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西门子PLC通信原理之上位机与PLC通信的刷新周期长4~7秒

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发表于 2020-6-1 09:56:41 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
1.应用的基本信息
1.1基本应用信息描述(您所经历过的现场或案例,描述设备运行的异常情况,语言简要、故障要点突出,现象表达清楚,涉及具体设备的版本信息,网络规模,主要产品列表等)
     例如:我的项目中主要应用西门子几台plc,什么版本的CPU,是否使用CP模板,与之通信的通信对象是什么,PLC还是WinCC等等,也可以描述网络规模,产品列表等,发生了什么样的故障或者出现设么样的问题,比如,发生了通信偶然中断,或者通信中断不能再进行连接,需要重新启动PLC才可以等等。
     我在2007年的一个锅炉自控系统项目上用了1台PLC,CPU是314(型号:6ES7 314-1AG13-0AB0),版本记不清楚是V2.0还是V2.6了,使用了CP343-1 Lean通信模块,与之通信的通信对象是2台上位机(分别运行WinCC V6.0 SP3a),两台上位机的网口分别连至CP343-1 Lean的P1和P2口。
    故障现象是:上位机画面上的数据更新周期很长(通常为4~7秒更新一次),只接一台上位机时情况基本相当(感觉上可能略微好一点点,但不明显);
2.故障的检测和解决
2.1 故障或问题分析(根据故障或问题,进行分析,从而提出潜在的一些解决方案用于解决该问题)
     分析可能的原因如下:
     (1)RJ45接口插接不可靠;
     (2)普通网线不能有效的抗干扰;
     (3)上位机有病毒;
     (4)PLC中程序扫描周期长导致CPU负荷重,从而影响了通信性能;
2.2故障或问题处理(根据分析各种导致故障的可能性,逐步排查,描述您解决此问题的操作步骤,最终确认原因,排查过程有条理,思路清晰)
      尝试过的解决办法如下(都没能解决问题):
      1、检测了RJ45接口及网线并确保插接可靠;
      2、更换了屏蔽网线并确保屏蔽层与金属头可靠接触;
      3、通过ping命令检查并确保网络是通畅的;
      最终解决方法如下:
      1、将OB1中调用的定位子程序(2个DO输出取代1个AO输出,一共16个回路)由一个周期调用所有的16个回路改为每个周期只调用2个回路(所有的定位子程序分成8个周期处理);分周期调用定位子程序后,上位机画面上的变量刷新立即变成1秒刷新1次即根据变化;
3.实践联系理论
     根据原因分析结果,是否可以用到所学习的相关的通信的概念和理论,例如时间片或CCP,有哪些,如何关联在一起,展示原理依据和分析过程
    1个OB扫描周期包括更新过程映像区输入、执行用户程序、刷新过程映像区输出、系统诊断、通信处理等任务;在PLC程序调整对定位子程序的调用方式前,一个周期内处理全部16个回路的定位功能,耗时较长(实测在无中断的情况下大约12~15ms),留给通信处理的时间就很有限(不能及时处理与上位机的通信任务);而改为分周期调用后,每个周期只调用2个回路的定位子程序,耗时就大幅缩短(实测在无中断的情况下大约3~4ms),这样以来留给通信处理的时间就比较富余(能够及时处理与上位机的通信任务)。
4.经验总结
4.1遗留的问题(故障排查后,是否对故障或者解决问题的方式仍然有些疑问或者不理解的地方)
      虽然已经知道与上位的通信任务不能够及时处理是由于CPU执行用户程序耗时过长导致负荷过重导致,但是没有搞明白如何量化负荷,多大负荷以下没问题,而多大负荷以上就会有问题。
4.2 改进方法(解决问题后,根据原因结果,针对故障现象可以采取的预防措施,技术要点等。可以提出更好的解决方式或建议)
     在后来(忘了是哪一年)的一次售后服务过程中,CPU出现了问题需要更换,而更换时CPU的版本已经由V2.x升级为V3.x版本(相应地型号由6ES7 314-1AG13-0AB0升级为6ES7 314-1AG14-0AB0)。更换了新的CPU之后,经查S7-300产品目录发现V3.x版本CPU的性能指标大约是V2.x版本CPU的4~5倍,当时又特地进行了一个周期调用全部16个回路的定位子程序测试,发现新的CPU由于性能的提升带来的扫描周期的大大缩短,老的CPU上存在的监控画面数据刷新周期长(4~7秒)的问题在更换新的CPU后已经自动得到解决。

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