CPU 319F-3 PN/DP Siemens
![](https://pzip.ru/Images/Siemens/cat/P_ST70_XX_04252i.jpg)
Область применения
CPU 319F-3 PN/DP - это наиболее быстрый центральный процессор S7-300 с большим объемом памяти программ. Он находит применение для решения экстенсивных задач автоматизации, обеспечивая при этом высокий уровень безопасности.
CPU 319F-3 PN/DP может использоваться в режиме контроллера ввода-вывода PROFINET IO, а также в режиме стандартного ведущего устройства PROFIBUS DP. Дополнительно он способен поддерживать функции интеллектуального ведомого DP прибора.
Приборы системы распределенного ввода-вывода с F- и PROFIsafe модулями могут подключаться к центральному процессору через три встроенных интерфейса. F-модули программируемого контроллера S7-300 допускается использовать и в системе локального ввода-вывода.
Встроенные интерфейсы и поддержка широкого спектра коммуникационных функций (в том числе и для F-систем) позволяет подключать центральный процессор к промышленным сетям без использования дополнительных компонентов.
Обзор
- Высокопроизводительный F-CPU с большим объемом памяти программ для построения сложных систем автоматического управления.
- Построение систем противоаварийной защиты и обеспечения безопасности.
- Соответствие требованиям уровня безопасности до SIL 3 по IEC 61508 and и до 4-й категории безопасности по EN 954-1.
- Обслуживание распределенных структур систем противоаварийной защиты и автоматики безопасности через встроенные интерфейсы PROFINET (PROFIsafe) и/или PROFIBUS DP (PROFIsafe).
- Использование F-модулей S7-300 в системе локального ввода-вывода контроллера.
- Использование модулей стандартного назначения в системах локального и распределенного ввода-вывода.
- Работа в системах PROFINET CBA (Component Based Automation).
- Поддержка режима тактовой синхронизации в сети PROFIBUS.
- Поддержка функций PROFINET для интеллектуальных приборов PROFIBUS DP в системах PROFINET CBA.
Новые свойства интерфейса PROFINET:
- Поддержка приоритетного запуска приборов ввода-вывода.
- Поддержка функций интеллектуального прибора ввода-вывода.
- Использование общих приборов ввода-вывода.
- Поддержка протокола MRP для скоростного реконфигурирования поврежденной кольцевой сети PROFINET.
Для работы центрального процессора необходима микро карта памяти, заказываемая отдельно.
Дизайн
CPU 319F-3 PN/DP характеризуется следующими показателями:
- Высокая скорость выполнения команд, мощные коммуникационные возможности.
- Рабочая память объемом 2.5 Мбайт;
позволяет эффективно выполнять загружаемые секции программы. Объем памяти для выполнения F-секции программы увеличен в 5 раз. Микро карта памяти объемом до 8 Мбайт используется в качестве загружаемой памяти, позволяет сохранять архив проекта STEP 7 вместе с символьными именами и комментариями, а также обеспечивает поддержку архивирования данных и управления рецептурами. - Гибкие возможности расширения;
до 32 модулей в системе локального ввода-вывода (4-рядная конфигурация). - Комбинированный интерфейс MPI/DP;
первый встроенный интерфейс MPI/DP позволяет устанавливать одновременно до 32 соединений с программируемыми контроллерами S7-300/400, программаторами, компьютерами и панелями операторов. Одно соединение зарезервировано для связи с программатором, еще одно для связи с панелью оператора.
На основе интерфейса MPI можно создавать простые сетевые структуры, объединяющие до 32 центральных процессоров и поддерживающие механизмы обмена глобальными данными. Этот интерфейс может быть реконфигурирован на работу в режиме ведущего или ведомого устройства PROFIBUS DP.
Интерфейс PROFIBUS DP:
Обеспечивает полную поддержку стандарта PROFIBUS DP V1. Это позволяет использовать все существующие возможности диагностики и настройки параметров стандартных ведомых DP V1 устройств. - Интерфейс DP;
второй встроенный интерфейс DP позволяет устанавливать одновременно до 32 соединений с программируемыми контроллерами S7-300/400, программаторами, компьютерами и панелями операторов. Одно соединение зарезервировано для связи с программатором, еще одно для связи с панелью оператора.
