SIEMENS西门子 SIMOTICS SD低压电机 1LE00013BC333JA4

      本文档的用途该控制器提供有不同选项，根据不同的运行优先级执行程序。循环驱动型和时间驱动型程序所占比例Zui大。控制器的响应时间主要取决于循环的执行。也可能受事件驱动型程序执行的影响。通常，事件驱动型程序执行jinxian于几个选定的事件。本手册中将介绍以下主题的相关信息：•程序执行类型• 运行的优先级• 循环和响应时间以及影响因素•优化用户程序的组态选项所需的基本知识要理解本文档中的内容，需要具备以下知识：• 自动化技术的基本知识• SIMATIC工业自动化系统的基本知识• 具有 Windows 计算机的基本知识• 了解如何操作 STEP 7约定STEP7：在本文档中，使用“STEP 7”指代组态与编程软件“STEP 7（TIA博途）”的所有版本。请注意下列注意事项：说明这些注意事项包含有关本文档中所述产品、产品操作或应特别关注部分的重要信息。本文档的适用范围本文档主要介绍了以下系统中CPU 组件的循环时间和响应时间：• SIMATIC S7-1500 自动化系统• SIMATIC S7-1500R/H 冗余系统•ET 200SP 分布式 I/O 系统的 CPU• 基于 SIMATIC S7-1500 的 ET 200pro 分布式 I/O系统的 CPU有关 ET 200MP、ET 200SP 和 ET 200pro 分布式 I/O系统的更多信息，请参见本手册的相应章节。说明《循环与响应时间》功能手册中不包含有关 F 特定监视和响应时间的信息。有关 F特定监视和响应时间的信息，请参见编程与操作手册《SIMATIC 安全 - 组态与编程》与 02/2021 版相比，11/2022版本中新增的内容新增内容 客户收益 信息出处循环和响应时间 更新了功能手册中的指定循环和响应时间。 位于“程序执行 (页15)”部分扩展了功能手册的范围，以包括 ET 200SP 分布式 I/O 系统的 CPU 1514SP(F)-2 PNCPU1514SP-2 PN 扩展了 ET 200SP 产品组合。这类 CPU 还具有以下优势：•适用于对程序范围和处理速度有中等要求的应用。• 集成了运动控制功能，可激活速度和定位轴、支持外部编码器、凸轮/凸轮轨迹和测量探头• 2个接口，PROFINET IO X1 和 X2CPU 1514SP F-2 PN 还可用于Zui高 SIL 3（根据 IEC61508）和Zui高 PLe（根据ISO 13849）的安全功能，适用于多种安全应用。位于“程序执行 (页15)”部分更改的内容扩展了功能手册的适用范围，以包括 ET 200SP 分布式 I/O系统的 CPU 1514SP T(F)-2PNCPU 1514SP T-2 PN 扩展了 ET 200SP 产品组合。与 CPU 1514SP-2 PN CPU1514SP T-2PN 具有高性能可扩展运动控制功能，例如：• 同步操作• 循环凸轮重要技术规范：• 程序工作存储器：900 KB•数据工作存储器：3.5 MB• 运动控制资源：2400• 扩展运动控制资源：120CPU 1514SP TF-2 PN 还可用于Zui高SIL3（根据 IEC 61508）和Zui高 PLe（根据 ISO13849）的安全功能，适用于多种安全应用。位于“程序执行 (页15)”部分7简介循环和响应时间功能手册, 11/2022, A5E03461511-AG与 11/2019 版相比，02/2021版本中新增的内容新增内容 客户收益 信息出处在功能手册中增加了S7-1500R/H 冗余系统中CPU 1518HF-4 PN的内容作为 HF CPU，CPU 1518HF-4 PN 扩展了 R/H CPU 产品组合。该 CPU 具有以下优势：•具有集成式 F 功能的高性能 H-CPU• 该 CPU 还可用于Zui高 SIL 3（根据 IEC61508）和Zui高 PLe（根据 ISO13849）的安全功能，适用于多种安全应用。• 3 个 PROFINET 接口位于“程序执行 (页 15)”部分在功能手册中增加了S7-1500自动化系统中CPU 1518T-4 PN/DP 的内容CPU 1518T-4 PN/DP拥有非常大的程序和数据存储器，适用于除中央自动化结构外还需要特定分布式 I/O 的高要求应用。