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西門子S7-300PLC   F系列CPU    故障安全型中央處理器

CPU315F-2PN/DP可編程控制器

銷售訂貨號：

6ES7315-2FJ14-0AB0

帶有 512 KBYTE 工作存儲器，1 個 MPI/DP 12MBIT/S 接口，2 個以太網(wǎng) PROFINET 接口，雙端口交換機，需要微型存儲卡。

基于 CPU 315-2 PN/DP
帶有中等大小程序存儲器和數(shù)量架構(gòu)的 CPU，用于在具有較高安全要求的工廠中建立故障安全自動化系統(tǒng)
符合安全要求，可達 SIL 3（IEC 61508 標準）、PL e（ISO 13849 標準）以及Cat.4 類標準（EN 954-1 標準）
通過內(nèi)置的PROFINET接口(PROFIsafe)和／或內(nèi)置的PROFIBUS DP接口(PROFIsafe)連接分布式I/O站中的故障安全I/O模塊；
也可以集中式連接ET200M故障安全型I/O模塊
標準模塊的集中式和分布式使用，可滿足于故障安全無關(guān)的應(yīng)用
在PROFINET上實現(xiàn)基于組件的自動化
PROFINET I/O 控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/O
用于 2 端口交換機的 PROFINET 接口
PROFINET 代理，用于基于部件的自動化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)

CPU 315F-2 PN/DP 允許對設(shè)備實施故障安全型自動化系統(tǒng)，以滿足提高的安全要求（特別是制造自動化方面的安全要求）。
可在 SIMATIC S7-300 中用作一個 PROFINET IO 控制器和一個標準 PROFIBUS DP 主站。CPU 315F-2 PN/DP 也可用作分布式智能從站(DP 從站)。
可以通過兩個集成的接口連接包含故障安全型 I/O 模塊的分布式 I/O 站。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全相關(guān)的中央組態(tài)中。
基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通訊。
CPU 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）。

CPU 315F-2 PN/DP 安裝有：
微處理器：
處理器完成每條二進制指令的執(zhí)行時間約為 50 ns，每條浮點數(shù)運算約為 450 ns。
存儲器:
用于安全相關(guān)的程序段和標準程序段的 512 KB 高速 RAM；如果執(zhí)行安全相關(guān)的程序段，則必須考慮增加的內(nèi)存空間要求（5 倍以上）。SIMATIC 微型存儲卡（最大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
靈活的擴展能力：
多達 32 個模塊，（4 層結(jié)構(gòu)）
組合 MPI/DP 接口：
第1個內(nèi)置 DP 接口可以最多同時建立 16 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過MPI接口和“全局數(shù)據(jù)通訊”可以對32個CPU進行簡單組網(wǎng)。該接口可從MPI接口重新設(shè)置為DP接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。
PROFIBUS DP 接口:
全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
以太網(wǎng)接口：
CPU 315-2 PN/DP 的第 2 個內(nèi)置接口是一個基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端口交換機。它支持下列協(xié)議：
S7通訊用于在SIMATIC控制器間進行數(shù)據(jù)通訊
通過 STEP 7 進行編程、啟動和診斷的 PG/OP 通訊
與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊
基于PROFInet和SIMATIC NET OPC服務(wù)器的開放式TCP/IP通訊，用于與其它控制器和帶單獨CPU的I/O設(shè)備進行通訊

口令保護;
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
診斷緩沖;
最后500個故障和中斷事件保存在該緩沖區(qū)中，供診斷使用。
免維護的數(shù)據(jù)后備;
當電源發(fā)生故障時，CPU將自動保存全部數(shù)據(jù)，當電源恢復(fù)后，這些數(shù)據(jù)將保持不變。
可參數(shù)化的特性
可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進行參數(shù)設(shè)置：

多點接口（MPI）；
確定節(jié)點地址。
啟動/循環(huán)時間動作；
最大循環(huán)周期時間和和負載的定義。
時鐘存儲器；
地址設(shè)定。
防護等級；
定義程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。
系統(tǒng)診斷；
定義診斷消息的處理和范圍。
看門狗中斷；
周期設(shè)定。
日時鐘中斷；
設(shè)定起始日期、起始時間和間隔周期。
PROFIBUS DP 主站/從站接口;
為分布式 I/O 分配用戶地址。
顯示功能與信息功能
狀態(tài)和故障指示；
發(fā)光二極管指示硬件、編程、時間、I/O 或總線故障以及運行狀態(tài)，如 RUN、STOP、調(diào)試。
測試功能；
可使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
信息功能；
通過編程器以文本形式為用戶提供存儲能力信息、CPU的運行模式，以及工作存儲器和裝載存儲器當前的使用情況、當前的循環(huán)時間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。
集成的通訊功能
編程器/OP 通訊
全局數(shù)據(jù)通訊
S7 基本通訊
S7 通訊
通過TCP/IP進行開放通訊
PROFINET CBA（基于組件的自動化）
Web 服務(wù)器
數(shù)據(jù)記錄路徑
通訊
中央控制器和分布式站點之間的安全通訊和標準通訊在 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 上進行。特殊開發(fā)的PROFIsafe支持在標準數(shù)據(jù)報文中傳送具有安全功能的用戶數(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。
運行模式
F CPU的安全功能包含在CPU的F程序中以及包含在故障安全信號模塊中。信號模塊通過差異分析監(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，通過請求信號檢查I/O。當系統(tǒng)診斷出一個故障時，系統(tǒng)將進入安全狀態(tài)。運行 CPU 319F-2 PN/DP 無需 F 運行版授權(quán)。
編程
CPU 315F-2 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同。通過諸如STEP 7編程工具創(chuàng)建非安全相關(guān)的用戶程序。
SIMATIC S7 分布式安全選件包
編制安全程序組件時需要 "SIMATIC S7 Distributed Safety" STEP 7 選件包。選件包中包括所有用來創(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 方式進行連接，或利用 F 功能庫中的特殊功能數(shù)據(jù)塊進行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統(tǒng)的統(tǒng)一表示，因而簡化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗收測試。無須使用其他工具，程序員就可以對安全相關(guān)的應(yīng)用進行組態(tài)。