Этот интерфейс может настраиваться на работу в режиме ведущего или ведомого DP устройства. В режиме ведущего устройства PROFIBUS DP обеспечивается поддержка тактовой синхронизации. Обеспечивается полная поддержка стандарта PROFIBUS DP V1. Это позволяет использовать все существующие возможности диагностики и настройки параметров стандартных ведомых DP V1 устройств. - Интерфейс Ethernet;
Третьим встроенным интерфейсом CPU 319F-3 PN/DP является интерфейс PROFINET, базирующийся на функциональных возможностях Ethernet TCP/IP. Он обеспечивает поддержку следующих коммуникационных протоколов:- S7 функции связи для организации обмена данными с программируемыми контроллерами SIMATIC;
- PG/OP функции связи для дистанционного программирования, выполнения пуско-наладочных работ и диагностики с использованием пакета STEP 7.
- PG/OP функции связи для подключения к системам человеко-машинного интерфейса и SCADA;
- Открытый TCP/IP, UDP и ISO-на-TCP (RFC1006) обмен данными через PROFINET;
- SIMATIC NET OPC сервер для организации обмена данными с другими контроллерами и приборами ввода-вывода с встроенным центральным процессором.
Функции
- Парольная защита;
для защиты программы пользователя от несанкционированного доступа. - Буфер диагностических сообщений;
сохраняет информацию о 100 последних ошибках и прерываниях, используемую в диагностических целях. - Необслуживаемое сохранение данных;
при перебоях в питании контроллера все данные (до 700 Кбайт) автоматически сохраняются в микро карте памяти. После восстановления питания эти данные могут быть подвергнуты дальнейшей обработке.
Настраиваемые параметры
STEP 7 позволяет выполнять конфигурирование контроллера, определять свойства и варианты поведения центрального процессора в различных ситуациях:
- Интерфейс MPI;
установка сетевого адреса. - Параметры запуска/цикла;
определение максимального времени цикла и нагрузки на центральный процессор. - Прерывания тактовой синхронизации;
установка ведущей DP системы, количества подобластей памяти в области отображения процесса и временных задержек. - Тактовые биты;
установка адресов. - Сохранение данных;
установка областей памяти данных, сохраняемых при перебоях в питании контроллера. - Прерывания по времени;
установка стартовой даты и времени, а также периодичности повторения прерываний. - Прерывания сторожевого таймера;
установка периодичности срабатывания таймера. - Системная диагностика;
определение порядка обработки и объема диагностических сообщений. - Часы;
установка варианта синхронизации времени в контроллере или через MPI. - Уровень защиты;
определение прав доступа к программе и данным. - Режим работы;
выбор тестового или рабочего режима. - Промышленная связь;
резервирование коммуникационных ресурсов. - Интерфейс ведущего/ ведомого устройства PROFIBUS DP;
установка адресов в системе распределенного ввода-вывода. - Интерфейс PROFINET;
настройка параметров процедур синхронизации времени через NTP.
Информационные функции и индикация
- Индикация состояний и ошибок;
светодиодные индикаторы состояний и ошибок аппаратуры, программы, времени, системы ввода-вывода, коммуникационных интерфейсов. - Тестовые функции;
программатор позволяет получать информацию о состоянии сигналов во время выполнения программы, модифицировать переменные независимо от программы пользователя, просматривать содержимое стека. - Информационные функции;
программатор позволяет получать информацию о емкости памяти и оперативном состоянии центрального процессора, текущей нагрузке на рабочую и загружаемую память, текущем времени цикла выполнения программы, просматривать в текстовом формате содержимое буфера диагностических сообщений.
Встроенные коммуникационные функции
- PG/OP функции связи.
- Обмен глобальными данными.
- Базовые функции S7 связи.
- S7 функции связи.
- Функции S5-совместимой связи.
- Маршрутизация (Routing).
- Функции ведущего/ ведомого устройства PROFIBUS DP.
- Открытый обмен данными через TCP/IP, UDP и ISO-на-TCP (RFC1006).
- Контроллер ввода-вывода PROFINET IO.
- PROFINET CBA.
Системные функции
центральный процессор обеспечивает поддержку большого количества системных функций диагностики, настройки параметров, синхронизации, прерываний, измерения временных отрезков и т.д.
Более полная информация приведена в руководстве.