CPU 1518T-4 PN/DP具有高性能及扩展运动控制功能，例如：• 同步操作• 循环凸轮重要技术规范：• 程序工作存储器：9 MB• 数据工作存储器：60 MB•运动控制资源：15360• 扩展运动控制资源：512位于“程序执行 (页 15)”部分更改的内容在功能手册中增加了S7-1500自动化系统中CPU 1518TF-4 PN/DP 的内容CPU 1518TF-4 PN/DP拥有非常大的程序和数据存储器，适用于除中央自动化结构外还需要特定分布式 I/O 的高要求应用。该 CPU 还可用于Zui高 SIL3（根据 IEC61508）和Zui高 PLe（根据 ISO 13849）的安全功能，适用于多种安全应用。CPU 1518TF-4PN/DP 具有高性能及扩展运动控制功能，例如：• 同步操作• 循环凸轮重要技术规范：• 程序工作存储器：9 MB•数据工作存储器：60 MB• 运动控制资源：15360• 扩展运动控制资源：512位于“程序执行 (页 15)”部分与 10/2018版相比，11/2019 版本中有何新增内容？新增内容 客户收益 信息出处更改的内容 改进了 Web服务器中通信负载的可视化当前通信负载的可视化及其对循环时间的影响有助于用户找到适合通信负载参数化的值。•在“因通信负载导致循环时间延长 (页 36)”部分中• 在 Web 服务器与 09/2016 版相比，10/2018版本中有何新增内容？新增内容 客户收益 信息出处更改的内容 在功能手册中增加了S7‑1500R/H 冗余系统中CPU的内容S7‑1500R/H 冗余系统中循环时间和响应时间的确定原则与 S7‑1500 自动化系统 CPU的相同。“S7-1500R/H 冗余系统的循环和响应时间 (页 58)”部分与 02/2014 版相比，09/2016版中新增以下内容。新增内容 客户收益 信息出处更改的内容 功能手册中增加了 ET 200SP分布式 I/O 系统中各 CPU 以及ET200pro 分布式 I/O 系统中CPU 1516pro-2 PN 的内容SIMATIC S7-1500 CPU中常用功能现可支持其它型号 (ET 200SP) 的 CPU 和CPU 1516pro-2 PN（防护等级 IP 65、IP 66和IP 67）。位于“程序执行 (页15)”部分回收和处置为了确保旧工厂设备的回收和处理符合环保要求，请联系经认证的电子废料处理服务机构，并根据所在国家/地区的相关规定进行回收处理。工业商城工业商城为西门子公司推出的全集成自动化(TIA) 和全集成能源管理 (TIP) 自动化与驱动解决方案产品目录和订购系统。SIMATIC S7‑1500 自动化系统、基于SIMATIC S7‑1500 和 SIMATIC ET 200MP 的1513/1516pro-2 PN, SIMATICDrive Controller CPU、ET 200SP、ET 200AL 和 ET 200eco PN 分布式 I/O系统的文档分为 3 个部分。用户可根据需要快速访问所需内容。相关文档，可从 Internet 免费下载。系统手册和入门指南中详细描述了SIMATIC S7‑1500, SIMATIC Drive Controller, ET 200MP、ET 200SP、 ET200AL 和 ET 200eco PN 系统的组态、安装、接线和调试。对于1513/1516pro-2 PNCPU，可参见相应的操作说明。STEP 7 在线帮助为用户提供了组态和编程方面的支持。示例：• S7-1500 入门指南• 系统手册•ET 200pro 和 1516pro-2 PN CPU 操作说明• TIA Portal在线帮助设备信息设备手册中包含模块特定信息的简要介绍，如特性、接线图、功能特性和技术规范。示例：• CPU 设备手册•“接口模块”设备手册• “数字量模块”设备手册• “模拟量模块”设备手册• “通信模块”设备手册• “工艺模块”设备手册•“电源模块”设备手册• BaseUnit 设备手册常规信息功能手册中包含有关 SIMATIC Drive Controller 和S7-1500 自动化系统的常规主题的详细描述。示例：• 《诊断》功能手册• 《通信》功能手册• 《运动控制》功能手册• 《Web服务器》功能手册• 《周期和响应时间》功能手册• PROFINET 功能手册• PROFIBUS功能手册产品信息产品信息中记录了对这些手册的更改和补充信息。本产品信息的优先级高于设备手册和系统手册。