Обзор

• Центральный процессор, поддерживающий на уровне операционной системы функции автоматики безопасности и противоаварийной защиты.
• Базовая аппаратура центрального процессора CPU 315-2 DP.
• 2 встроенных интерфейса: 1x MPI + 1x PROFIBUS-DP.
• Построение систем противоаварийной защиты, отвечающих требованиям:
  • уровней безопасности SIL1 ... SIL3 по IEC 61508,
  • классов безопасности AK1 ...  AK6 по DIN V 19250,
  • категорий безопасности 1 ... 4 по EN 954-1.
• Обслуживание распределенных структур автоматики безопасности на основе сети PROFIBUS DP с поддержкой профиля PROFIsafe.
• Использование дискретных F-модулей в системе локального ввода-вывода S7-300F.
• Использование станций ET 200M с F-модулями, а также станций ET 200S PROFIsafe в системе распределенного ввода-вывода S7-300F.

• Независимое выполнение двух секций программы:
  • секции программы, реализующей стандартные функции управления и
  • секции F-программы, обеспечивающей поддержку функций автоматики безопасности и противоаварийной защиты.

Для работы центрального процессора необходима микро карта памяти (ММС), заказываемая отдельно .

 

Область применения

Центральный процессор CPU 315F-2 DP предназначен для использования в программируемых контроллерах SIMATIC S7-300F и построения распределенных систем противоаварийной защиты. В таких системах возникновение аварийных ситуаций не создает опасности для жизни обслуживающего персонала и угрозы для окружающей природной среды и т.д. Подобные ситуации сопровождаются гарантированным переводом всего или части технологического оборудования в безопасные состояния и остановкой части или всего технологического процесса.

Сиситемы распределенного ввода-вывода строятся на основе станций ET 200S PROFIsafe, ET 200pro PROFIsafe, ET 200eco PROFIsafe и ET 200M, укомплектованных F-модулями SM 326 и SM 336. Для обмена данными через сеть PROFIBUS DP используется специальный профиль PROFIsafe.

F-модули SM 326 могут устанавливаться не только в станции ET 200M, но и в систему локального ввода-вывода программируемого контроллера S7-300F.

Для функционирования центрального процессора необходима микро карта памяти (ММС), которая заказывается отдельно.

 

Дизайн

CPU 315F-2 DP характеризуется следующими показателями:

• Микропроцессор;
  100 нс на выполнение бинарной инструкции 3 мкс на выполнение арифметической операции с плавающей точкой.
• Рабочая память объемом 192 Кбайт, RAM;
  для выполнения секций F- и стандартной программы. Для выполнения стандартной программы может использоваться до 128 Кбайт. Микро карта памяти (до 8 Мбайт), используемая в качестве загружаемой памяти, а также сохранения архива проекта (с комментариями и таблицей символов), архивирования данных и управления рецептами.
• Гибкие возможности расширения;
  подключение до 32 модулей S7-300 (4-рядная конфигурация).
• Интерфейс MPI;
  позволяет устанавливать одновременно до 16 соединений с программируемыми контроллерами S7-300/400, программаторами, компьютерами и панелями операторов. Одно из этих соединений зарезервировано для PG-, одно - для OP функций связи. MPI позволяет создавать простейшие сетевые структуры с объединением до 16 центральных процессоров и поддержкой механизма передачи глобальных данных.
• Интерфейс PROFIBUS DP;
  интерфейс  ведущего или ведомого DP V1 устройства для работы в системах распределенного ввода-вывода. Поддержка широкого спектра диагностических функций и настройки параметров ведомых устройств DP V1. С точки зрения пользователя системы локального и распределенного ввода-вывода полностью идентичны. Для них используются одинаковые способы конфигурирования, адресации и программирования. Поддержка профиля PROFIsafe для обмена данными с компонентами распределенной системы автоматики безопасности.

 

 

 

Функции

• Парольная защита доступа;
  для защиты от несанкционированного доступа к программе пользователя
• Буфер диагностических сообщений;
  хранит 100 последних сообщений об ошибках
• Необслуживаемое сохранение данных;
  при перебоях в питании контроллера центральный процессор автоматически сохраняет текущие данные и использует их после восстановления напряжения питания.

