plc4good.org.ua/view_post.php?id=40
При выборе для проекта контроллеров Н-серии возникает логичное желание узнать, а насколько быстра будет система и как быстро она будет реагировать на изменение входных сигналов.
Так как стоимость Н-контроллеров довольно высока, хочетелось бы ожидать от системы предельного быстродействия.
В этой статье мы расмотрим факторы влияющие на быстродействие системы и определим факторы влияющие на время цикла H-систем.
Но вначале немного определений.
Время цикла – это время необходимое операционной системе для выполнения программы, то есть, выполнения OB1 включая все времена прерываний и активности самой операционной системы.
Фазы выполнения программы:
1 – ОС инициирует мониторинг цикла программы
2 – Записывает имидж процесcа в выходные модули
3 – Читает информацию с входных модулей в имидж процеcса
4 – Выполняет программу во временных промежутках (1 мс) (программа разбивается на промежутки, каждый из которых , в свою очередь состоит из времени потраченного на ОС, на программу пользователя и коммуникации.)
5 – ОС выполняет ожидающие очереди задачи, такие как загрузка или удаление блоков
6 – Если не задано минимальное время цикла ОС переходит к фазе 1
Выполнение программы может удлиняться за счет:
временных прерываний
аппаратных прерываний
диагностических прерываний и прерываний обработки ошибок
коммуникаций через MPI или CP, как фактор коммуникационной загрузки
специальных функций, таких как контроль и мониторинг данных или кода
загрузка или удаление блоков, сжатие программной памяти
Увеличение времени цикла за счет опроса периферии:
| n = кол-во байт в PI m = кол-во обращений к PI*) |
CPU 417–4H
одиночный режим |
CPU 417–4H
дублированный |
|
|---|---|---|---|
| K | Базовая загрузка | 3 µs | 4 µs |
| A **) | В центральной рейке | m * 7.3 µs | m * 15.7 µs |
| B **) | В дополнительной рейке локальная связь Запись/чтение byte/word/double word |
m * 20 µs | m * 26 µs |
| C**)***) | В дополнительной рейке удаленная связь Запись/чтение byte/word/double word |
m * 45 µs | m * 50 µs |
| D | В DP области с встроенным DP интерфейсом Запись/чтение byte/word/double word |
m * 1.2 µs | m * 13 µs |
| D | В DP области с внешним DP интерфейсом Запись/чтение byte/word/double word |
m * 5 µs | m * 15 µs |
| Е1 | Непрерывные данные в имидже процеса со встроенным интерфейсом DP Запись/чтение |
n * 0.25 µs | n * 2.5 µs |
| Е2 | Непрерывные данные в имидже процеса со встроенным интерфейсом DP (CP 443–5 extended) Запись/чтение |
n * 2.25 µs | n * 3.4 µs |
| *) Обновляется за минимум доступов. (например: 8 байт читаются 2 двойными словами) |
|||
| **) В случае I/O вставленных в центральную или дополнительную рейку указаное значение содержит время выполнение I/O модуля | |||
| ***)Измерялось с IM460-3 и IM461-3 на растоянии 100 м. | |||
Время цикла также увеличивается на величину коэффициента, зависящего от типа CPU
| CPU | 412-3H одиночный | 412-3H дублированный | 414-4H одиночный | 414-4H дублированный | 417-4H одиночный | 417-4H дублированный |
| кфт | 1.05 | 1.2 | 1.05 | 1.2 | 1.05 | 1.2 |
как видно из таблицы, время цикла в дублированном режиме увеличивается на 20 процентов.
Время выполнения операционной системы между циклами (SCCP), достигает почти 2 мс. для CPU 412-3H.
| CPU | 412-3H одиночный | 412-3H дублированный | 414-4H одиночный | 414-4H дублированный | 417-4H одиночный | 417-4H дублированный |
| кфт | 271-784 ?s ~ 284 µs |
679-1890 µs ~ 790 µs |
198-553 µs ~ 204 µs |
548-1417 µs ~ 609 µs |
83 – 315 µs ~ 85 µs |
253 – 679 µs ~ 270 µs |
Увеличение цикла за счет прерываний
Все время, затраченное на обработку прерываний, прибавляются к времени цикла, в котором они произошли. В это время не входит само время выполнения обработчика, поэтому время обработчика должно прибавляется отдельно к времени цикла.
Время на связь.
Устанавливается в процентах от времени цикла (диапазон от 5% до 50%). Следует отметить, что данное число интерпретируется как среднее, т.е. в какойто порции времени, коммуникационные ресурсы могут забрать значительно больше времени чем установлено, чтобы в следующей порции занять около 0%.
Общая формула расчета:
Исходя из этой формулы, сразу видно что при максимальном значении в 50% время цикла увеличивается вдвое.
Теперь можно посчитать время цикла для H-систем. На этом первая часть материала закончена, в следующей части расмотрим вычисление времени реакции дублированных систем и практические примеры его расчета.
Материал основан на руководстве ‘Fault-tolerant Systems S7-400H’ System Manual 05/2008
Вместе с данной статьей может быть использована программа, использующая вышеприведенные формулы и таблицы.
Комментарии к материалу
Добавлен: Григорий Дата: 2009-10-11
Приведенный материал не имеет никакого отношения к Н-системам – он относится ко всем 400-м системам, их параметризации. Особенности реакции Н-систем – реакция при переключении, которых может быть несколько комбинаций, включении внутреннего тестирования здесь нет. Увы
Добавлен: komatic Дата: 2009-10-12
ну, H-системы это тоже 400ые, соответственно какое-то отношение все таки есть :), насчет особенностей, вы правы, они будут во 2ой части.
Оцените статью!