10循环和响应时间功能手册,11/2022, A5E03461511-AG简介1.1功能手册文档指南有关产品信息的Zui新版本基本工具下面介绍的工具在所有步骤中都会为您提供支持：从规划到调试，再到系统分析。TIASelection ToolTIA Selection Tool 工具可在为 Totally IntegratedAutomation (TIA) 选择、组态和订购设备时提供支持。作为 SIMATIC Selection Tools的后继产品，它将已熟悉的自动化技术的各组态编辑器组装到一个工具中。借助 TIA Selection Tool，用户可基于产品选型或产品组态生成完整的订单表。有关 TIA Selection Tool，敬请访问 Internet。SIMATICAutomation Tool通过 SIMATIC Automation Tool ，可对各个 SIMATIC S7站进行调试和维护操作（作为批量操作），而无需打开 TIA Portal。SIMATIC Automation Tool可提供各种功能：• 扫描 PROFINET/Ethernet 系统网络，识别所有连接的 CPU• 为 CPU分配地址（IP、子网、Gateway）和设备名称（PROFINET 设备）• 将日期和已转换为 UTC 时间的编程设备/PC时间传送到模块中• 将程序下载到 CPU 中• RUN/STOP 模式切换• 通过 LED 闪烁进行 CPU 本地化• 读取 CPU错误信息• 读取 CPU 诊断缓冲区11简介1.1 功能手册文档指南循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG• 复位为出厂设置• 更新 CPU 和所连接模块的固件SIMATIC Automation Tool 可从Internet 上下载。PRONETASIEMENS PRONETA（PROFINET 网络分析）是一款调试和诊断工具，用于PROFINET 网络。PRONETA Basic 有两个核心功能：• “网络分析”提供了 PROFINET拓扑的快速概览。可以进行简单的参数更改（例如，更改设备的名称和 IP 地址）。还可快速方便地将实际组态与参考系统进行比较。•通过 IO 测试，可简单、快速完成工厂接线和模块组态测试，其中包括测试结果的记录。有关 SIEMENS PRONETABasic，敬请访问 Internet。SIEMENS PRONETA Professional是为用户提供附加功能的许可产品。它提供在 PROFINET网络中轻松管理资产的能力，还通过各种功能为自动化系统的操作员自动收集/获取所用组件的数据提供支持：• 用户界面 (API)提供自动化单元的访问点，以使用 MQTT 或命令行自动执行扫描功能。• 借助 PROFIenergy 诊断，可以快速检测支持PROFIenergy 的设备的当前暂停模式或运行准备情况，并根据需要进行更改。• 数据记录向导可支持 PROFINET开发人员在无需 PLC 和工程组态的情况下快速轻松地读取和写入非循环 PROFINET 数据记录。可从 Internet 上下载SIEMENS PRONETA Professional。SINETPLANSINETPLAN (Siemens NetworkPlanner) 是西门子公司推出的一种网络规划工具，用于对基于PROFINET的自动化系统和网络进行规划设计。使用该工具时，在规划阶段即可对 PROFINET网络进行预测型的专业设计。SINETPLAN还可用于对网络进行优化，检测网络资源并合理规划资源预留。这将有助于在早期的规划操作阶段，有效防止发生调试问题或生产故障，从而大幅提升工厂的生产力水平和生产运行的安全性。优势概览：•端口特定的网络负载计算方式，显著优化网络性能• 优异的现有系统在线扫描和验证功能，生产力水平大幅提升• 通过导入与仿真现有的 STEP7 系统，极大提高调试前的数据透明度• 通过实现长期投资安全和资源的合理应用，显著提高生产效率SINETPLAN 可从Internet 上下载。SIMATIC 技术文档附加的 SIMATIC 文档将完善信息。可通过以下链接和 QR代码获取这些文档及其用途。借助“工业在线技术支持”，可获取所有主题的相关信息。应用示例用于帮助用户实施相应的自动化任务。