西門子存儲卡6ES7953-8LP31-0AA0

西門子存儲卡6ES7953-8LP31-0AA0

西門子內(nèi)存卡6ES7953-8LP31-0AA0是微型存儲卡 用于 S7-300/C7/ET 200， 3，3V Nflash，8 MByte

　　為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，系統(tǒng)CPU應避免長時間滿負荷運作，應用程序CPU占用不宜過高?？蛻粜枰谡{(diào)試階段監(jiān)測應用程序各個進程線程占用情況，對占用過高的進程線程進行優(yōu)化。因CE自身不帶進程線程系統(tǒng)占用查看工具，我們增加了AppHelper助手工具方便客戶使用。

　　在之前的技術文章《CE應用程序助手簡介》中簡單介紹過英創(chuàng)AppHelper應用程序助手，本文將詳細介紹AppHelper的使用方法。

　　AppHelper查看方法

　　客戶在自制底板上只要引出了網(wǎng)絡，USBOTG，DEBUG調(diào)試串口，或板子其它串口任意之一便可以查看AppHelper信息。

　　網(wǎng)絡方式

　　通過telnet登錄上板子，運行命令sysinfo，即可獲得AppHelper打印的進程線程信息。

　　telnet模式打印示例圖

　　USBOTG方式

　　使用AHC工具（使用方法見本文下一節(jié)）配置AppHelper輸出為COM1。連接上板子USBOTG口，板子將以虛擬串口形式被PC識別。使用任意串口工具向該串口輸出任意三個字符（任意波特率），即可獲得AppHelper打印的進程線程信息。

　　USBOTG，DEBUG及其它串口打印示例圖

　　DEBUG調(diào)試串口方式

　　使用AHC工具（使用方法見本文下一節(jié)）配置AppHelper輸出為DEBUG。連接板子的DEBUG串口，PC端使用任意串口工具，設置波特率115200，向DEBUG口輸出任意三個字符，即可獲得AppHelper打印的進程線程信息。

　　串口方式

　　將底板上引出，且客戶應用程序未使用的串口連接上PC。使用AHC工具（使用方法見本文下一節(jié)）配置好串口號及波特率。PC端使用任意串口工具，用設定的波特率向該串口輸出任意三個字符，即可獲得AppHelper打印的進程線程信息。

　　AHC工具使用介紹

　　AHC工具即AppHelper Config工具，用于設置AppHelper打印信息的輸出位置。有兩種辦法進行設置。

　　控制面板方式

　　在板子控制面板中運行AHC工具。

　　選擇好輸出信息的串口及波特率(其中COM1為USBOTG)，點擊OK鍵保存配置，板子重啟后配置生效。

　　telnet方式

　　通過telnet登錄上板子，執(zhí)行命令AHC port [baud]

　　參數(shù)port：串口號，值為0-6，0表示DEBUG串口，1表示USBOTG轉虛擬串口，2-6分別表示板子的COM2-COM6。

　　參數(shù)baud：波特率，可選參數(shù)，如果不填表示保持原波特率，支持1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。當port為0時，baud固定為115200，當port為1時，baud值不生效。

　　命令執(zhí)行后，DEBUG口可以看到打印提示信息。

　　打印格式說明

　　打印結果為數(shù)行，其中每行的格式均為：類型 ID號 占用情況 名稱

　　以下圖一次打印的部分截圖為例：

　　類型

　　PID表示為process進程。TID表示為上面進程下的thread線程。

　　ID號

　　即進程ID值或線程ID值。

　　占用情況

　　顯示格式為 K n% U m% total%

　　n值為該進程或線程在Kernel系統(tǒng)層的占用

　　m值為該進程或線程在User用戶層的占用

　　total值為總占用，它應當?shù)扔趎+m的和

　　進程下各個線程total占用和應當?shù)扔谶M程的total占用

　　名稱

　　進程名即EXE的名稱，線程默認沒有名稱，下一節(jié)會介紹如何給線程命名，從而能在AppHelper中顯示出來。

　　進程及線程監(jiān)視說明

　　AppHelper會打印系統(tǒng)下所有的進程的CPU占用信息。

　　只有在NandFlash目錄下的exe生成的進程會額外打印出它下面所有線程的CPU占用信息。

　　默認情況下，生成的線程只有ID號，沒有名稱，如果線程較多會不便于查看。我們可以通過簡單代碼給線程命名。

　　以光盤里的串口例程SPT_HEX為例：

　　添加一個結構體的定義

　　typedef struct _THREAD_INDEX

　　{

　　DWORDdwSize;

