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SIEMENS上海勵輝自動化科技有限公司
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Overview

用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng)，提高工廠的安全性
高端高性能 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

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)。

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。

Design

兩種 CPU 都具有：

高性能的處理器：
CPU 執(zhí)行每條二進制指令時間僅為 0.03 μs 。
CPU 416F-2：8 MB 主存儲器（程序或數(shù)據(jù)各占用 4 MB）；
CPU 416F-3 PN/DP：11.2 MB 主存儲器（程序或數(shù)據(jù)各 5.6 MB）；
快速主存儲器用于對于執(zhí)行十分重要的用戶程序部分。
靈活擴展能力：
最多 262144 點數(shù)字量和 16384 點模擬量輸入/輸出。
MPI 多點接口：
通過 MPI，可在高達 12 Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率下，建立包含最多 32 個站的簡單網(wǎng)絡。CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立最多 44 個連接。
模式選擇開關(guān)：
撥位按鈕設計
診斷緩存：
最后的 120 個錯誤和中斷事件出于診斷目的而保存在一個環(huán)形緩存中?？梢詫斎霐?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 IO，可連接 256 個 IO 設備
- PROFINET CBA

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:
對于 HMI 設備，用戶只需指定數(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
- 定義最大循環(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：
指定程序和數(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，程序員就可以完全專注于組態(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。

Technical Specifications

訂貨號	6ES7416-2FP07-0AB0	6ES7416-3FS07-0AB0
	CPU 416F-2, MPI, PROFIBUS, 8 MB	CPU416F-3 PN/DP，16 MB，3 個接口
通用信息
產(chǎn)品名稱	CPU 416F-2	CPU416F-3 PN/DP
工程組態(tài)方式
● 編程軟件包	STEP 7 V5.4 或以上版本，帶 HSP 261	STEP 7 V5.5 或以上版本，帶 HSP 262
電源電壓
額定值 (DC)
● 24 VDC	-；通過系統(tǒng)電源供電	-；通過系統(tǒng)電源供電
功耗
功耗，典型值	4.5 W	6.5 W
存儲器
工作存儲器
● 集成	8 MB	16 MB
● 集成（用于程序）	4 MB	8 MB
● 集成（用于數(shù)據(jù)）	4 MB	8 MB
裝載存儲器
● 可擴展 FEPROM，最大	64 MB	64 MB
● 集成 RAM，最大	1 MB	1 MB
● 可擴展 RAM，最大	64 MB	64 MB
CPU 處理時間
位操作時，典型值	12.5 ns	12.5 ns
字運算時，典型值	12.5 ns	12.5 ns
定點數(shù)運算時，典型值	12.5 ns	12.5 ns
浮點數(shù)運算時，典型值	25 ns	25 ns
計數(shù)器、定時器及其保持性
S7 計數(shù)器
● 數(shù)量	2 048	2 048
IEC 計數(shù)器
● 提供	√	√
S7 定時器
● 數(shù)量	2 048	2 048
IEC 定時器
● 提供	√	√
數(shù)據(jù)區(qū)及其保持性
標志
● 最大數(shù)量	16 KB；位存儲器地址區(qū)大小	16 KB；位存儲器地址區(qū)大小
地址區(qū)
I/O 地址區(qū)
● 輸入	16 KB	16 KB
● 輸出	16 KB	16 KB
過程映像
● 輸入，可調(diào)	16 KB	16 KB
● 輸出，可調(diào)	16 KB	16 KB
運行小時數(shù)計數(shù)器
● 數(shù)量	16	16
接口
接口/總線類型	1 x MPI/PROFIBUS DP, 1 x PROFIBUS DP	1 x MPI/PROFIBUS DP，1 x PROFINET（2 個端口），1 x PROFIBUS DP（可以是插入式）
RS 485 接口數(shù)量	2；組合式 MPI / PROFIBUS DP 和 PROFIBUS DP	1；組合式 MPI / PROFIBUS DP
其它接口數(shù)量		1；PROFIBUS DP，帶 IF 964-DP（插入式選件；訂貨號：6ES7964-2AA04-0AB0)
1.接口
接口類型	集成	集成
物理接口	RS 485 / PROFIBUS + MPI	RS 485 / PROFIBUS + MPI
功能
● MPI	√	√
● PROFIBUS DP 主站	√	√
● PROFIBUS DP 從站	√	√
DP 主站
● 最大 DP 從站數(shù)	32	32
2.接口
接口類型	集成	PROFINET
物理接口	RS 485 / PROFIBUS	以太網(wǎng) RJ45
接口類型
● 端口數(shù)量		2
功能
● PROFINET IO 控制器		√
● PROFINET IO 設備		√
● PROFINET CBA		√
● PROFIBUS DP 主站	√	-
● PROFIBUS DP 從站	√	-
DP 主站
● 最大 DP 從站數(shù)	125
3.接口
接口類型		可插撥的接口模塊 (IF)
插入式接口模塊		IF 964-DP (MLFB:6ES7964-2AA04-0AB0)
物理接口		RS 485 / PROFIBUS
功能
● MPI		-
● PROFIBUS DP 主站		√
● PROFIBUS DP 從站		√
DP 主站
● 最大 DP 從站數(shù)		125
等時同步模式
等時同步操作（應用程序一直同步到終端）	√；僅 PROFIBUS	√；通過 PROFIBUS DP 或 PROFINET 接口
通信功能
編程器/OP 通信	√	√
數(shù)據(jù)記錄路由	√	√
全局數(shù)據(jù)通信
● 支持	√	√
S7 基本通信
● 支持	√	√
S7 通信
● 支持	√	√
S5 兼容通信
● 支持	√；通過 FC AG_SEND 和 AG_RECV，通過最多 10 個 CP 443-1 或 443-5	√；通過 FC AG_SEND 和 AG_RECV，通過最多 10 個 CP 443-1 或 443-5
標準通信 (FMS)
● 支持	√；通過 CP 和可加載的功能塊	√；通過 CP 和可加載的功能塊
開放式 IE 通信
● TCP/IP		√；通過集成的 PROFINET 接口以及可加載的功能塊
— 連接數(shù)量，最大		94
● ISO-on-TCP (RFC1006)	通過 CP 443-1 和可調(diào)用的 FB	√；通過集成 PROFINET 接口或 CP 443-1 和可調(diào)用的 FB
— 連接數(shù)量，最大		94
● UDP		√；通過集成的 PROFINET 接口以及可加載的功能塊
— 連接數(shù)量，最大		94
Web 服務器
● 支持	-	√
連接數(shù)量
● 總計	96	96
標準，認證
用于危險區(qū)域
● ATEX	ATEX II 3 G Ex nA IIC T4 Gc	ATEX II 3 G Ex nA IIC T4 Gc
環(huán)境條件
工作溫度
● 最小值	0 °C	0 °C
● 最大	60 °C	60 °C
組態(tài)
專有技術(shù)保護
● 用戶程序保護/密碼保護	√	√
● 塊加密	√；帶有 S7 塊加密功能	√；帶有 S7 塊加密功能
外形尺寸
寬	25 mm	50 mm
高	290 mm	290 mm
深	219 mm	219 mm
重量
重量，約	700 g	900 g

產(chǎn)品與解決方案在線目錄與訂購系統(tǒng)技術(shù)信息服務與支持聯(lián)系人與合作伙伴服務項目

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