Связь
Обмен данными между контроллером, стандартными и F-компонентами системы распределенного ввода-вывода выполняется через PROFIBUS DP и/или PROFINET. Для передачи данных F-компонентов в формате стандартных сообщений используется профиль PROFIsafe. Дополнительные аппаратные компоненты для такого варианта связи не нужны. Необходимое программное обеспечение интегрировано в операционную систему аппаратных компонентов или загружается в центральный процессор в виде сертифицированных программных блоков.
Режимы работы
Функции автоматики безопасности и противоаварийной защиты поддерживаются F-секцией программы центрального процессора, а также F- и PROFIsafe модулями систем локального и распределенного ввода-вывода. Сигнальные модули выполняют мониторинг входных и выходных сигналов, проверяют соответствие их значений, подвергают их проверке.
Центральный процессор выполняет самодиагностику, диагностику работы контроллера, логики выполнения команд и времени выполнения программы. Более того, он выполняет проверку работоспособности системы ввода-вывода, посылая соответствующие запросы.
При выявлении ошибки система переводится в безопасное состояние.
Для работы CPU 319F-3 PN/DP не нужна F-runtime лицензия.
Программирование
CPU 319F-3 PN/DP программируется теми же способами, что и все системы SIMATIC S7. Стандартная секция программы разрабатывается в среде хорошо известных инструментальных средств SIMATIC. Например, в среде STEP 7.
Дополнительный пакет SIMATIC S7 Distributed Safety
Для разработки F-секции программы пакет STEP 7 необходимо дополнить пакетом "SIMATIC S7 Distributed Safety", который содержит все необходимые для этой цели функции и блоки.
F-секция программы разрабатывается на языках F FBD или F LAD с использованием специальных функций F-библиотеки. Использование этих языков упрощает процессы конфигурирования и программирования F-системы, а также ее тестирования. Программист может концентрироваться на разработке F-приложений без использования дополнительных инструментальных средств.
Технические данные
| 6ES7318-3FL01-0AB0 |
Версия продукта |
|
Версия аппаратуры | 01 |
Версия операционной системы | V3.2 |
Проектирование: |
|
| STEP7 V 5.5 или выше, Distributed Safety от V5.4 SP4 и выше |
Напряжение питания |
|
=24 В | Есть |
Потребляемый ток |
|
Номинальный потребляемый ток | 1 250 мА |
Потребляемый ток (без нагрузки), типовое значение | 500 мА |
Импульсный ток включения, типовое значение | 4 A |
I²t | 1.2 A²·с |
Потери мощности |
|
Типовое значение | 14 Вт |
Память |
|
Рабочая память: |
|
| 2 560 Кбайт |
| Нет |
| 700 Кбайт |
Загружаемая память: |
|
| Съемная микрокарта памяти (ММС) |
| 8 Мбайт |
| 10 лет |
Сохранение данных при перебоях в питании: |
|
| Есть |
| Есть |
Время выполнения, не менее |
|
Логических операций | 0.004 мкс |
Операций со словами | 0.01 мкс |
Математических операций с фиксированной точкой | 0.01 мкс |
Математических операций с плавающей точкой | 0.04 мкс |
Программные блоки CPU |
|
Общее количество блоков | 4 096; (DB, FC, FB); максимальное количество загружаемых блоков может быть снижено за счет использования ММС |
Блоки данных (DB): |
|
| 4 096; диапазон номеров: 1 ... 16000 |
| 64 Кбайт |
Функциональные блоки (FB): |
|
| 4 096; диапазон номеров: 0 ... 7999 |
| 64 Кбайт |
Функции (FC): |
|
| 4 096; диапазон номеров: 0 ... 7999 |
| 64 Кбайт |
Организационные блоки (OB): |
|
| 64 Кбайт |
Глубина вложения блоков: |
|
| 16 |
| 4 |
Счетчики и таймеры |
|
S7 счетчики: |
|
| 2 048 |
|
|