　　DWORDdwThreadID;

　　TCHARszThreadName[32];

　　_THREAD_INDEX*pNext;

　　}THREAD_INDEX;

　　在創(chuàng)建線程后給線程命名

　　這里把串口接收線程命名為"CommRecvTread"

　　hRecvThread = CreateThread(0, 0, CommRecvTread, this, 0, &m_dwTID);

　　HANDLE hHLP;

　　DWORD dwLen;

　　hHLP = CreateFile(L"HLP1:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, 0, 0);

　　THREAD_INDEXthreadIndex;

　　wsprintf(threadIndex.szThreadName, L"CommRecvTread");

　　threadIndex.dwThreadID = m_dwTID;

　　threadIndex.dwSize = sizeof(THREAD_INDEX);

　　WriteFile(hHLP, &threadIndex, sizeof(THREAD_INDEX), &dwLen, NULL);

　　CloseHandle(hHLP);

　　在結束線程后取消命名

　　線程結束后應當手動將命名取消掉，避免不必要的顯示錯誤，設置線程名為空，即可取消原命名。

　　HANDLE hHLP;

　　DWORD dwLen;

　　hHLP = CreateFile(L"HLP1:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, 0, 0);

　　THREAD_INDEXthreadIndex;

　　wsprintf(threadIndex.szThreadName, L"");

　　threadIndex.dwThreadID = m_dwTID;

　　threadIndex.dwSize = sizeof(THREAD_INDEX);

　　WriteFile(hHLP, &threadIndex, sizeof(THREAD_INDEX), &dwLen, NULL);

　　CloseHandle(hHLP);

