侧视图
6 链接和同步
6.3 时间监视
6.3.2 如何确定监视时间
用STEP 7 或公式确定监视时间
对于每个新的组态 下述监视时间都可以由 STEP 7 V5.2 或以上自动计算 你也可以使 用公式根据如下步骤进行计算 它们和STEP 中使用的公式相同
• 最大扫描周期时间扩展
• 最大通讯时间延迟
• 优先级的最大保持时间
• 最小I/O 保持时间
也可以在 HW Config 中通过对话框 Properties CPU -> Trigger H Parameters 自动计算 监视时间
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监视时间的精确度 注意
由STEP 7 确定的监视时间或用公式确定的监视时间仅仅代表了一个建议的时间
它们建立在带有两个通讯对等体并且通讯负载处于平均情况下的容错系统基础上
在这个前提下 由于系统开工文件 system profile 可能会急剧的变化 因此需要注意 下列规则
• 高通讯负载情况下 扫描周期时间会急剧地升高
• 如果用户在运行过程中改变系统内容 会导致扫描周期时间明显的升高
• 当执行优先级 15 的 OB 块的功能时 程序扫描时间越长 特别是对通讯块的处理 通讯延迟的时间越长 并且扫描周期时间的延迟会加大
• 在高性能要求的小系统中甚至可以砍掉计算的监视时间 冗余输入和输出模板的使用
注意
如果用户有冗余I/O 模板 并据此把它考虑到了程序中 在计算监视时间时应加上一个附 加量 这样在输出模板上就不会发生浪涌现象
附加量仅和下表中列出的运行模板的冗余性相关 表6-2 冗余 I/O 模板监视时间的附加量
模板类型 以ms 为单位的附加量
ET200M:标准输出模板 2
ET200M:HART 型输出模板 10
ET200M:安全型输出模板 50
带模拟量输出的ET 200L-SC 模板 ≤80
带模拟量输出模板或技术模板的ET 200S ≤20
按下列步骤执行
• 根据列表内容确定时间附加量 如果在冗余模式时使用了几种表中列出的模板 按 最大附加量考虑
• 将时间附加量加到已经确定了的监视时间中 组态监视时间
组态监视时间时 必须注意下面的相关性 并用STEP 7 检查它的一致性 最大扫描周期时间扩展
>最大通讯延迟
> 优先级 15 的 OB 块的最大阻塞时间
>最小 I/O 保持时间
如果是在主/热备 CPU 切换状态下进行链接和更新工作 为完成监视功能 两个 CPU 采 用了不同的数值进行组态 之后 两值中的高值被系统采用
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计算最小I/O 保持时间 TPH
下面的内容用在计算最小I/O 保持时间
• 带中央I/O 设备 TPH=30ms
• 分布式 I/O TPH = 3 × TTrmax
其中TTRmax = 容错站所有 DP 主站的最大目标循环时间 使用集中和分布式 I/O 时 则最小 I/O 保持时间是
TPH = MAX 30 ms 3 × TTrmax
图 6-5 给出了在 OB 块优先级 15 的条件下 最小 I/O 保持时间和最大阻塞时间之间 的关系
主CPU复制输出50ms
OB块优先级 15的最大阻塞时间 最小I/O保持时间
图6-5 优先级 15 条件下 最小 I/O 保持时间和最大阻塞时间的关系 注意
50 ms + 最小I/O保持时间
优先级 15的OB块的最大阻塞时间
结果是 一个较大的最小I/O 保持时间值决定了最大阻塞时间 优先级 15 的 OB 块 优先级 15 TP15 条件下的最大阻塞时间的计算
有4 个因素决定了最大阻塞时间
• 如图6-2 所示 更新结束时 根据要传送到热备 CPU 的最后复制的内容 再一次将 修改后的各个数据块的全部内容传送到热备 CPU 在高级别优先权数据块中描述的 数据块的数量和结构决定了这个过程的持续时间和最大阻塞时间 下面详细说明进 行纠正的办法
• 更新的最后阶段 所有OBs 块的执行都被延迟或阻塞 为了避免因不适宜的编程而 造成最大阻塞时间被不必要的扩大 在所选的监视器中断功能中修改实时 I/O 组件 对于安全系统下的用户程序 这一点特别重要 可以在组态时规定此监视器中断 并将其优先级设置为 15 在优先级 15 的最大阻塞时间开始后 执行该监视器中 断
