Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP

Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP

I. Tổng quan về hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP

SIMATIC S7-300 CPU317F-2 PN/DP， Bộ xử lý trung tâm với bộ nhớ chính 1,5MB, giao diện 1 MPI/DP 12MBit/s, giao diện 2 Ethernet PROFINET với công tắc cổng kép, thẻ nhớ mini cần thiết, số đặt hàng: 6ES7317-2FK14-0AB0.

Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP dựa trên CPU 317-2 PN/DP Loại CPU an toàn có bộ nhớ chương trình dung lượng lớn và quy mô chương trình, có thể được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi cao; Được sử dụng để thiết lập hệ thống tự động hóa SIS cho các thiết bị an toàn, phù hợp với các nhà máy tăng yêu cầu SIS cho các hệ thống thiết bị an toàn.

Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Xếp hạng bảo mật lên đến SIL 3 (IEC 61508) và PL e (ISO 13849.1) Mô-đun I/O không an toàn phân tán có thể được kết nối cục bộ thông qua giao diện PROFINET tích hợp (PROFIsafe) và/hoặc thông qua giao diện PROFIBUS DP tích hợp (PROFIsafe). Các mô-đun I/O ET 200M không an toàn cũng có thể được kết nối tập trung cho các ứng dụng không an toàn, các mô-đun tiêu chuẩn có thể được sử dụng tập trung và phân tán thông qua bộ điều khiển PROFINET I/O PROFINET dựa trên thành phần (CBA) để chạy giao diện PROFINET I/O phân tán cho công tắc cổng kép trên PROFINET, proxy PROFINET, cho các thiết bị thông minh PROFIBUS DP trong tự động hóa dựa trên thành phần (CBA), yêu cầu thẻ nhớ mini SIMATIC để chạy CPU.

II. Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Ứng dụng

CPU 317F-2 PN/DP cho phép thực hiện các hệ thống tự động phức tạp hơn, an toàn hơn cho các thiết bị để đáp ứng các yêu cầu an toàn nâng cao (đặc biệt là đối với tự động hóa sản xuất). Có thể được sử dụng như một bộ điều khiển IO PROFINET và một trạm chính PROFIBUS DP tiêu chuẩn trong SIMATIC S7-300. CPU 317F-2 PN/DP cũng có thể được sử dụng làm nô lệ thông minh phân tán (DP Slave). Các trạm I/O phân tán chứa các mô-đun I/O không an toàn có thể được kết nối thông qua hai giao diện tích hợp. Mô-đun I/O không an toàn của ET 200M cũng có thể được cài đặt trong cấu hình trung tâm liên quan đến an toàn. Thực hiện giao tiếp an toàn giữa F-CPU và mô-đun I/O không an toàn dựa trên các quy định PROFIsafe. Cần có thẻ nhớ mini SIMATIC (MMC card) để chạy CPU.

III. Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Thiết kế

CPU 317F-2 PN/DP được cài đặt:

Bộ vi xử lý:
Thời gian thực thi của bộ xử lý để hoàn thành mỗi lệnh nhị phân là khoảng 25 ns và khoảng 160 ns cho mỗi phép toán dấu phẩy động.

Bộ nhớ:
1.5 MB bộ nhớ làm việc tốc độ cao cho các chương trình liên quan đến bảo mật và các chương trình tiêu chuẩn; Đối với các phân đoạn liên quan đến bảo mật, việc tăng dung lượng lưu trữ (hơn 5 lần) phải được xem xét. Simatic Micro Memory Card (tối đa 8 MB) hoạt động như bộ nhớ gắn cho chương trình và cũng cho phép các mục (bao gồm ký hiệu và chú thích) được lưu trữ trong CPU.

Khả năng mở rộng linh hoạt:
Lên đến 32 mô-đun, (cấu trúc 4 tầng)

Kết hợp giao diện MPI/DP:
Giao diện DP tích hợp đầu tiên có thể thiết lập tối đa 16 kết nối đồng thời với S7-300/400 hoặc với PG, PC, OP. Trong các kết nối này, một kết nối luôn được dành riêng cho PG và OP.
MPI có thể xây dựng một mạng đơn giản với tối đa 32 CPU thông qua "giao tiếp dữ liệu toàn cầu".
Giao diện này có thể được thiết lập lại từ giao diện MPI thành giao diện DP. Giao diện DP có thể được sử dụng làm DP master hoặc DP slave.
Giao diện PROFIBUS DP:
Hỗ trợ đầy đủ các tiêu chuẩn PROFIBUS DP V1. Điều này sẽ làm tăng phạm vi của tiêu chuẩn DP V1 từ chẩn đoán đứng và khả năng gán thông số.

Giao diện Ethernet:
Giao diện tích hợp thứ hai của CPU 317F-2 PN/DP là giao diện PROFINET dựa trên Ethernet TCP/IP với công tắc hai cổng. Nó hỗ trợ các giao thức sau:

Giao tiếp S7 được sử dụng để giao tiếp dữ liệu giữa các bộ điều khiển SIMATIC;

Bản tin PG/OP được lập trình, khởi động và chẩn đoán thông qua STEP 7;

Thông tin liên lạc PG/OP kết nối với HMI và SCADA;

Giao tiếp TCP/IP mở dựa trên các máy chủ PROFInet và SIMATIC NET OPC để giao tiếp với các bộ điều khiển khác và các thiết bị I/O với CPU riêng biệt.

IV. Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Chức năng

Bảo vệ mật khẩu;
Với mật khẩu, chương trình người dùng được bảo vệ khỏi truy cập trái phép.

