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 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之扬帆

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作者 主题
赵欣
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楼主    2020-03-05 10:02:59
主题:【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之扬帆 精华帖 

专家大讲堂《PLC通信原理探秘》系列视频:https://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/series/288.html


连载之一: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之序言

连载之二: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之初探

连载之三: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之失败

连载之四: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之曙光

连载之五: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之黑暗

连载之六: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之破局



        也许这时候,大家可能会疑惑前面都在谈如何使用PUT/GET来证明是否发生在时间片还是CCP,而这里就使用了PG来证明呢。其实道理很简单,主要考虑两方面的因素,一是前面提到PG与300PLC通信发生在CCP,而400PLC发生在时间片,二是继续使用PUT/GET的方式进行测试有点繁琐,没有使用PG做的简单。主要是为了验证M100.1是否置位。其实最重要的是还是运气,当时想着看看PG测试如何,换个角度和方法是不是取得意想不到的效果。

 

        在PG的变量监控表中,添加MW10,MW0,M100.0以及M100.1,无论对于300PLC还是400PLC,变量表也是一样的。当使能M100.0,以及设置MW0=100,那么就以为这延时1秒钟的程序启动了,延时程序的启动,意味着当PG修改MW10的数值为1时,这个数值传递给PLC时,应该都在这个1秒钟的时间跨度内,因为除去延时程序,前后剩余的程序的运行时间可以忽略不计。所以按照概率计算的话,这是一个非常大的概率事件,MW10在这段时间内进入到PLC中。

 

        那么当看到最后结果时,所有的问题感觉就烟消云散了。当MW10修改为1时,400PLC中的M100.1会被置位,在多次的测试中,置位的次数也是非常多的,偶尔也会出现不被置位的情况,这意味着MW10的数值被PLC读取没有发生在演示程序之间,而是正好发生在两端。而300PLC的M100.1不会被置位。这就说明当MW10的数值进入到CPU时,如果发生在延时程序中,对于400PLC,MW10和MW12比较必然不同,这就意味400PLC与PG的这种通信发生在时间片,而300PLC由于发生在CCP,即使MW10的数据已经进入到CPU,但是并没有进入程序,在某个缓冲区等待中,当CCP执行时,CCP就会把MW10的数据读取到,重新执行到下一圈程序时,MW10会把这个数值传递给MW12,这就会使MW10和MW12的数值永远相同,也就是M100.1不会被置位,这就证明300PLC与PG的这种通信发生在CCP。

 

        那么我就在我的笔记本上做个小结吧,从CPU的循环周期来看,包含4个部分,分别是PII,PIQ,AP,CCP。AP由若干个时间片构成,通信也是时间片的一部分,也就是说通信发生在时间片,在具体说CPU对于Partner数据的读写发生在时间片,当数据进入到CPU的通信缓冲区中,暂且我们不知道这个缓冲区在哪里,甚至叫什么名字。当时间片包含通信时,就会立刻对该缓冲区的数据进行读写,这种通信速度理论上是更加快速的,而CCP的通信,需要等到CPU的一个循环周期结束时,CCP才对该数据缓冲区进行读写,这样的通信相对来说是慢速的,参考上述的PG实例也能够体会出来。而且由于CCP它是神秘的,手册中的描述不多,但是可以看到它的运行时间并不长,对于整个循环周期的占比也不大,那么CCP的通信数据也不会太多,所以手册中所提到的PUT/GET Server的数据一致性从原来的64B提升到240B,也就是只有CPU的性能提升了,这部分的通信能力才得到提升,从中也可以看出西门子一代代PLC的版本提升,不仅仅是firmware的提升,还包括了硬件的升级。在这里需要强调的是1500和400的通信行为相同,从中可以看出1500的底层框架应该是源于S7-400PLC。

 

        谈S7-300PLC,是因为它是全面参数的PLC,几乎开放了所有的参数给用户去设置,因为它相对S7-400和S7-1500较低端,参数的开放有利于用户去优化各种性能,例如:通信。那么更多的提到S7-300,有助于理解这些参数,理解PLC的通信以及通信的底层原理。

 

        此外,还要特别强调一下S7-1500的通信行为的特殊之处,因为通信的优先级是15,那么当出现更高优先级的OB时,通信就会被抑制,或者说当通信发生时,存在多个时间片要对数据进行读写时,有更高优先级的OB出现时,数据读写就会停止,直到该OB执行结束后,时间片继续与该通信缓冲区交换数据。

 

        至此,PLC通信的关键问题已经解决,解决完这个问题,前景一片大好!那么我也开始扬帆,去解决我笔记本中所记录的其它问题,探索PLC高级通信的其它概念和背景理论知识,出发吧!


----------未完待续----------

 连载之八: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之柳暗

 连载汇总: 【PLC通信原理探秘】系列连载故事汇总


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