西門子變頻器6SL3210-1KE22-6UP1經(jīng)銷商

議題

網(wǎng)絡(luò)性能

影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素有以下幾個(波特率和主站數(shù)的影響)：

q 波特率：以所有設(shè)備都支持的波特率操作網(wǎng)絡(luò)將具有的效果。

q 網(wǎng)絡(luò)上的主站數(shù)目：將網(wǎng)絡(luò)上的主站數(shù)目降至也可網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)上的每個主站都會

增大網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載要求；主站越少，負(fù)載越低。

q 選擇主站和從網(wǎng)絡(luò)地址：應(yīng)將主站設(shè)備的地址設(shè)置為使用連續(xù)地址，各地址之間沒有間隙。當(dāng)主站間存在地址間隙時，主站連續(xù)檢查間隙內(nèi)的地址，確定是否有其它主站等待連接。這       個檢查需要時間，這樣會網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。如果主站之間沒有地址間隙，就不需要進(jìn)行檢查，      這樣網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。只要從站不位于主站之間，從網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)置成任何值不會影響網(wǎng)絡(luò)性能。位于主站之間的從站會造成主站之間的地址間隙，因而會網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。

q 間隙更新系數(shù)(GUF)：只有在S7-200 CPU當(dāng)作PPI主站運(yùn)行時才使用，GUF告訴S7-200檢查

其它主站的地址間隙的。使用STEP 7- Micro/WIN在CPU組態(tài)中為CPU通訊口設(shè)置

GUF。這個組態(tài)使S7- 200周期性地檢測地址間隔。對于GUF=1，每次持有令牌時，S7-200檢查地址間隙一次；對于GUF=2，持有令牌兩次后，S7- 200檢查地址間隙一次。如果主站之間有間隙，設(shè)置高的GUF可以網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。如果主站之間沒有間隙，GUF不影響網(wǎng)絡(luò)性能。由      于不檢查地址，設(shè)置大的GUF會造成其他主站無法及時連接。缺省的GUF設(shè)置是10。

q 網(wǎng)絡(luò)地址(HSA)：只有當(dāng)S7- 200 CPU作為PPI主站操作時，HSA才定義一個主站查找另一個主站的地址。使用STEP 7- Micro/WIN在CPU組態(tài)中為CPU通訊口設(shè)置HSA。設(shè)置

HSA了后一個主站(地址)必須檢查的地址間隙。地址間隙的長度可以化尋     找和連接另一個主站所需要的時間。網(wǎng)絡(luò)地址對從網(wǎng)絡(luò)地址沒有影響：主站可與地址高于

HSA的從站進(jìn)行通訊。總的規(guī)則是應(yīng)該在所有的主站上設(shè)置相同的網(wǎng)絡(luò)地址。這個地址應(yīng)

該大于或等于中的主網(wǎng)絡(luò)地址。HSA的缺省值是31。

為網(wǎng)絡(luò)計算令牌循環(huán)時間

在令牌傳送網(wǎng)絡(luò)中，只有擁有令牌的站有初始化通訊的權(quán)限。令牌循環(huán)時間可以體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)性能的高

低(邏輯環(huán)中主站循環(huán)傳送令牌的時間)。

圖7--31為計算一個多主網(wǎng)絡(luò)的令牌循環(huán)時間給出了一個網(wǎng)絡(luò)實(shí)例。在這個例子中，TD200 (3號站) 與CPU222 (2號站)通訊；TD200 (5號站)與CPU222 (4號站)通訊，以此類推。兩個CPU 224模塊使用“網(wǎng)絡(luò)讀"和“網(wǎng)絡(luò)寫"指令從其它S7- 200收集數(shù)據(jù)：CPU 224 (6號站)將消息發(fā)送至2號、4號

和8號站，CPU 224 (8號站)將消息發(fā)送至2號、4號和6號站。在該網(wǎng)絡(luò)中，有六個主站(四個TD 200

單元和兩個CPU 224模塊)和兩個從站(兩個CPU 222模塊)。

關(guān)于令牌循環(huán)，請參見資料光盤里的應(yīng)用示例。見示例42。

圖7--31 令牌傳送網(wǎng)絡(luò)舉例

主機(jī)要發(fā)送消息，必須持有令牌。例如：當(dāng)3號站擁有令牌時，它啟動到2號站的請求消息，然后將令      牌傳遞給5號站。5號站啟動到4號站的請求消息，將令牌傳遞給6號站。6號站啟動到2號、4號或8號站的消息，并將令牌傳遞給7號站。該啟動消息和傳遞令牌的在邏輯環(huán)中連續(xù)執(zhí)行，即從3號站到