12循环和响应时间功能手册,11/2022, A5E03461511-AG简介1.1 功能手册文档指南SIMATIC技术文档概述可以在此处找到西门子工业在线技术支持中可用的 SIMATIC文档的概述：我的技术支持通过“我的技术支持”，可以Zui大程度善用您的工业在线支持服务。注册要使用“我的技术支持”中的所有功能，必须先进行注册。注册后，可以在个人工作区中创建过滤器、收藏夹和选项卡。支持申请支持申请页面还支持用户资料自动填写，用户可随时查看当前的所申请的支持请求。文档 在“文档”(Documentation)区域中，可以构建您的个人库。收藏夹 可使用“添加到我的技术支持收藏夹”(Add to mySupport favorites)来标记特别感兴趣或经常需要的内容。在“收藏夹”(Favorites) 下，会显示所标记条目的列表。Zui近查看的文章“我的技术支持”中Zui近查看的页面位于“Zui近查看的文章”(Recently viewed articles)下。CAx 数据 借助CAx 数据区域，可以访问 CAx 或 CAe 系统的Zui新产品数据。仅需单击几次，用户即可组态自己的下载包：• 产品图片、二维码、3D模型、内部电路图、EPLAN 宏文件• 手册、功能特性、操作手册、证书• 产品主数据有关“我的技术支持”，敬请访问Internet。应用示例应用示例中包含有各种工具的技术支持和各种自动化任务应用示例。自动化系统中的多个组件完美协作，可组合成各种不同的解决方案，用户无需再关注各个单独的产品。有关应用示例，敬请访问Internet。安全性信息Siemens为其产品及解决方案提供了工业信息安全功能，以支持工厂、系统、机器和网络的安全运行。为了防止工厂、系统、机器和网络受到网络攻击，需要实施并持续维护先进且全面的工业信息安全保护机制。Siemens的产品和解决方案构成此类概念的其中一个要素。客户负责防止其工厂、系统、机器和网络受到未经授权的访问。只有在有必要连接时并仅在采取适当安全措施（例如，防火墙和/或网络分段）的情况下，才能将该等系统、机器和组件连接到企业网络或Internet。。Siemens 不断对产品和解决方案进行开发和完善以提高安全性。Siemens强烈建议您及时更新产品并始终使用Zui新产品版本。如果使用的产品版本不再受支持，或者未能应用Zui新的更新程序，客户遭受网络攻击的风险会增加。工作原理简介用户程序通常在OB 1 中使用程序循环组织块 (OB)进行编程。但在复杂应用程序中，通常需要符合应用程序要求的短暂响应时间。此时，可将用户程序分割成多个不同响应时间的程序段。CPU中也包含各种不同的 OB 类型，可根据具体需求对其属性（优先级、频率等）进行相应调整。程序的结构包括以下用户程序执行类型：程序在CPU 的循环程序中执行：用户程序在 CPU中循环执行。当执行到循环结束时，程序将在下一个循环重新开始执行。在大部分情况下，整个用户程序都在 CPU的循环程序中执行。此时，用户程序中所有任务的优先级都相同。所有任务的响应时间都相同。除了循环程序中的程序执行之外，还包含有时间驱动型和事件驱动型程序执行。时间驱动型：复杂用户程序中通常会包含具有不同响应时间要求的程序部分。可以通过各程序部分对响应时间要求的不同，缩短整体的响应时间。为此，可将具有较高响应时间要求的程序段分解成具有较短循环时间的高优先级OB（如循环中断 OB）。这样，这些程序段即可按照不同的频率和不同的优先级执行。事件驱动型：根据所用的 I/O模块，可为特定过程事件（如，数字量输入的边沿变化）组态硬件中断，调用所指定的硬件中断 OB。硬件中断的优先级较高，可中断 CPU的循环程序。直接触发程序执行时，可通过硬件中断缩短 CPU的响应时间。请注意，如果使用大量的硬件中断，则应用程序的时间特性将变得更以确定。这是因为，该触发事件的时间可能会导致显著不同的响应时间。提示：硬件中断仅适用于少数选定事件。使用硬件中断的特别注意事项：如果已将一个OB 分配给某个事件（硬件中断），则该 OB 将拥有该事件的优先级。使用过程映像分区如果将一个程序分配到不同的 OB中（如根据不同的响应时间需求），则建议且通常需要将所用 I/O 数据的更新直接分配给这些OB。为此，可使用过程映像分区：可根据程序中的应用，将过程映像分区中的输入和输出数据进行分组，并分配给 OB。输入的过程映像分区(PIPI) 可在运行 OB 之前直接更新 OB 程序的相关输入数据。输出的过程映像分区 (PIPQ) 可在运行 OB程序之后，立即将 OB 程序的相关输出数据输出到输出中。