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6ES7416-2FP07-0AB0 SIMATIC S7-400，CPU 416F-2, 中央處理器，帶： 內存 8 MB， （4 MB 代碼，4 MB 數據）， 1. 接口 MPI/DP 12 MBIT/S， 第 2 個 PROFIBUS DP 接口

6ES7416-3FS07-0AB0 SIMATIC S7-400，CPU416F-3 PN/DP 中央處理器，帶： 工作存儲器 16 MB， （8 MB 代碼，8 MB 數據）， 接口 第 1 個 MPI/DP 接口 12 MBIT/S(X1)， 第 2 個以太網/PROFINET 接口(X5) 第 3 個 IF 964-DP 接口可插拔(IF1)

概述

• 用于構建故障安全型自動化系統，提高工廠的安全性
• 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
• 經由采用 PROFIsafe 行規的 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

應用

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建一個故障安全自動化系統。

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。

通過使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口實現了交換機功能。它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。這意味著，除分層網絡拓撲結構之外，也可通過新型 S7-400 控制器實現總線型結構。

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 行規的 PROFIBUS DP，實現安全通信。

設計

兩種 CPU 都具有：

• 高性能的處理器：
  CPU 執行每條二進制指令時間僅為 0.03 µs 。
• CPU 416F-2：8 MB 主存儲器（程序或數據各占用 4 MB）；
  CPU 416F-3 PN/DP：11.2 MB 主存儲器（程序或數據各 5.6 MB）；
  快速主存儲器用于對于執行十分重要的用戶程序部分。
• 靈活擴展能力：
  多 262144 點數字量和 16384 點模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點接口：
  通過 MPI，可在高達 12 Mbps 的數據傳輸速率下，建立包含多 32 個站的簡單網絡。CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立多 44 個連接。
• 模式選擇開關：
  撥位按鈕設計
• 診斷緩存：
  后的 120 個錯誤和中斷事件出于診斷目的而保存在一個環形緩存中。可以對輸入數目進行設定。
• 實時時鐘：
  CPU 的診斷報警帶有日期和時間標記。
• 存儲卡：
  用于擴展內置裝載存儲器。RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零電壓下也可保存數據）。
• MPI/DP 組合接口和內置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)：
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現分布式自動化組態，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、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。
• 帶 2 個端口（交換機）的 PROFINET 接口
  • PROFINET IO，可連接 256 個 IO 設備
  • PROFINET CBA

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 行規的 PROFIBUS DP，實現安全通信。

功能

• 塊保護：
  通過密碼保護用戶程序，未經授權無法訪問。
• 集成 HMI 服務:
  對于 HMI 設備，用戶只需數據源和數據目標。這些數據將由系統自動循環傳輸。
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • 全局數據通信
  • S7 基本通信
  • S7 通信
• 通過網絡更新固件

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分布式智能系統 (PROFINET)
• 通過集成的 web 服務器獲得附加診斷功能

可參數化的特性

使用 STEP 7 硬件組態工具，可對 S7-400（包括 CPU）的特性和響應進行參數化，例如：

• MPI 多點接口：
  • 定義站地址。
  • 啟動/循環響應
  • 定義大循環時間和通信負荷。
• 地址分配：
  I/O 模塊編址。
• 保持區域：
  定義具有保持特性的位存儲器、計數器、定時器、數據塊和時鐘位存儲器的數量
• 過程映像，局部數據的大小。
• 診斷緩存區的長度。
• 保護等級：
  程序和數據的訪問權限。
• 系統診斷：
  定義診斷報警的處理和范圍。
• 循環中斷：
  定義周期時間

CPU 416F-3 PN/DP：

• PROFINET 接口
• 通過 NTP 協議對時間同步進行參數化

信息和顯示功能

• 狀態和故障 LED：
  LED 可指示出內部和外部故障和運行狀態，如 RUN（運行）、STOP（停止）、調試和測試功能等。
• 測試功能：
  編程器用于在程序執行過程中指示信號狀態，獨立于用戶程序修改過程變量，輸出堆棧存儲器的內容，執行各步程序，并禁用某些程序部分。
• 信息功能：
  編程器可用于獲取有關 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。 專門開發的 PROFIBUS 行規 PROFIsafe 支持在標準數據報文幀中傳送安全功能的用戶數據。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來監視輸入和輸出信號。

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。

當系統診斷出一個故障時，系統將進入安全狀態。

CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的運行無需使用一份 F 運行版授權。

編程

CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統的編程方式相同。通過諸如 STEP 7 編程工具可創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 可簡化工廠的組態與編程，也因與特定工廠無關的統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建 F 程序的所有功能和塊。

技術規范