• 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(dá) SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)

• 通過一個 CPU 即可勝任標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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?fù)浣Y(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(jìn)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(jìn)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(kuò)展能力：
  **多 262144 點(diǎn)數(shù)字量和 16384 點(diǎn)模擬量輸入/輸出,。

• MPI 多點(diǎn)接口：
  MPI 可用來建立一個包括**多 32 個站,、數(shù)據(jù)傳輸速率**高為 12 Kbit/s 的簡單網(wǎng)絡(luò),。CPU 可與通信總線和 MPI 上的站建立**多 44 個連接。

• 模式選擇開關(guān)：
  撥動開關(guān)設(shè)計,。

• 診斷緩沖區(qū)：
  **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(jìn)行診斷?？梢詫斎霐?shù)目進(jìn)行設(shè)定,。

• 實時時鐘：
  CPU 的診斷報警帶有日期和時間標(biāo)記。

• 存儲卡：
  用于擴(kuò)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（交換機(jī)）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(jìn)行連接,。 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP,，實現(xiàn)安全通信。

• 塊保護(hù)：
  通過密碼保護(hù)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(biāo),。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?jǐn)?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(jìn)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(jìn)行參數(shù)化,，例如：

  • MPI 多點(diǎn)接口：

    • 定義站地址。

    • 啟動/循環(huán)響應(yīng)

    • 定義**循環(huán)時間和通信負(fù)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(hù)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(jìn)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(yùn)行狀態(tài),，如 RUN（運(yùn)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(dú)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(yùn)行模式以及工作和裝載存儲器的當(dāng)前負(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(kuò)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(yùn)行的正確性,。此外,，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請求，還可以對 I/O 進(jìn)行檢測,。

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

    CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的運(yùn)行無需使用一份 F 運(yùn)行版授權(quán)

  •  西門子CPU模塊6ES7412-2XJ05-0AB0

  •  

     詳細(xì)介紹編輯

    1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC,，它適用于各行各業(yè),，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等,。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行,，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。

    2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng),，能滿足中等性能要求的應(yīng)用,。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算,；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值,；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù),，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送,；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常,、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時，模塊更換,，等等）,；多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密,，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改,；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,，當(dāng)鑰匙拔出時,，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序,。具備強(qiáng)大的通信功能,，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易,、簡單,。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng),；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng),；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器,、PC機(jī),、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。

    3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中,、高檔性能范圍的可編程序控制器,。

     S7-400 

    PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計,，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU,，并配有多種通用功能的模板,，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級時,，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。工作原理編輯當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,，其工作過程一般分為三個階段,，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段,。完成上述三個階段稱作一個掃描周期,。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段,。輸入采樣在輸入采樣階段,，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi),。輸入采樣結(jié)束后,，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,，如果輸入是脈沖信號,，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下,，該輸入均能被讀入,。用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),。在掃描每一條梯形圖時,，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令,。即,，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,，而且排在上面的梯形圖,，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反,，排在下面的梯形圖,，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。輸出刷新當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段,。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè),。這時，才是PLC的真正輸出,。同樣的若干條梯形圖,，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外,，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,，如果掃描周期所占用的時間對整個運(yùn)行來說可以忽略,，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

    保養(yǎng)編輯設(shè)備定期測試,、調(diào)整

    （1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況,，若發(fā)現(xiàn)松動的地方及時重新堅固連接；

    （2） 對柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測量工作電壓,；

    設(shè)備定期清掃

    （1） 每六個月或季度對PLC進(jìn)行清掃,，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下,，進(jìn)行吹掃,、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動PLC主機(jī),。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生,；

    （2） 每三個月更換電源機(jī)架下方過濾網(wǎng)

    ；檢修前準(zhǔn)備

    （1） 檢修前準(zhǔn)備好工具,；

    （2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞,，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；

    個人以上監(jiān)護(hù)操作,；

    （2） 把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置,；

    （3） 關(guān)閉PLC供電的總電源,，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

    （4） 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下,，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲,，電源機(jī)架就可拆下；

    （5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下,；

    （6） 安裝時以相反順序進(jìn)行,；

    檢修工藝及技術(shù)要求

    （1） 測量電壓時，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的萬能表測量

    （2）電源機(jī)架,，CPU主板都只能在主電源切斷時取下,；

    （3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源,，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂,；

    （4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作,，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失,；（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時取下,，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮,；

    （6） 撥插模板時，要格外小心,，輕拿輕放,，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；

    （7） 更換元件不得帶電操作,；

    （8） 檢修后模板安裝一定要安插到位

  •  

    連接

    操作規(guī)則和規(guī)定

    簡介

    根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,，ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)作為設(shè)備和系統(tǒng)的一個組件，要求用戶遵

    守特定的規(guī)則和規(guī)定,。

    本部分概要說明了在設(shè)備或系統(tǒng)中集成 ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)時要遵循的一些重要

    的規(guī)則,。

    具體應(yīng)用

    請遵守適用于具體應(yīng)用的安全和事故預(yù)防規(guī)定（如，機(jī)器指令）,。

    緊急停止設(shè)備

    符合 IEC 60204 標(biāo)準(zhǔn)（對應(yīng)于 DIN VDE 113）的緊急停止設(shè)備必須在設(shè)備或系統(tǒng)的所有操

    作模式下都保持有效,。

    排除系統(tǒng)危險狀況

    不允許出現(xiàn)危險工廠狀態(tài)。

    即使在以下情況中,，也需確保不出現(xiàn)危險系統(tǒng)狀態(tài)：

    

    • 發(fā)生電壓驟降或斷電時

    • 電壓驟降或斷電后工廠重新啟動時

    • 與 PROFINET 的通信中斷后 ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)重新啟動時

    必要時,，可強(qiáng)制執(zhí)行急停。

    在“急停”解鎖后,，不允許執(zhí)行不受控或未定義的啟動操作,。

    電纜和電線

    確保使用的電纜（包括連接器）經(jīng)批準(zhǔn)可以在至少 70 °C 的溫度下連續(xù)工作,。連接

    外部熔斷器 / 開關(guān)

    要滿足具體應(yīng)用中的電纜和設(shè)備保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求,，必需安裝外部熔斷器和開關(guān),。

    SELV/PELV 電源的線路電壓

    下面描述了對于線路電壓必須關(guān)注的方面（有關(guān)更多信息，請參見“有關(guān)絕緣,、保護(hù)等

    級,、防護(hù)等級和額定電壓的信息 (頁 103)”部分）：

    • 對于不帶多極斷路器的固定設(shè)備或系統(tǒng)，在建筑物安裝中必須使用斷路器裝置（多

    極）,。

    • 對于負(fù)載電流電源,，組態(tài)的額定電壓范圍必須與當(dāng)?shù)氐木€路電壓相匹配。

    • 對于 ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)的所有電源電路,，線路電壓與額定值的波動/偏離值必

    須在允許的容差范圍內(nèi),。