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西門子S7-400CPU模塊6ES7407-0KA02-0AA0
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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
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(wù)和安全任務(wù)
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(shè)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(yīng)用中，可集中式或分布式使用標準模塊
Area of application
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),。西門子PLC6ES7407-0KA02-0AA0模塊
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(luò)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,。
Design
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
模式選擇開關(guān)：
撥動開關(guān)設(shè)計。診斷緩沖區(qū)：
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(shè)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（換機）的 PROFINET 接口
PROFINET I/O，可連接 256 個 IO 設(shè)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,。
Functions
塊保護：
通過密碼保護用戶程序，未經(jīng)授權(quán)無法訪問,。集成 HMI 服務(wù):
對于 HMI 設(shè)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(luò)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(wù)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(yīng)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(yīng)
定循環(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(guān) CPU 的存儲器容量和運行模式以及工作和裝載存儲器的當(dāng)前負荷的信息,。
通信
中央控制器與故障安全 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(shù)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(dāng)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 運行版授權(quán),。
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(guān)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(yīng)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,。