CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的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 6ES7 964-2AA04-0AB0 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/或通過通訊模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進行連接。 安全通訊通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 來執行。
西門子CPU 416F中央處理器功能介紹：
Design
兩種 CPU 都具有：
- 處理器：
CPU 對每個二進制指令的執行時間可短到 0.03 μs。 - CPU 416F-2 : 5.6 MB 工作存儲器（其中，程序和數據各使用 2.8 MB）；
CPU 416F-3 PN/DP: 11.2 MB 工作存儲器（其中，程序和數據各使用 5.6 MB）；
用于執行較為重要的用戶程序部分的更快速的工作存儲器。 - 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： Kbit/s 的簡單網絡。CPU 可與通訊總線和 MPI 上的站建立多 44 個連接。
- 模式選擇開關：
撥動開關設計。 - 診斷緩沖區：
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沖器中。 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、尋址和編程）。
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 I/O，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/或通過通訊模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進行連接。 安全通訊通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIsafe 來執行。
Functions
- 塊保護：
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。 - 集成的 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。 - 集成的通訊功能：
- PG/OP 通訊
- 全局數據通訊
- S7 基本通訊
- S7 通訊
- 通過網絡更新固件
CPU 416-3 PN/DP 還有：
- 在TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)上實現開放的通訊
- 在基于組件的自動化 (CBA) 中實現分布式智能系統 (PROFINET)
- 通過集成的網絡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：
- 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：
設定周期
CPU 416F-3 PN/DP 還有：
- 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：
編程設備用于在程序執行過程中指示信號狀態，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：
編程設備可用于獲取有關 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。
通訊
中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通訊和標準通訊是通過 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內傳輸安全功能的用戶數據。 不需要使用附件硬件組件，如安全總線等。 必要的軟件或者以操作系統的擴展功能的形式集成在硬件組件中，或者作為一個經過認證的軟件塊隨后裝載到 CPU 中。
操作模式
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 和故障安全信號模塊的 F 程序中。
信號模塊通過進行偏差分析和注入測試信號來監視輸出和輸入信號。
CPU 通過周期性自檢、命令測試和基于邏輯和時間的程序執行檢查功能來檢查控制器是否正常運行。 此外，還通過部件狀況請求對 I/O 進行檢查。
如果診斷出系統中的一個故障，系統就會被置于一個安全狀態中。
CPU 416F-2 和 CPU416F-3 PN/DP 的運行無需使用一份 F 運行版授權。
編程
CPU 416F-2 和 CPU416F-3 PN/DP 的編程方式與其他 SIMATIC S7 系統相同。 用于非故障安全工廠部分的用戶程序通過人們熟悉的編程工具（如 STEP 7）來創建。
SIMATIC S7 Distributed Safety 選件包
在編程安全程序組件時，需要使用 STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”。 該軟件包包含創建一個 F 程序所需的所有功能和塊。
具有安全功能的 F 程序在 F FBD 或 F LAD 中進行連接，或使用 F 庫中的特殊功能進行連接。 使用 F FBD 或 F LAD 可簡化工廠的組態與編程，也因與特定裝置無關的統一表示形式而簡化了驗收測試。 編程人員可集中精力于安全應用的組態，無需使用附加工具。