5號站、6號站、7號站、8號站、9號站，后返回3號站。令牌必須在邏輯環(huán)內(nèi)*循環(huán)，以便主站

可以發(fā)送信息請求。對于一個6個站的邏輯環(huán)，如果每個令牌持有者發(fā)送一個請求消息，為一雙字值

(4個字節(jié))，則令牌循環(huán)時間在9600波特下為900 ms。如果消息訪問的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，或者站的數(shù)目，那么令牌循環(huán)時間也會。

令牌循環(huán)時間是由各站占有令牌的時間決定的。對于多主網(wǎng)絡(luò)，令牌循環(huán)時間可以由各主站占有令牌       時間相加得出。如果允許PPI主站(在網(wǎng)絡(luò)中使用PPI協(xié)議)，S7- 200可以使用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向其它S7- 200發(fā)送消息。如果使用這些指令發(fā)送消息，則可基于下列假設(shè)，使用下列公式計算大致的令牌循環(huán)時間：每個站在每次持有令牌時發(fā)送一個請求，請求可以是連續(xù)數(shù)據(jù)位置的讀或?qū)懻埱?，使?/span>  S7- 200的一個通訊緩沖區(qū)不會發(fā)生沖突，S7- 200的掃描時間都不大于10毫秒。

圖7--31中實(shí)例的令牌循環(huán)時間計算等式如下(1“位時間"等于1個的時間)：

令牌循環(huán)時間比較

表7--12中給出了在不同通訊站個數(shù)、數(shù)據(jù)量以及波特率下的令牌循環(huán)時間比較。這個時間是在使用S7-200 CPU或其它主站設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)讀(Network Read)或網(wǎng)絡(luò)寫(Network Write)的情況下計算出來的。

表7--12 令牌循環(huán)時間(單位：秒)

理解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的鏈接

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過連接來實(shí)現(xiàn)通訊，連接是主站與從站之間的單獨(dú)鏈接。如圖7--32所示，連接的實(shí)現(xiàn)       不同，通訊協(xié)議也會不同：

q PPI協(xié)議中所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共享一個連接。

q PPI、MPI和PROFIBUS協(xié)議中，任何兩個設(shè)備間的通訊，使用不同的連接。

在使用PPI、MPI或PROFIBUS時，已經(jīng)建立連接的主站與從站之間不能再加入第二個主站。S7-200 CPU和EM 277總是為STEP 7- Micro/WIN和HMI設(shè)備各保留一個連接。其它主站設(shè)備不能使用這些被保留的連接。這就保證了當(dāng)正在使用諸如PPI這樣的協(xié)議時，在連接其它主站的同時，至少可以連接一個編程站和HMI設(shè)備到S7- 200 CPU或EM 277。

圖7--32 通訊連接

如表7--13所示，S7-200 CPU或EM 277提供一定數(shù)量的連接。S7- 200 CPU的每一個端口(通訊口0 和通訊口1)支持4個的連接。(這意味著S7- 200 CPU多允許8個連接) 這除去了共享的PPI連接。一個EM277支持6個連接。每個端口為編程器保留一個連接，為操作面板保留一個連接(OP或

TP)。剩余連接可用于常規(guī)用途。

表7--13 S7--200 CPU和EM 277模塊的連接個數(shù)

1 如果使用CP過端口0或端口1連接STEP 7- Micro/WIN和S7-200 CPU，那么您只能在該S7-200設(shè)備作為

從站時，才可以選用MPI或PROFIBUS協(xié)議中的一個。

2 PROFIBUS連接除外。

組態(tài)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

對于S7- 200來說，典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)有多個S7-200主站，并且在PPI網(wǎng)絡(luò)上用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令與其它設(shè)

備通訊。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)往往會出現(xiàn)一些特殊的問題，主站和從站之間的通訊阻塞。

如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在較低的波特率下(9.6 kbaud或19.2 kbaud)，每個主站在傳送令牌之前完成操作(讀或

寫)。在187.5 kbaud下，主站對從站提出要求然后傳送令牌。在從站留下了一個未完成的請求。

圖7--33中給出了一個有潛在的網(wǎng)絡(luò)沖突的實(shí)例。在網(wǎng)絡(luò)中，1號站、2號站和3號站是主站，使用網(wǎng)絡(luò)       讀寫指令與4號站通訊。網(wǎng)絡(luò)讀寫指令使用PPI協(xié)議，因此所有S7- 200共享4號站中的一個連接。

