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)
• 安全等級(jí)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(guò)集成式 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 進(jìn)行連接
• 也可以集中式連接 ET200M 故障安全型 I/O 模塊
• 標(biāo)準(zhǔn)模塊可集中式和分布式使用，滿足非安全應(yīng)用

CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)。

CPU 315F-2 DP支持建立一個(gè)故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)，以滿足不斷增長(zhǎng)的安全需要，特別適用于生產(chǎn)工程。

包括故障安全I(xiàn)/O模塊的分布式I/O站可以通過(guò)內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿足安全相關(guān)的應(yīng)用。

F CPU與故障安全I(xiàn)/O模塊之間的安全相關(guān)通訊通過(guò)PROFIsafe實(shí)現(xiàn)。

CPU 315F-2 DP 具有以下特點(diǎn)：

• 微處理器；
  處理器處理一條二進(jìn)制指令的時(shí)間為 50 ns；處理每個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算的時(shí)間為 0.45 μs。
• 存儲(chǔ)器：
  384 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(chǔ)器空間要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可用于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）存儲(chǔ)在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力：
  多可以多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4 層配置）
• MPI 多點(diǎn)接口：
  集成 MPI 接口多可以同時(shí)建立與 S7-300/400 或編程器、PC、操作員面板的 16 路連接。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(gè)連接。通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，MPI 可以用來(lái)建立多 16 個(gè) CPU 組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。
• PROFIBUS DP 接口： 
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315F-2 DP 可以用來(lái)建立高速、易用的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。 從用戶的角度，以處理集中式 I/O 的相同方式（相同的組態(tài)、編址和編程）處理分布式 I/O。
  通過(guò)集成式 PROFIBUS DP 接口，可以連接帶有故障安全 I/O 模塊的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全型中央組態(tài)中。 
  基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通信。

• 密碼保護(hù)；
  通過(guò)密碼，可保護(hù)用戶程序免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。
• 診斷緩沖區(qū)；
  后 500 個(gè)出錯(cuò)和中斷事件保存在緩沖區(qū)中，供診斷用。
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份；
  如果發(fā)生斷電，則可通過(guò) CPU 將所有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)自動(dòng)寫(xiě)入 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡中，且將在再次通電時(shí)保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及 CPU 的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• MPI 多點(diǎn)接口；
  確定站地址
• 重啟動(dòng)/循環(huán)時(shí)間特性；
  大循環(huán)時(shí)間以及負(fù)載限制，以及自檢測(cè)功能
• 時(shí)鐘位存儲(chǔ)器；
  設(shè)定地址
• 保護(hù)等級(jí)；
  設(shè)置訪問(wèn)程序和數(shù)據(jù)的權(quán)限
• 系統(tǒng)診斷；
  定義診斷報(bào)警的處理和范圍
• 監(jiān)視器中斷；
  設(shè)定周期時(shí)間
• 時(shí)鐘中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期。
• PROFIBUS DP 主站/從站接口；
  用戶自定義的地址分配，用于分布式 I/O

信息和顯示功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  LED 指示硬件、編程、時(shí)間或 I/O 故障以及操作狀態(tài)（如 RUN、STOP 和啟動(dòng)）。
• 測(cè)試功能；
  使用編程器顯示程序執(zhí)行過(guò)程中的信號(hào)狀態(tài)，可以不通過(guò)用戶程序修改過(guò)程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過(guò)編程器以文本形式為用戶提供存儲(chǔ)能力信息、CPU 的運(yùn)行模式，以及主存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時(shí)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（僅器）
• 路由
• 數(shù)據(jù)記錄路由

通信

通過(guò) PROFIBUS DP 執(zhí)行中央控制器與分布式站之間的安全型通信和標(biāo)準(zhǔn)通信。 專門開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī)PROFIsafe 支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文幀中傳送安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無(wú)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(gè)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(gè)軟件塊裝載到 CPU 中。

系統(tǒng)功能

CPU 為診斷、參數(shù)設(shè)置、同步、報(bào)警、時(shí)間測(cè)量等提供了多種系統(tǒng)功能。
更多詳情，參見(jiàn)手冊(cè)。

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(hào)模塊中。

信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)來(lái)監(jiān)視輸入和輸出信號(hào)。

CPU通過(guò)周期性自檢、命令測(cè)試以及基于邏輯和時(shí)間的程序執(zhí)行檢測(cè)，檢查控制器運(yùn)行的正確性。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì) I/O 進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。

操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 運(yùn)行版授權(quán)。

編程

CPU 315F-2 DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同。通過(guò)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(duì)與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來(lái)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)行創(chuàng)建，或利用 F 庫(kù)中的特殊功能塊進(jìn)行創(chuàng)建。使用 F FBD 或 F LAD 可簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)與編程，也因與特定工廠無(wú)關(guān)的統(tǒng)一表示形式而簡(jiǎn)化了驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)須使用其它工具，程序員就可以對(duì)安全型應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)。