西门子CPU416F-2（原装代理）

• 用于构建故障安全型自动化系统，提高工程的安全需求
• 高端性能范围内的高性能 CPU
• 满足 IEC 61508 的 SIL 3 和 Cat. 44（EN 954-1）
• 标准和安全相关任务可通过一个 CPU 来完成
• 允许多CPU模式
• 通过分布式 I/O 设备在采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 上进行安全相关通讯
• 故障安全 I/O 模块可通过集成接口（CPU416F-3 PN/DP 的 DP 和 PN）和/或通过通讯模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行分布式连接。
• 在非安全相关的应用中，可以集中式或分布式地操作标准模块

CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用这些 CPU，可为具有较高安全要求的工厂构建一个故障安全自动化系统。

通过 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口，可作为一个主站或从站，直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线。

在通过 IF 964-DP 接口模块连接 CPU 416F-3 PN/DP 的情况下，可以连接另外一个 DP 主站系统。

通过使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口实现了交换机功能。 它提供了可从外部接触到的两个 PROFINET 端口。 这意味着，除分层网络拓扑结构之外，也可通过新型 S7-400 控制器实现总线型结构。

注： 
只能使用 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口模块。

故障安全 I/O 模块可连接到所有集成接口，连接到 IF 964-DP，和/或通过通讯模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行连接。 安全通讯通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 来执行。

两种 CPU 都具有：

• 高性能的处理器： 
  CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.03 µs。
• CPU 416F-2 : 5.6 MB 工作存储器（其中，程序和数据各使用 2.8 MB）；
  CPU 416F-3 PN/DP: 11.2 MB 工作存储器（其中，程序和数据各使用 5.6 MB）；
  用于执行较为重要的用户程序部分的更快速的工作存储器。
• 灵活扩展能力： 
  *多 262144 点数字量和 16384 点模拟量输入/输出。
• MPI 多点接口： 
  MPI 可用来建立一个包括*多 32 个站、数据传输速率*高为 12 Kbit/s 的简单网络。CPU 可与通讯总线和 MPI 上的站建立*多 44 个连接。
• 模式选择开关： 
  拨动开关设计。
• 诊断缓冲区： 
  *后的 120 个错误和中断事件出于诊断目的而保存在一个环形缓冲器中。 可以对输入数目进行设定。
• 实时时钟： 
  CPU 的诊断报警带有日期和时间标记。
• 存储卡： 
  用于扩展内置装载存储器。 RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零电压下也可保存数据）。
• MPI/DP 组合接口和内置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)： 
  通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。 从用户的角度来看，分布式 I/O 的处理与集中式 I/O 的处理是相同的（相同的组态、寻址和编程）。 
  混合安装： SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作为符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。

CPU 416F-3 PN/DP 还具有：

• 子模块接口： 
  使用 IF 964-DP 接口模块，可连接到一个另外的 PROFIBUS DP 主站系统。
• 带 2 个端口（交换机）的 PROFINET 接口
  • PROFINET I/O，可连接 256 个 IO 设备
  • PROFINET CBA

故障安全 I/O 模块可连接到所有集成接口，连接到 IF 964-DP，和/或通过通讯模块（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）进行连接。 安全通讯通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIsafe 来执行。

• 块保护： 
  用户程序使用密码保护，可防止非法访问。
• 集成的 HMI 服务: 
  对于 HMI 设备，用户只需指定数据源和数据目标。 这些数据将由系统自动循环传输。
• 集成的通讯功能：
  • PG/OP 通讯
  • 全局数据通讯
  • S7 基本通讯
  • S7 通讯
• 通过网络更新固件

CPU 416-3 PN/DP 还有：

• 在TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)上实现开放的通讯
• 在基于组件的自动化 (CBA) 中实现分布式智能系统 (PROFINET)
• 通过集成的网络服务器获得附加诊断功能

可参数化的特性

使用 STEP 7 硬件组态工具，可对 S7-400（包括 CPU）的特性和响应进行参数化，例如：

• MPI 多点接口：
  • 定义站的地址
  • 启动/循环响应
  • 定义*大循环时间和通讯负荷
• 地址分配： 
  I/O 模块编址
• 保持区域： 
  定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟位存储器的数量
• 过程映像、局部数据的大小
• 诊断缓存区的长度
• 保护级： 
  指定程序和数据的访问权限。
• 系统诊断： 
  定义诊断报警的处理和范围。
• 循环中断： 
  设定周期

CPU 416F-3 PN/DP 还有：

• PROFINET 接口
• 通过 NTP 协议对时间同步进行参数化

信息和显示功能

• 状态和故障 LED： 
  LED 可指示出内部和外部故障和运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、调试和测试功能等。
• 测试功能： 
  编程设备用于在程序执行过程中指示信号状态，独立于用户程序修改过程变量，输出堆栈存储器的内容，执行各步程序，并禁用某些程序部分。
• 信息功能： 
  编程设备可用于获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及工作和装载存储器的当前负荷的信息。

通讯

中央控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通讯和标准通讯是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 专门开发的 PROFIBUS 行规PROFIsafe 支持在标准数据报文帧内传输安全功能的用户数据。 不需要使用附件硬件组件，如专用安全总线等。 必要的软件或者以操作系统的扩展功能的形式集成在硬件组件中，或者作为一个经过认证的软件块随后装载到 CPU 中。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 和故障安全信号模块的 F 程序中。

信号模块通过进行偏差分析和注入测试信号来监视输出和输入信号。

CPU 通过周期性自检、命令测试和基于逻辑和时间的程序执行检查功能来检查控制器是否正常运行。 此外，还通过部件状况请求对 I/O 进行检查。

如果诊断出系统中的一个故障，系统就会被置于一个安全状态中。

CPU 416F-2 和 CPU416F-3 PN/DP 的运行无需使用一份 F 运行版授权。

编程

CPU 416F-2 和 CPU416F-3 PN/DP 的编程方式与其他 SIMATIC S7 系统相同。 用于非故障安全工厂部分的用户程序通过人们熟悉的编程工具（如 STEP 7）来创建。

SIMATIC S7 Distributed Safety 选件包

在编程安全程序组件时，需要使用 STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”。 该软件包包含创建一个 F 程序所需的所有功能和块。

具有安全功能的 F 程序在 F FBD 或 F LAD 中进行连接，或使用 F 库中的特殊功能进行连接。 使用 F FBD 或 F LAD 可简化工厂的组态与编程，也因与特定装置无关的统一表示形式而简化了验收测试。 编程人员可集中精力于安全应用的组态，无需使用附加工具。