西門子6ES7416-2FN05-0AB0模塊
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- 用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng),提高工廠的安全性
- 高性能 CPU
- 安全等級可達 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
- 通過一個 CPU 即可勝任標準任務和安全任務
- 允許多處理器模式
- 經(jīng)由采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP,與分布式 I/O 設備進行安全通信
- 故障安全 I/O 模塊可通過集成接口(CPU416F-3 PN/DP 的 DP 和 PN)和/或通過通信模塊(CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced)進行分布式連接。
- 在非安全型應用中,可集中式或分布式使用標準模塊
西門子6ES7416-2FN05-0AB0模塊
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用這些 CPU,可為具有較高安全要求的工廠構(gòu)建一個故障安全自動化系統(tǒng)。
通過 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口,可作為一個主站或從站,直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。
在通過 IF 964-DP 接口模塊連接 CPU 416F-3 PN/DP 的情況下,可以連接另外一個 DP 主站系統(tǒng)。
通過使用 ERTEC 400-ASIC,CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口實現(xiàn)了交換機功能。它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。這意味著,除分層網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)之外,也可通過新型 S7-400 控制器實現(xiàn)總線型結(jié)構(gòu)。
注:
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。
故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口,連接到 IF 964-DP,和/或通過通信模塊(CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced)進行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP,實現(xiàn)安全通信。
兩種 CPU 都具有:
- 高性能的處理器:
CPU 對每個二進制指令的執(zhí)行時間可短到 0.03 μs。 - CPU 416F-2: 5.6 MB 工作存儲器(程序或數(shù)據(jù)各占用 2.8 MB);
CPU 416F-3 PN/DP: 11.2 MB 工作存儲器(程序或數(shù)據(jù)各 5.6 MB);
快速工作存儲器用于對于執(zhí)行十分重要的用戶程序部分。 - 靈活擴展能力:
zui多 262144 點數(shù)字量和 16384 點模擬量輸入/輸出。 - MPI 多點接口:
MPI 可用來建立一個包括zui多 32 個站、數(shù)據(jù)傳輸速率zui高為 12 Kbit/s 的簡單網(wǎng)絡。CPU 可與通信總線和 MPI 上的站建立zui多 44 個連接。 - 模式選擇開關:
撥動開關設計。 - 診斷緩沖區(qū):
zui后的 120 個故障和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖區(qū)中,用于進行診斷。可以對輸入數(shù)目進行設定。 - 實時時鐘:
CPU 的診斷報警帶有日期和時間標記。 - 存儲卡:
用于擴展內(nèi)置裝載存儲器。RAM 卡和 FEPROM 卡(FEPROM 甚至在零電壓下也可保存數(shù)據(jù))。 - MPI/DP 組合接口和內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2):
通過 PROFIBUS DP 主站接口,可以實現(xiàn)分布式自動化組態(tài),從而提高了速度,便于使用。從用戶的角度來看,分布式 I/O 的處理與集中式 I/O 的處理是相同的(相同的組態(tài)、編址和編程)。
混合安裝:SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作為符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。
CPU 416F-3 PN/DP 還具有:
- 子模塊接口:
使用 IF 964-DP 接口模塊,可連接到一個另外的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。 - 帶 2 個端口(交換機)的 PROFINET 接口
- PROFINET I/O,可連接 256 個 IO 設備
- PROFINET CBA(基于組件的自動化)
故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口,連接到 IF 964-DP,和/或通過通信模塊(CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced)進行連接。 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP,實現(xiàn)安全通信。
- 塊保護:
通過密碼保護用戶程序,未經(jīng)*無法訪問。 - 集成 HMI 服務:
對于 HMI 設備,用戶只需數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標。這些數(shù)據(jù)將由系統(tǒng)自動循環(huán)傳輸。 - 集成通信功能:
- 編程器/OP 通信
- 全局數(shù)據(jù)通信
- S7 基本通信
- S7 通信
- 通過網(wǎng)絡更新固件
CPU 416F-3 PN/DP:
- 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進行開放式通信
- 在基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)
- 通過集成的 web 服務器獲得附加診斷功能
可參數(shù)化的特性
使用 STEP 7 硬件組態(tài)工具,可對 S7-400(包括 CPU)的特性和響應進行參數(shù)化,例如:
- MPI 多點接口:
- 定義站地址。
- 啟動/循環(huán)響應
- 定義zui大循環(huán)時間和通信負荷。
- 地址分配:
I/O 模塊編址。 - 保持區(qū)域:
定義具有保持特性的位存儲器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)塊和時鐘位存儲器的數(shù)量 - 過程映像,局部數(shù)據(jù)的大小。
- 診斷緩存區(qū)的長度。
- 保護等級:
程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。 - 系統(tǒng)診斷:
定義診斷報警的處理和范圍。 - 循環(huán)中斷:
定義周期時間
CPU 416F-3 PN/DP:
- PROFINET 接口
- 通過 NTP 協(xié)議對時間同步進行參數(shù)化
信息和顯示功能
- 狀態(tài)和故障 LED:
LED 可指示出內(nèi)部和外部故障和運行狀態(tài),如 RUN(運行)、STOP(停止)、調(diào)試和測試功能等。 - 測試功能:
編程器用于在程序執(zhí)行過程中指示信號狀態(tài),獨立于用戶程序修改過程變量,輸出堆棧存儲器的內(nèi)容,執(zhí)行各步程序,并禁用某些程序部分。 - 信息功能:
編程器可用于獲取有關 CPU 的存儲器容量和運行模式以及工作和裝載存儲器的當前負荷的信息。
通信
*控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe 支持在標準數(shù)據(jù)報文幀中傳送安全功能的用戶數(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“活躍標志(sign-of-life)”請求,還可以對 I/O 進行檢測。
當系統(tǒng)診斷出一個故障時,系統(tǒng)將進入安全狀態(tài)。
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的運行無需使用一份 F 運行版*。
編程
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。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。
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(tài)與編程,也因與特定工廠無關的統(tǒng)一表示形式而簡化了驗收測試。 無需借助額外的功具,程序員就可以*專注于組態(tài)安全型應用。對安全型程序段進行編程需要 STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。