• 当主/热备 CPU 在切换模式下进行链接和更新时 见第 6.2.1 节 更新结束后 切换式 DP 从站的活动通讯通道必须切换过来 在这段扩展的时间内 不读取和输 出有效数值 用户的硬件配置决定了这个过程的持续时间
• 就 I/O 更新工作能延迟多长时间而言 过程相关情况给出了各种要求 在安全型系 统的时间监视过程中 这一点尤其重要
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注意
使用安全型模板时的其它注意事项在以下手册中有说明
S7-400F 和 S7-400FH 可编程 控制器 和 S7-300 可编程控制器 以及 安全型信号模板 手册
此手册特别适用于 安全型模板中内部模板的运行时间的参考1. 用STEP 7 中的总线参数为每个 DP 主站规定 - 用于DP 主站的 TTR
- DP 切换时间 参见下面的 TDP-UM 2. 用DP 从站的技术数据为每个 DP 主站规定
- 用于运行通讯通道的最大切换时间 参见下面的TSLAVE-UM 3. 利用技术规格参数为用户系统规定
- 没被更新的I/O 模板的最大允许时间周期 参见下面的 TPTO 4. 利用用户程序规定
- 最高优先级或所选优先级监视器中断的扫描时间 TWA 见前面所述 - 在此监视器中断 TPROG 期间 用户程序的运行时间
5. 每个DP 主站产生
TP15 DP 主站系统 =TPTO 2 TTR+TWA+TPROG+TDP_UM+TSLAVE_UM [1]
注意
如果TP15 DP 主站 0 到此计算就会被停止 并进行下列的计算之后 列出可能的纠 正方法 进行适当的修改 从第1 步开始再来 1 次
6. 在所有TP15 DP 主站 值中取最小值 这就是 TP15-HW时间
7. 在I/O 级别 15 确定由最小 I/O 保持时间 TP15-OD 决定的最大阻塞时间的份额 TP15_OD=50ms+最小 I/O 保持时间 [2]
注意
如果 TP15_OD>TP15_HW 计算就会在此被停止 并进行下列的计算之后 列出可能的纠正方
法 进行适当的修改 从第1 步开始再来 1 次
8. 根据第 6.3.4 节内容确定由用户程序 TP15-AWP 决定的优先级 15 的最大阻塞时 间的份额
注意
如果 TP15-AWP TP15-HW 计算就会在此被停止 并进行下列的计算之后 列出可能的纠正
方法 进行适当的修改 从第1 步开始再来 1 次
9. 优先级 15 的 OB 块的最大阻塞时间的建议值来源于 T P15 = MAX T P15_AWP T P15_OD
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TP15计算举例
6. 根据TP15_HW=MIN 720ms 660ms =660ms
7. 根据公式[2]
TP15_OD=50ms+TPH=50ms+90ms=140ms 检查 如果TP15-OD=140ms TP15-HW=660ms 继续
• 如果各 DP 从站具有非常不同的切换时间 而导致 总体上讲 TPTO 的很大变化 则将这些 DP 从站分摊到几个 DP 主站系统中
• 如果是由于中断或单个DP 主站中的参数赋值而引起的少量负载 用户可以将 TTR时 间减少约20% 30% 这样做会增加分布式 I/O 站发生故障的机会
• 时间TP15-AWP表示的是一个指导性的值 它主要取决于用户程序结构 采用以下措施
可以降低该数值
- 例如 可以通过不同的 OB 块中经常修改的数值去置换那些不经常修改的数据 来减小TP15-AWP 值
- 为数据块指定较小数量的工作存储器
不通过规定的方法减小TP15-AWP值 会增加由于监视时间超时而退出更新的危险 最大通讯延迟的计算
建议采用下面的公式 最大通讯时间延迟 =
4 × 优先级 15 的 OB 块的最大阻塞时间
通讯延迟的最终时间值是由过程状态和系统上的通讯负载量的多少来决定的 要考虑到两 种情况 即绝对负载量以及和用户程序大小相关的负载量 如果需要 用户可以修正这个 时间值
最大扫描周期时间扩展的计算 建议采用下面的公式 最大通信时间延迟 =
10 × 优先级 15 的 OB 块的最大阻塞时间
通讯延迟的最终时间值是由过程状态和系统上的通讯负载量的多少来决定的 要考虑到两 种情况 即绝对负载量以及和用户程序大小相关的负载量 如果需要 用户可以修正这个 时间值