Программируемые параметры и свойства 

Из среды STEP 7 могут настраиваться следующие параметры и свойства центрального процессора:

• Интерфейс MPI;
  определение адреса станции.
• Интерфейс PROFIBUS DP;
  определение режимов работы и параметров настройки, свободная адресация устройств системы распределенного ввода-вывода.
• Параметры рестарта/цикла выполнения программы;
  определение максимального времени сканирования программы, перезапуска и выполнения функций самодиагностики.
• Объем реманентной области памяти;
  определение объема данных (количества битов памяти, таймеров, счетчиков и блоков данных), сохраняемых при перебоях в питании контроллера. 
• Тактовые биты;
  установка адреса.
• Уровень защиты;
  установка прав на доступ к программе и данным.
• Системная диагностика;
  установка порядка обработки диагностических сообщений.
• Периодические прерывания;
  установка периода повторения прерываний.
• Прерывания по дате и времени;
  установка стартовой даты и времени, а также периода повторения прерываний.

Информационные функции и функции отображения

• Отображение состояний и ошибок;
  светодиодная индикация, отображение программных ошибок, ошибок по времени, ошибок ввода-вывода, режимов работы RUN/STOP, рестарта и т.д.
• Функции тестирования;
  в процессе выполнения программы программатор позволяет отображать состояния сигналов , модифицировать и считывать значения переменных, получать доступ к содержимому стека.
• Информационные функции;
  с помощью программатора можно получить информацию об объеме памяти и режимах работы центрального процессора, объеме занятой и свободной памяти, текущем времени цикла выполнения программы, просмотреть содержимое буфера аварийных сообщений в текстовом формате.

Встроенные коммуникационные функции

• PG/OP функции связи 
• Обмен глобальными данными через MPI 
• Функции стандартной S7 связи
• S7 функции связи (только сервер)

Системные функции

Центральный процессор поддерживает широкий спектр функций диагностики, настройки параметров, синхронизации, аварийной сигнализации, измерения временных промежутков и т.д.

Более полная информация приведена в руководстве.

Режимы работы

Функции автоматики безопасности и противоаварийной защиты поддерживаются F-программой контроллера и F-модулями ввода-вывода систем локального и распределенного ввода-вывода.

F-модули поддерживают расширенный набор диагностических функций и позволяют на аппаратном уровне выявлять расхождения в считываемых значениях для каждого канала ввода или выводимых значениях для каждого канала вывода F-системы.

Функционирование центральных процессоров в S7-300F сопровождается выполнением расширенного набора диагностических функций, контролем хода и времени выполнения программы, а также работоспособности станций распределенного ввода-вывода.

Выявление ошибок автоматически сопровождается переводом технологического оборудования в безопасные состояния.

Для функционирования CPU 315F-2 DP не требуется наличия F-runtime лицензии.

Время реакции

Время реакции системы может быть рассчитано с помощью Excel-таблицы (s7cotia.xls), включенной в комплект поставки центрального процессора. Это время зависит от количества F-сигналов и степени сложности F-программы.

Таблица содержит точные данные по времени выполнения команд, а также необходимую дополнительную информацию.

Программирование

Программа центральных процессоров S7-300F может содержать две независимые секции: секцию F-программы и секцию выполнения стандартных функций управления.

Разработка F-программ центральных процессоров CPU 315F-2DP/ CPU 317F-2DP выполняется в среде STEP 7 на языках F-LAD или F-FBD с использованием сертифицированных F-FB. F-программа обладает приоритетами при компиляции. 

Разработка секции стандартных функций управления выполняется с использованием всех языков, поддерживаемых STEP 7 (LAD, FBD, STL). Ограничения на разработку этой секции программы накладываются только функциональными возможностями используемого центрального процессора.

Опциональный пакет S7 F Distributed Safety

Для программирования и конфигурирования систем противоаварийной защиты STEP 7 должен быть дополнен пакетом "S7-F Distributed Safety". Пакет содержит библиотеки стандартных функциональных блоков для разработки F-программ, а также набор примеров готовых F-программ. Все блоки F-библиотеки сертифицированы TÜV. S7-F Distributed Safety может работать под управлением STEP 7 от V5.1 SP6 и выше.

Для разработки F секции программы используются языки F_FBD и F_LAD с применением специальных функциональных блоков из F библиотеки. 

