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以较小的代价实现PLC快慢速数据混合采集的技巧_chengjl8的博客

6 人参与  2022年05月17日 15:58  分类 : 《随便一记》  评论

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大家都知道,PLC是一个高可靠性的控制系统,为了确保控制程序(逻辑计算、I/O访问等)的及时运行,CPU会控制其他任务的资源消耗,在这种情况下,普通的以太网通讯优先级就相对较低,且有CPU负荷占比的限制。

比如说,给以太网通讯20%的CPU负荷,如果实际通讯量(速度与长度的综合)过大,超过20%的CPU负荷时,通讯就会被暂停,这时候外部就收不到数据。

如何在有限的资源下,提高通讯的效率,尽可能多获取有效的数据呢?我们知道,PLC里的信息有的是高速的(比如,轧机过钢时的速度波动、电流波动、高速调节的输出等),有的是低速的(比如,某设备、液体的温度变化,成分变化、产品计数等),我们只要以变化速度的2倍速度进行采样(奈奎斯特采样定理),就能获取到必要的信息,而不必都以系统最快的速度进行采样。下面分两种模式来说明一下处理方式:

1、PLC数据整理外发的模式

这种模式需要在PLC程序里将数据进行整理,归类,交给不同发送速度的任务(或者电文)去进行处理。接收方接收到新的电文后,再进行显示、存储甚至计算。如果涉及大量的数据采集,还要设置专用CPU、通讯控制器,以减轻主CPU的负荷(某AC450就设置了三块CPU,其中一块专门用于通讯)。

某轧机的iba PDA系统有3个数值模块、3个开关量模块,总共192个变量。轧机的电流、速度、咬钢补偿信息、快速控制信号等就是通过20ms的周期进行发送,而主电机的温度以100ms甚至更长的周期进行发送。二十多年来为工艺分析、轧机设备分析立下不少功劳。

2、外部直接读取的模式

该模式不需要在PLC里设置,可以利用现有资源,从外部主动查询。这种模式利用PLC的编程资源、HMI通讯等资源,相对限制较多,需尽可能减少通讯的交互量。
PLC-Recorder数据采集软件有多线采集的功能,就是配置多个通道同时采集一个PLC(或设备),不同的通道可以设置不同的采集速度,这样可以减少CPU负荷。下图展示了多线采集的配置示例及采集效果:


在多线采集模式下,如果通讯资源足够,多线采集也可以大大提高采集的速度,某款S7-300的通讯采集,使用两个通道进行采集,实际采集时间可以缩短一半。

3、小结

由于采集变量的数量、分布不同、PLC的资源和策略不同,都可能给PLC带来不同的影响。我们可以合理利用软件的各种功能来测试不同的采集方式,实现最佳采集方案。

2021年11月21日


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