【西门子技术π-PLC通信原理探秘】上位机与PLC通信的刷新周期长（4~7秒）

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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