 

 

 

 

Технические данные (бумага)

	6ES7 315-6FF01-0AB0
Описание продукта
Сопутствующее программное обеспечение	STEP 7 от V 5.1 + SP 6
Входное напряжение
Номинальное значение
24 В DC	Есть
допустимое значение, нижний предел (DC)	20.4 В
допустимое значение, верхний предел (DC)	28.8 В
Напряжения и токи
Рекомендуемая защита цепей питания, не менее	2 A
Потребляемый ток
Пусковой ток, макс.	2.5 A
I²t	0.5 A²с
Потребляемый ток при холостом ходе, типовое значение	60 мA
Потребляемая мощность, типовое значе­ние	2.5 Вт
Память/сохранение
Память
Рабочая память
Всроенная	192 кБайт
Расширенияе	Нет
Загружаемая память
Микро карта памяти (MMC)	Есть
Микро карта памяти (MMC), макс.	8 MБайт
Сохранение данных при сбоях в питании
Доступность	Есть; обеспечивается MMC
ЦПУ/Блоки данных
DB
Количество, макс.	1,023; DB 0 резервированных
Размер, макс.	16 кБайт
FB
Количество, макс.	2,048; см. руководство
Размер, макс.	16 кБайт
FC
Количество, макс.	2,048; см. руководство
Размер, макс.	16 кБайт
OB
Количество, макс.	см. руководство
Размер, макс.	16 кБайт
Глубина вложений блоков
На приоритетный класс	8
Дополнительно: программ обработки ошибок в пределах организационного блока	4
ЦПУ/время выполнения
логических операций, мин.	0.1 мкс
операций со словами, мин.	0.2 мкс
арифметических операций с фиксиро­ванной точкой, мин.	2 мкс
арифметических операций с плавающей точкой, мин.	6 мкс
Таймеры/счетчики и их характеристики
S7-счетчики
Количество	256
Из них сохраняющих состояния при перебоях в питании контроллера
Настраивается	Есть
Числовой диапазон счета
Нижний предел	0
Верхний предел	999
IEC счетчик
Доступный	Есть
Тип	SFB
S7 таймеры
Количество	256
Сохраняющие состояния при перебоях в питании контроллера
Настраивается	Да
По умолчанию	Нет
Диапазоны выдержек времени
Нижний предел	10 мс
Верхний предел	9,990 с
IEC таймер
Доступный	Есть
Тип	SFB
Биты данных
Флаги
Количество	2,048 Байт
Настраиваемые	Есть; от MB 0 до MB 2047
Количество тактовых битов	8
Блоки данных
Количество, макс.	1,023; DB 0 резервированных
Размер, макс.	16 кБайт
Объем локальных данных
На приоритет­ный класс, макс.	1,024 Байт
Адресное пространство
Адресное пространство входов/выходов
Входы	2 кБайт
Выходы	2 кБайт
Распределенного ввода-вывода
Входы	2 кБайт
Выходы	2 кБайт
Отображение процесса
Входы	384 Байт
Выходы	384 Байт
Дискретные каналы
Входы	16,384
Выходы	16,384
Входы, из них в системе локального ввода-вывода	1,024
Выходы, из них в системе локального ввода-вывода	1,024
Аналоговые каналы
Входы	1,024
Выходы	1,024
Входы, из них в системе локального ввода-вывода	256
Выходы, из них в системе локального ввода-вывода	256
Конфигурирование/Количество монтажных стоек в системе
Базовых, макс.	4
Количество модулей в системе локаль­ного ввода-вывода	8
Количество ведущих DP-устройств
Встроенных	1
Через CP	1
Максимальное количество интеллекту­альных модулей на систему
FM	8
CP, point-to-point	8
CP, LAN	10
Время
Часы
Аппаратные часы реального времени	Есть
Буферизация	Есть
Отстование за день, макс.	10 с
Часы реального времени
Quantity	1
Количество	0
Диапазон счета	2^31 часов (с использованием SFC 101)
Шаг приращения	1 час
Сохранение содержимого при сбоях в питании	Есть. Требуется ручной перезапуск после каждого рестарта
Синхронизация по времени
Поддерживается	Есть
Через MPI интерфейс, ведущий	Есть
Через MPI интерфейс, ведомый	Есть
Через AS интерфейс, ведущий	Есть
Станции, регистрирующие S7-сообщения