| Есть, 0 ... 2 047 |
| С 0 ... С 7 |
|
|
| Есть, 0 ... 999 |
IEC счетчики: |
|
| Есть |
| SFB |
| Ограничивается только объемом RAM |
S7 таймеры: |
|
| 2 048 |
|
|
| Есть, 0 ... 2 047 |
| Нет |
|
|
| Есть, 10 мс ... 9 990 с |
IEC таймеры |
|
| Есть |
| SFB |
| Ограничивается только объемом RAM |
Область памяти данных |
|
Суммарный объем энергонезависимой памяти | 700 Кбайт |
Флаги: |
|
| 8 192 байта |
| Ест; MB 0 ... MB 8191 |
| MB 0 ... MB 15 |
| 8; 1 байт в памяти |
Блоки данных: |
|
| Есть; в свойствах DB |
| Есть |
Объем локальных данных: |
|
| 32 768 байт; до 2048 байт на блок |
Адресное пространство |
|
Адресное пространство ввода/вывода: |
|
| 8 192 байта |
| 8 192 байта |
|
|
| 8 192 байта |
| 8 192 байта |
Область отображения ввода/вывода: |
|
| 8 192 байта |
| 8 192 байта |
| 256 байт |
| 256 байт |
Количество подобластей отображения процесса: |
|
| 1; при использовании PROFINET IO объем данных пользователя ограничен 1600 байтами |
Количество дискретных каналов: |
|
| 65 536 |
| 65 536 |
| 1 024 |
| 1 024 |
Количество аналоговых каналов: |
|
| 4 096 |
| 4 096 |
| 256 |
| 256 |
Аппаратная конфигурация |
|
Количество монтажных стоек контроллера, не более | 4 |
Количество модулей (SM, FM, CP) на монтажную стойку, не более | 8 |
Количество ведущих DP устройств: |
|
| 2 |
| 4 |
Рекомендуемое количество функциональных и коммуникационных модулей на систему: |
|
| 8 |
| 8 |
| 10 |
Дата и время |
|
Часы: |
|
| Есть |
| Есть |
| 10 с; типовое значение: 2 с |
| 6 недель при 40 °C |
| Продолжение отсчета времени |
| Продолжение отсчета времени в течение допустимой продолжительности хода часов после отключения питания |
Счетчики моточасов: |
|
| 4 |
| 0 ... 3 |
| 0 ... 231 часов (при использовании SFC 101) |
| 1 час |
| Есть; необходим перезапуск после каждого рестарта |
Синхронизация времени: |
|
| Есть |
| Есть |
| Есть |
| Есть; синхронизация часов ведомых DP устройств |
| Есть |
| Есть |
| Есть |
| Есть; в режиме клиента |
Интерфейсы |
|
Количество USB интерфейсов | 0 |
1-й интерфейс |
|
Тип интерфейса | Встроенный |
Физический уровень | RS 485 |
Гальваническое разделение цепей | Есть |
Питание интерфейса (=15 ... 30 В), не более | 150 мА |
Функции: |
|
| Есть |
| Есть |
| Есть |
| Нет |
MPI: |
|
|
|
| Есть |
| Есть |
| Есть |
| Есть |
| Есть |
| Нет; только через коммуникационные процессоры и загружаемые FB |
| Есть |
| 12 Мбит/с |
Ведущее DP устройство: |
|
|
|
| Есть |
| Нет |
| Есть; только I блоки |
| Есть |
| Нет |
| Есть |
| Есть |
| Нет |
| Есть |
| Есть |
| 8 |
| Есть; в режиме подписчика |
| Есть |
| 12 Мбит/с |
| 124 |
|
|
| 8 Кбайт |
| 8 Кбайт |
|
|
| 244 байта |
| 244 байта |
Ведомое DP устройство: |
|
|
|
| Есть |
| Нет |
| Нет |
| Есть |
| Нет |
| Есть; конфигурирование только односторонних соединений |
| Есть |
| Нет |
| 12 Мбит/с |
| Есть; только при пассивном состоянии интерфейса |
|
|
| 244 байт |
| 244 байт |
| 32 |
| 32 байта |
2-й интерфейс |
|
Тип интерфейса | Встроенный |
Физический уровень | RS 485 |
Гальваническое разделение цепей | Есть |
Питание интерфейса (=15 ... 30 В), не более | 200 мА |
Функции: |
|
| Нет |
| Есть |
| Есть |
| Нет |
| Нет |
| Нет |
Ведущее DP устройство: |
|
|
|
| Есть |
| Нет |
| Есть; только I блоки |
| Есть |
| Нет |
| Есть; конфигурируются только односторонние соединения |
| Есть |
| Есть; OB 61 - только для сети PROFIBUS DP или PROFINET IO (но не одновременно) |
| Есть |
| Есть |
| 8 |
| Есть; как подписчик |
| Есть |
| 12 Мбит/с |
| 124 |
|
|
| 8 Кбайт |
| 8 Кбайт |
|
|