　　命名線程后再使用AppHelper查看，啟動接收線程后，就可以看到CommRecvTread這個線程，另外個沒有命名的線程為SerialPort程序的主線程。

　　計算原理及誤差說明

　　CPU占用時間是通過計算一段時間內(nèi)（AppHelper設置為2000毫秒）CPU空閑tick值與這段時間里CPU運算周期tick值得出。

　　CPU空閑tick值 = CPU空閑tick計數(shù)t2 – CPU空閑tick計數(shù)t1

　　CPU總周期tick值 = CPU總周期tick計數(shù)t2 – CPU總周期tick計數(shù)t1

　　CPU占用 = 1 – （CPU空閑tick值/CPU總周期tick值）×

　　進程或線程的CPU占用，是通過計算一段時間CPU運算周期tick值，和這段周期里Kernel或User運行線程或進程的tick值，通過相除得到。

　　進程/線程Kernel占用 = （進程/線程Kernel運行tick值/CPU總周期tick值）×

　　進程/線程User占用 = （進程/線程User運行tick值/CPU總周期tick值）×

　　進程/線程CPU占用 = 進程/線程Kernel占用 + 進程/線程User占用

　　打印結果可能會有少量誤差，可能由于以下原因：

　　1、實驗值計算到個位，小數(shù)部分四舍五入，所以可能產(chǎn)生細微的誤差。

　　2、理想中的測量情況如下圖

　　但是實際情況由于AppHelper本身也會產(chǎn)生系統(tǒng)消耗，所以測量情況為下圖

　　在Δt值不為0的情況下，如果在Δt期間各個tick值產(chǎn)生較大跳動時，測試結果可能產(chǎn)生誤差。

　　3、各個進程或線程的運行tick值并非*實時變化，而是在進程或線程完成一個時間片掛起后才加上，所以查詢函數(shù)獲得值不一定非常。

　　測試程序及說明

　　test_prc_thd是一個簡單的程序，用來測試AppHelper的進程線程監(jiān)視功能。

　　“添加線程”按鈕按下會創(chuàng)建一個新的線程。參數(shù)中傳入線程編號，線程ID等信息。

 西門子存儲卡6ES7953-8LP31-0AA0

 圖1-2：傳統(tǒng)的現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)
1.1.4 系統(tǒng)主要缺點
（1）信息集成能力不強： 控制器與現(xiàn)場設備之間靠I/O連線連接，傳送4-20mA模擬量信號或24VDC等開關量信號，并以此監(jiān)控現(xiàn)場設備。這樣，控制器獲取信息量有限，大量的數(shù)據(jù)如設備參數(shù)、故障及故障紀錄等數(shù)據(jù)很難得到。底層數(shù)據(jù)不全、信息集成能力不強，不能*CIMS系統(tǒng)對底層數(shù)據(jù)的要求。
（2）系統(tǒng)不開放、可集成性差、專業(yè)性不強：除現(xiàn)場設備均靠標準4-20mA/24VDC連接，系統(tǒng)其它軟、硬件通常只能使用一家產(chǎn)品。不同廠家產(chǎn)品之間缺乏互操縱性、互換性，因此可集成性差。這種系統(tǒng)很少留出接口，答應其它廠商將自己專長的控制技術，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中往，因此，面向行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)很少。
（3）可靠性不易保證：對于大范圍的分布式系統(tǒng)，大量的I/O電纜及敷設施工，不僅增加本錢，也增加了系統(tǒng)的不可靠性。
（4）可維護性不高：由于現(xiàn)場級設備信息不全，現(xiàn)場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能不強。另一方面也很難完成現(xiàn)場設備的遠程參數(shù)設定、修改等參數(shù)化功能，影響了系統(tǒng)的可維護性。
1.1.5 現(xiàn)場設備的串行通訊接口是現(xiàn)場總線技術的原形
由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，很多傳感器、執(zhí)行機構、驅(qū)動裝置等現(xiàn)場設備智能化，即內(nèi)置CPU控制器，完成諸如線性化、量程轉換、數(shù)字濾波甚至回路調(diào)節(jié)等功能。因此，對于這些智能現(xiàn)場設備增加一個串行數(shù)據(jù)接口（如RS-232/485）是非常方便的。有了這樣的接口，控制器就可以按其規(guī)定協(xié)議，通過串行通訊方式（而不是I/O方式）完成對現(xiàn)場設備的監(jiān)控。假如設想全部或大部分現(xiàn)場設備都具有串行通訊接口并具有同一的通訊協(xié)議，控制器只需一根通訊電纜就可將分散的現(xiàn)場設備連接，完成對所有現(xiàn)場設備的監(jiān)控，這就是現(xiàn)場總線技術的初始想法。
1.2.4 現(xiàn)場總線技術的產(chǎn)生
基于以上初始想法，使用一根通訊電纜，將所有具有同一的通訊協(xié)議通訊接口的現(xiàn)場設備連接，這樣，在設備層傳遞的不再是I/O（4-20mA/24VDC）信號，而是基于現(xiàn)場總線的數(shù)字化通訊，由數(shù)字化通訊網(wǎng)絡構成現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)。
1.2 現(xiàn)場總線技術概念
1.2.1 現(xiàn)場總線技術
目前，*的現(xiàn)場總線技術概念描述如下：現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點通訊的數(shù)據(jù)總線。其中，“生產(chǎn)過程”包括斷續(xù)生產(chǎn)過程和連續(xù)生產(chǎn)過程兩類。
或者，現(xiàn)場總線是以單個分散的、數(shù)字化、智能化的丈量和控制設備作為網(wǎng)絡節(jié)點，用總線相連接，實現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。
1.2.2 現(xiàn)場總線技術產(chǎn)生的意義
（1）現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術是實現(xiàn)現(xiàn)場級控制設備數(shù)字化通訊的一種產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場層網(wǎng)絡通訊技術；是一次產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場級設備通訊的數(shù)字化革命。現(xiàn)場總線技術可使用一條通訊電纜將現(xiàn)場設備（智能化、帶有通訊接口）連接，用數(shù)字化通訊代替4-20mA/24VDC信號，完成現(xiàn)場設備控制、監(jiān)測、遠程參數(shù)化等功能。
（2）傳統(tǒng)的現(xiàn)場級自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用一對一連線的、4-20mA/24VDC信號，信息量有限，難以實現(xiàn)設備之間及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自控系統(tǒng)成為工廠中的“信息孤島”，嚴重制約了企業(yè)信息集成及企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)。
（3）基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機數(shù)字化通訊技術，使自控系統(tǒng)與設備加進工廠信息網(wǎng)絡， 構成企業(yè)信息網(wǎng)絡底層，使企業(yè)信息溝通的覆蓋范圍一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場。在CIMS系統(tǒng)中，現(xiàn)場總線是工廠計算機網(wǎng)絡到現(xiàn)場級設備的延伸，是支撐現(xiàn)場級與車間級信息集成的技術基礎。