Количество, макс.	16; зависит от количества соеди­нений, сконфигурированных для выпол­нения PG/OP и базовых S7-функций связи
Обработка диагностических сообщений	Есть
Количество S-блоков прерываний, одно­временно находящихся в активном состоянии, не более	40
Контроль состояния/модификация пере­менных
Статус/модификация
Переменный	Есть
Переменные	входы, выходы, флаги, DB, таймеры, счетчики
Количество переменных, макс.	30
из которых переменных контроля со­стояний, макс.	30
из которых переменных управления состоянием, макс.	14
Принудительная установка
Принудительная установка	Есть
Переменные	входы, выходы
Количество переменных, макс.	10
Блок мониторинга	Есть
Пошаговый режим	Есть
Количество точек прерывания	2
Диагностический буфер
Доступный	Есть
Количество входов, макс.	100
Настраеваемый	Нет
Коммуникационные функции
PG/OP-связь	Есть
Маршрутизация	Есть
Передача глобальных данных (GD)
Поддерживается	Есть
размер пакета глобальных данных, макс	22 Байт
Базовая S7-связь
Поддерживается	Есть
S7-связь
Поддерживается	Есть
S5-совместимая связь
-   Поддерживается	Есть; через CP и загружаемый FC
Количество логических соединений
Всего	16
Используемые со­единения для PG-связи	15
Используемые со­единения для ОР-связи	15
Используемые со­единения для S-7 базовой связи	13
1-й встроенный интерфейс
Тип интерфейса	встроенный интерфейс RS 485
Физический уровень	RS 485
Гальваническое разделение внешних и внутренних цепей	Нет
Потребляемый ток, макс.	200 мА
Функциональность
MPI	Есть
DP ведущее устройство	Нет
DP ведомое устройство	Нет
PtP	Нет
MPI
Количество соединений	16
Сервисы
PG/OP-связь	Есть
-    Маршрутизация	Есть
Передача глобальных данных	Есть
Базовая S7-связь	Есть
S7-связь	Есть
S7-связь, как клиент	Есть; через СР и загружаемый FB
S7-связь, как сервер	Есть
Скорость передачи данных, макс.	187.5 кбит/с
2-й встроенный интерфейс
Тип интерфейса	встроенный интерфейс RS 485
Физический уровень	RS 485
Гальваническое разделение внешних и внутренних цепей	Есть
Потребляемый ток, макс.	200 мA
Функциональность
MPI	Нет
DP ведущее устройство	Есть
DP ведомое устройство	Есть
PtP	Нет
DP ведущее устройство
Количество соединений, макс.	16
Сервисы
PG/OP-связь	Есть
Маршрутизация	Есть
Передача глобальных данных	Нет
Базовая S7-связь	Нет
S7-связь	Нет
постоянное время цикла шины	Есть
SYNC/FREEZE	Есть
DPV1	Есть
Скорость передачи данных, макс.	12 Mбит/с
Количество ведомых DP-устройств, макс.	125
Адресное пространство
Входы, макс.	244 кБайт
Выходы, макс.	244 кБайт
DP ведомое устройство
Количество соединений	16
Сервисы
PG/OP-связь	Есть
Маршрутизация	Есть; с активным интерфейсом
Передача глобальных данных	Нет
Базовая S7-связь	Нет
S7-связь, как клиент	Нет
S7-связь, как сервер	Нет
Непосредственный обмен данными	Есть
DPV1	Нет
GSD файл	http://www.ad.siemens.de/csi_e/gsd
Скорость передачи данных, макс.	12 Mбит/с
Объем памяти приемопередатчика
Входы	244 Байт
Выходы	244 Байт
Адресное пространство, макс.	32
Объем данных пользователя на одно адресное пространство	32 Байт
ЦПУ/ программирование
Языки программирования
STEP 7	Есть; от V5.1 SP6
LAD	Есть
STL	Есть
AWL	Есть
SCL	Есть
Программная библиотека
Набор инструкций	см. руководство
Bracket levels	8
Парольная защита программы	Есть
Системные функции (SFC)	см. руководство
Системные функцииональные блоки (SFB)	см. руководство
Размеры и масса
Масса, примерно	290 г
Ширина	40 мм
Высота	125 мм
Глубина	130 мм