在本例中，1號站對4號站提出請求。對于高于19.2

kbaud的波特率，1號站將令牌傳遞給2號站。如果2號站嘗試將請求發(fā)送給4號站，則由于來自1號站的請求仍存在，因此拒絕來自2號站的請求。在4號站完成對

1號站的響應(yīng)之前，所有請求都會被拒絕。只有在響應(yīng) 完成之后，4號站才能接受其它主站的請求。

站1主站 站2主站 站3主站

為了避免4號站通訊口上的通訊沖突，應(yīng)考慮使4號站 成為網(wǎng)絡(luò)上的主站，如圖7--34所示。4號站可以向其它S7- 200提出讀寫請求。

這樣的組態(tài)不僅能夠確保沒有通訊沖突，而且了 多主站網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，使網(wǎng)絡(luò)更的運(yùn)行。

圖7--33 通訊沖突

站1 從站 站2 從站 站3 從站

圖7--34 避免沖突

對于某些應(yīng)用來說，無法網(wǎng)絡(luò)上的主站數(shù)量。當(dāng)網(wǎng)上有多個主站時，您必須對令牌循環(huán)時間進(jìn)行，并確保網(wǎng)絡(luò)的令牌循環(huán)時間不超過目標(biāo)值。(令牌循環(huán)時間是指一個主站傳送令牌到再次令牌的時間間隔。)

表7--14 HSA和令牌循環(huán)時間目標(biāo)值

如果令牌回到主站的時間長于令牌循環(huán)時間目標(biāo)值，該主站不能提出請求。只有當(dāng)令牌循環(huán)時間小于

目標(biāo)值時，主站才能提出請求。

網(wǎng)絡(luò)地址(HSA)和S7- 200的波特率設(shè)置決定了令牌循環(huán)時間。表7--14給出了令牌循環(huán)時間目標(biāo)值列表。

對于較低的波特率，如：9.6 kbaud或者19.2 kbaud，主站會在傳送令牌前等待應(yīng)答。由于請求/應(yīng)答的周期在掃描時間中占相當(dāng)長的時間，因而很有可能每個網(wǎng)絡(luò)上的主站在占有令牌時都作好了       請求發(fā)送數(shù)據(jù)的。實(shí)際令牌循環(huán)時間并且有些主站可能不能發(fā)送任何請求。在某些情況下，       某個主站只能偶爾處理其請求。

例如：一個HSA組態(tài)為15的10個主站的網(wǎng)絡(luò)以9.6 kbaud傳輸一個字節(jié)。對于此實(shí)例，每個主站始終有一條發(fā)送的消息。如表7--14所示，該網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)輪轉(zhuǎn)時間為0.613秒。然而，基于表7--12所     列出的性能數(shù)據(jù)，該網(wǎng)絡(luò)所需要的實(shí)際令牌輪轉(zhuǎn)時間將為1.48秒。由于實(shí)際令牌循環(huán)時間大于目標(biāo)令      牌循環(huán)時間，因此，除非后來的一些令牌循環(huán)到其中的一些主站，否則它們將不能傳送消息。

當(dāng)實(shí)際令牌循環(huán)時間大于目標(biāo)令牌循環(huán)時間時，有兩種基本改進(jìn)：

q 通過網(wǎng)絡(luò)上的主站數(shù)實(shí)際令牌循環(huán)時間。其可行性要取決于您的應(yīng)用。

q 您也可以網(wǎng)絡(luò)上所有主站設(shè)備的HSA值，從而目標(biāo)令牌循環(huán)時間。

增大HSA的值會其它問題，它會S7- 200切換到主站網(wǎng)絡(luò)的時間。如果您使用一個定時器來確保網(wǎng)絡(luò)讀寫指令在的時間內(nèi)完成，初始化主站和S7-    200作為主站網(wǎng)絡(luò)時間的延時，會指令超時。您可以用減小間隙更新因子(GUF)的來使主站網(wǎng)絡(luò)的時間

小化。

由于在187.5 kbaud時，請求傳送并駐留在從站中需要一定時間，因而在選擇令牌循環(huán)時間目標(biāo)值時應(yīng)留有余量。在187.5 kbaud下，實(shí)際令牌循環(huán)時間應(yīng)大約為目標(biāo)值的一半。

要計算令牌循環(huán)時間，使用表7--12中完成網(wǎng)絡(luò)讀寫指令所需要的時間數(shù)據(jù)。要計算HMI設(shè)備(例如

TD200)的時間需求，使用傳送16字節(jié)的數(shù)據(jù)。將網(wǎng)上每個設(shè)備的時間需求加在一起，就可以計算出令牌循環(huán)時間。將所有時間需求加在一起，意味著網(wǎng)上所有設(shè)備在同一個令牌循環(huán)里都有請求這種       壞的情況。這樣計算出的時間是網(wǎng)絡(luò)令牌循環(huán)時間的值。