傳動設(shè)備通訊的必要條件
要建立控制器與通訊設(shè)備的連接，必須為它們設(shè)置相關(guān)的通訊參數(shù)。對于初學(xué)者來說，可能會感覺相關(guān)通訊參數(shù)紛繁復(fù)雜，不好入手。下面分析一下建立USS通訊所必須的參數(shù)。

上海啟水自動化科技有限公司（西門子核心分銷商）專業(yè)銷售西門子S7-200/300/400/1200/1500PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子通訊電纜、現(xiàn)場總線、DP接頭、工控機等，并可提供西門子維修服務(wù)，歡迎來電垂詢。

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圖1控制器與傳動設(shè)備

要建立控制器與傳動設(shè)備的USS連接，對于傳動設(shè)備必須考慮以下最基本問題：
1. 傳動設(shè)備是否需要設(shè)置成接收USS信號的模式？
2. 傳遞什么內(nèi)容的信號，都有哪些信號？
3. 主站以多快的速度進行通訊？
4. 對于支持一主多從通訊方式的USS通訊,主站如何找到從站？
5. 如果主站由于故障不再發(fā)送更新信息，從站應(yīng)該如何響應(yīng)？
針對這幾個最基本的問題，傳動設(shè)備都有與之相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，只要這些參數(shù)設(shè)置正確，就可以正常進行USS通訊。

表1 一些傳動設(shè)備與USS通訊有關(guān)的基本參數(shù)

1.2 MM440與G120的參數(shù)設(shè)置
與USS通訊有關(guān)的參數(shù)，MM440與G120一樣。這些參數(shù)很好的解決了前面所描述的傳動設(shè)備進行USS通訊時所必須考慮的基本問題。
P700，P1000設(shè)置成5，傳動設(shè)備就可以從USS通訊端口接收控制信號和頻率給定。
P2010可設(shè)定通訊波特率，數(shù)值含義見下表：

表2 MM440、G120USS波特率設(shè)置

P2011可設(shè)置作為從站的 傳動設(shè)備的站地址，范圍是1~31。
P2012可設(shè)置PZD（過程數(shù)據(jù)）的長度，默認值是2，最大值是8。
P2013可設(shè)置PKW（參數(shù)數(shù)據(jù)）的長度：

表3 PKW字長

P2014可設(shè)置看門狗時間，單位為ms，這是一個很重要的參數(shù)。如果看門狗時間過后，USS從站還未收到主站報文，就會報錯；可以防止主站故障停機，電機照常運行的情況發(fā)生。

1.3 6SE70的參數(shù)設(shè)置
6SE70的參數(shù)相對復(fù)雜一點，對于不同的通訊端口，參數(shù)也不一樣。
首先來看如何選擇接口，也就是如何設(shè)置P053參數(shù)：

表4 P053接口選擇

對于USS通訊，常使用SCom1或SCom2接口，可設(shè)置P035為：
7=1+2+4（打開CBx，PMU，SCom1）
23=1+2+20（打開CBx，PMU，SCom2）

與MM440、G120不同，6SE70的命令源（控制字）是按位設(shè)置的，也就是說可以為控制字（常用的控制字為16位）的每一位單獨設(shè)置參數(shù)。

表5 命令源設(shè)定

P443用來設(shè)定頻率給定，在USS通訊中應(yīng)設(shè)定為：

表5 命令源設(shè)定

其中x002的含義是使用PZD的第二個字做為主給定。

接下來的P700~P704這5個參數(shù)，每個參數(shù)有三組下標，每組標號對應(yīng)一個通訊接口：
參數(shù)標號1：SCom1
參數(shù)標號2：SCom2
參數(shù)標號3：SCB
P700可設(shè)置從站（傳動設(shè)備）地址；對于同一個主站，每個從站的地址不能相同，低值范圍是1~31。
P701對應(yīng)通訊波特率，可用的波特率為：

表6 設(shè)定波特率

P702，P703分別用來設(shè)定PKW和PZD的長度，參數(shù)范圍與MM440和G120相同。
P704可設(shè)置看門狗時間，單位為ms；默認為0，此時從站不對主站報文進行監(jiān)視。

2 設(shè)置控制器的通訊參數(shù)

2.1 CPU31xC-2PtP、CP340、CP341參數(shù)設(shè)置
對于這三種設(shè)備，參數(shù)設(shè)置界面與參數(shù)內(nèi)容都差不多，通訊協(xié)議都是ASCII。

圖2 CPU31xC-2PtP參數(shù)設(shè)置

其中波特率要與傳動設(shè)備波特率保持一致，其他參數(shù)按圖2設(shè)置。
對于CP340：

圖3 CP340參數(shù)設(shè)置

也要注意波特率與傳動設(shè)備一致，CP341的設(shè)置與CP340一樣。

2.2 S7-1200參數(shù)設(shè)置
對于S7-1200主要的參數(shù)設(shè)置如圖，其它參數(shù)保持默認。