Bộ đệm chẩn đoán;
500 sự kiện lỗi và gián đoạn cuối cùng được lưu trong bộ đệm để chẩn đoán.

Sao lưu dữ liệu miễn phí;
Khi nguồn điện bị hỏng, CPU sẽ tự động lưu toàn bộ dữ liệu và sẽ không thay đổi khi nguồn điện được khôi phục.

Thuộc tính Parametable

Bạn có thể sử dụng STEP 7 để thiết lập tham số cấu hình, thuộc tính và phản hồi của CPU đối với S7:

Giao diện đa điểm (MPI);
Xác định địa chỉ node

Đặc tính hiệu suất khởi động lại/chu kỳ;
Đặt thời gian chu kỳ tối đa và tải

Bộ nhớ đồng hồ:
Đặt địa chỉ

Mức độ bảo vệ;
Định nghĩa quyền truy cập chương trình với dữ liệu

Chẩn đoán hệ thống;
Xác định phạm vi xử lý và chẩn đoán thông điệp

Màn hình bị gián đoạn;
Xác định thời gian chu kỳ

gián đoạn thời gian thực;
Đặt ngày bắt đầu, thời gian bắt đầu và khoảng thời gian.

Giao diện PROFIBUS DP Home/Slave
Phân bổ địa chỉ do người dùng xác định cho I/O phân tán

Chức năng hiển thị và chức năng thông tin

Trạng thái và chỉ dẫn sai;
Các đèn phát quang hiển thị, ví dụ, phần cứng, lập trình, tính giờ, I/O、 Bus bị lỗi cũng như trạng thái chạy như RUN, STOP, start-up.

chức năng kiểm tra;
Sử dụng trình lập trình để hiển thị trạng thái tín hiệu trong quá trình thực thi chương trình, các biến thủ tục có thể được sửa đổi mà không cần thông qua chương trình người dùng, cũng như nội dung ngăn xếp đầu ra.

Chức năng thông tin;
Cung cấp cho người dùng thông tin về khả năng lưu trữ, chế độ hoạt động của CPU, cũng như việc sử dụng hiện tại của bộ nhớ chính và bộ nhớ tải, thời gian chu kỳ hiện tại và nội dung của bộ đệm chẩn đoán, dưới dạng văn bản thông qua lập trình viên.

Chức năng truyền thông tích hợp

Truyền thông lập trình/OP

Truyền thông dữ liệu toàn cục

S7 Truyền thông cơ bản

S7 Truyền thông

Giao tiếp mở qua TCP/IP

PROFINET CBA (Tự động hóa dựa trên thành phần)

Máy chủ Web

Định tuyến ghi dữ liệu

V. Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Truyền thông

Thông tin liên lạc an toàn và tiêu chuẩn giữa bộ điều khiển trung tâm và trang web phân tán được thực hiện trên PROFIBUS DP và/hoặc PROFINET. PROFIsafe được phát triển đặc biệt hỗ trợ truyền dữ liệu người dùng với các tính năng bảo mật trong các báo cáo dữ liệu tiêu chuẩn. Không cần các thành phần phần cứng khác, chẳng hạn như xe buýt bảo mật đặc biệt. Phần mềm cần thiết có thể được tích hợp trong một thành phần phần cứng như một chức năng mở rộng của hệ điều hành hoặc được tải vào CPU như một khối phần mềm.

VI. Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Chế độ hoạt động

Các tính năng bảo mật của F-CPU được bao gồm trong chương trình F của CPU cũng như trong mô-đun tín hiệu an toàn không thành công. Mô-đun tín hiệu sử dụng phương pháp phân tích khác biệt và kỹ thuật tiêm tín hiệu thử nghiệm để theo dõi tín hiệu đầu vào và đầu ra. CPU kiểm tra tính chính xác của hoạt động của bộ điều khiển bằng cách tự kiểm tra định kỳ, kiểm tra lệnh và thực hiện phát hiện bằng các chương trình dựa trên logic và thời gian. Ngoài ra, I/O có thể được phát hiện thông qua yêu cầu "sign-of-life". Khi hệ thống chẩn đoán lỗi, hệ thống sẽ đi vào trạng thái an toàn. Không có giấy phép F-running cần thiết để chạy CPU 317F-2 PN/DP.

VII. Hệ thống thiết bị an toàn Mô-đun SIS CPU317F-2PN/DP Lập trình

CPU 317F-2 PN/DP được lập trình theo cách tương tự như hệ thống SIMATIC S7. Các chương trình người dùng không an toàn có thể được tạo ra thông qua các công cụ lập trình như STEP 7.

Các gói tùy chọn SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) và SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

Gói tùy chọn STEP 7 "SIMATIC S7 Distributed Safety" (Classic) hoặc SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) được sử dụng để lập trình với các phân đoạn bảo mật. Gói tùy chọn bao gồm tất cả các tính năng và khối được sử dụng để tạo chương trình F.

Các chương trình F với các tính năng bảo mật được kết nối theo kiểu F_FBD hoặc F-LAD hoặc sử dụng các khối dữ liệu chức năng đặc biệt trong thư viện chức năng F để kết nối. Sử dụng F FBD hoặc F LAD để đơn giản hóa cấu hình và lập trình của nhà máy và cũng đơn giản hóa kiểm tra chấp nhận do biểu diễn thống nhất không liên quan đến một nhà máy cụ thể. Không cần sử dụng các công cụ khác, lập trình viên có thể cấu hình các ứng dụng bảo mật.