PLC CPU的循环扫描时间是决定PLC工作性能的重要指标之一。PLC采用循环程序执行的原理，在程序处理过程中，CPU需要一致的过程映像信号。尤其在一些对实时通信要求苛刻的应用领域，如运动控制中，CPU的系统扫描时间更是决定系统先进性和可用性的关键因素。本话题从CPU的扫描时间概念开始，将就以下问题展开讨论：
1、CPU工作原理
2、如何计算CPU的循环时间？
3、与通信相关的CPU扫描时间注意事项
4、例程分析

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刚好有块416的CPU，借这个学习、讨论的机会，写了点测试代码，做了一下实验。
1、如果扫描周期超出扫描监控时间，CPU会调用OB80。如果OB80没有下载到PLC，CPU会进入STOP模式，见实验贴图：


2、如果扫描周期超出扫描监控时间，OB80下载到PLC，没有写任何用户程序，CPU不会进入STOP模式，但CPU上INTF红色指示灯会点亮。见实验贴图：


3、后来在OB80里面写了几句代码，发现只要超出扫描监控时间的事件一直存在，OB80每个扫描周期都会被执行，直到事件消失，执行完OB80里面的程序，才离开中断程序，CPU上INTF红色指示灯会熄灭。





通过实验，了解了操作系统调用OB80的机制。在某些场合，我们也可以在OB80里面用一个定时器来做一个延时功能，如果事件发生，启动定时器，延时到那么就调用SFC46，让CPU进入STOP模式。

在程序监控中我曾发现：个别时刻会有突然的周期延长。仔细寻找造成延长的因素，发现用PID向导生成调节子程序时，默认了1.0秒的采样时间，如果PID调节回路较多，这个PID运算集中在一起耗时就十分突出。

更多的时候，采样时间取1.0秒、1.5秒，不会对调节回路产生影响。为了让扫描周期少波动。可以把不同回路的采样时间区别开来，PID就不会集中触发运算。

PID运算是如此，通讯、滤波等较为耗时的工作，也都可以照此办理。

2、如何计算CPU的循环时间？
对总坛主提出的这个议题，我也进行了一些思考：
从上面的讨论中我们已经知道，循环时间（扫描周期）是指CPU执行六个步骤耗时的总和。我在想，难道循环时间只能从ONLINE模块信息、和OB1的临时变量中获得吗？显然，把CPU循环过程的每个步骤耗时统计出来相加得出循环时间是非常困难的。在用户程序中能计算出CPU的循环时间吗？于是进行了一番思考和尝试：

因为CPU在循环期间，每个周期进入用户程序OB1时，都会将当前操作系统的日期、时间戳写到它声明的临时变量里面，如果我们用户程序读取上一周期进入OB1的时间戳和进入本周期OB1的时间戳，然后用本周期的时间戳减去上周期的时间戳，不也就能得出上一周期的循环时间了吗？于是写了点测试代码，在CPU416里面执行测试了一下（注：是在真实CPU416环境里面测试）。测试发现，用户程序也能计算CPU的循环时间，结果和ONLINE模块信息、OB1的临时变量获得的循环时间是吻合的。测试代码和结果见参考贴图：

[B]一、前面大家讨论了影响CPU循环Scan扫描周期的因素很多，当项目程序的Memory较大是，程序设计员的编程代码是否优化，以及OB块的分配调用，则是影响Scan周期的重要因素。
二、关于这个影响Scan周期的因素，我这有个CPU414－2DP成功解决了CPU循环Scan周期严重超时，导致CPU停机STOP的案例，这也是我去年(2011年)SIEMENS自动化专家会议的一篇论文内容，在此给大家分享和探讨。[/B]
1、本项目CPU414－2DP带8个ET200S系列PROFIBUS DP I/O从站、4套S7-200系列EM277模块PROFIBUS DP通讯、1套S7-200系列CP243-1模块Ethernet通讯，还有6套OS站（WinCC）与CP443－1模块Ethernet通讯，采用SCL和CFC工具组合编程，AS与OS全集成TIA架构设计。
2、当项目AS站CFC程序做完Download下载至CPU中，出现了循环Scan周期严重超时，导致CPU停机STOP！

3、经多天的细查看和分析：由于大量使用OB35调用，导致OB35块的本地数据（Local Data）使用超载。
4、通过将DI/DO诊断驱动块移至OB34；AI/AO诊断与驱动块，及PID和ALARM块移至OB33或OB32，OB35中仅保留电控驱动块，从而将降低了OB35的Local Data，使得CFC调用运行组（Run Sequence）得到优化，而成功解决！

5、通过Memory和Scan对比图示可看出，优化的效果很好。这么大的程序容量Memory，而Scan周期却1ms，这也得益于S7-400CPU丰富的OB块、强大的运算处理能力，以及CFC工具的方便性。

怎样调用FB、FC，这个事与扫描周期的关系很大，怎么能跟着感觉走，凭习惯来定呢？
相对于将全部程序放在OB1而言，使用FB、FC的优点之一就是可以在需要时调用它们，因此可以缩短扫描周期。如果在不需要的时候也调用（无条件调用），那岂不成了作无用功，或者瞎捣乱？
“第一种的扫描周期基本能够稳定”，为了扫描周期的稳定，付出了什么代价？有条件调用可能使大多数、甚至绝大多数扫描周期缩短，为了这种稳定则反之，代价太大。稳定得到了什么好处呢？没什么好处！扫描周期天生就是不稳定的，不稳定天塌不下来！因为需要周期稳定的任务可以放到循环中断里。