15循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG根据需要，Zui多可设置 32 个（0 到 31）过程映像分区。系统默认将 I/O 分配给过程映像分区0（设置：“自动更新”）。过程映像分区 0 始终指定为循环执行。此时，必须组态“过程映像分区的系统端更新”(system-sideupdate of process imagepartitions)。有关“组态过程映像分区”的更多详细信息，请参见 STEP 7在线帮助中关键字为“分配过程映像/过程映像分区”部分。程序执行的可中断性各组织块将按照指定的优先级执行。大多数 OB均可根据响应时间要求调整优先级。所有程序循环 OB 的Zui低优先级始终为 1。Zui高优先级为 26。通信任务的优先级通常为15。必要时，可更改块的优先级并选择高于通信任务的优先级。具有较高优先级的组织块或系统活动可中断优先级较低的组织块或系统活动。具有较高优先级的组织块或系统活动可延长已中断组织块或系统活动的运行时间。如果有相同优先级的两个任务等待执行，则将根据相关启动事件的发生顺序执行。说明高优先级OB如果优先级大于 15 和/或对运行时间有严格要求的组织块过多，将严重影响通信功能。使用优先级 ≥ 15的 OB时，应注意这些 OB 产生的运行系统负载。过载特性CPU 的过载特性发生某个事件时，系统将触发相应的 OB 执行。根据 OB的优先级和当前处理器的负载情况，如果发生过载，则在 OB 执行前可能会产生一段时间延时。用户程序在处理先前事件的OB时，相同的事件可能会发生一次或多次。此时，CPU 将执行以下操作：操作系统将根据发生的顺序，照事件的优先级对其进行排列。CPU随后会将Zui早的事件当作优先级Zui高的事件并处理关联 OB。OB 处理完毕后，CPU 会处理下一事件的 OB。16循环和响应时间功能手册,11/2022, A5E03461511-AG程序执行3.2过载特性如果要控制临时过载，则可限制源自同一问题的排队事件的数量。当达到一个特定循环中断OB中未决触发的Zui大数目时，下一个事件将丢弃。如果类似事件的出现速度快于 CPU处理这些事件的速度，则会发生过载。类似事件是指单个源中的事件，如特定循环中断 OB中的启动事件。过载响应的组态在可能发生过载的组织块的属性中，可在“属性”(Attributes) 和“事件排队”(Eventqueuing) 下选择相应的过载响应。图 3-1  在块属性中组态过载响应待排队的事件OB参数“待排队的事件”(Events to be queued)用于指定操作系统在相应队列中将稍后处理的类似事件数目。例如，如果此参数值为1，则仅临时存储一个事件。如果达到队列中的Zui大类似启动事件数目，则只对每个额外的启动事件进行计数，将其丢弃。在事件的下一调度处理过程中，CPU通过“Event_Count”输入参数（以启动信息形式）提供已丢弃启动事件的数目。对过载情况作出适当响应。CPU将丢失事件的计数器重置为 0。说明通常不建议对循环事件进行后处理。这是因为，可能会导致优先级相同或较低的 OB发生过载。通常会在处理下一个计划的 OB 过程中丢弃类似事件的执行来避免发生过载情况。“待排队的事件”(Events to bequeued) 的参数值较小可减轻过载情况。为确保 CPU 至少处理一个已排队事件的OB，待排队事件的Zui少数目为“1”。可排队事件的Zui大数目为“12”。17程序执行3.2 过载特性循环和响应时间功能手册,11/2022, A5E03461511-AG报告事件溢出到诊断缓冲区中例如，如果 CPU 丢弃了循环中断 OB的启动事件，则之后的操作将取决于该 OB 参数“报告事件溢出到诊断缓冲区中”(Report event overflow intodiagnostic buffer)。如果已选中该复选框，CPU将针对此事件源的过载情况在诊断缓冲区中输入事件。如果发生过载的情况（溢出计数器从 0 变为 1），则会在下一 OB结束处输入另一诊断缓冲区条目。启用时间错误循环中断 OB 参数“启用时间错误”(Enable time error)用于指定在达到类似事件的特定过载级别时是否调用时间错误 OB。使用 OB 参数“启用时间错误”(Enable time error)设定达到类似事件的限值之前对过载的响应。CPU 丢弃类似事件之前的响应。默认情况下不会设置“启用时间错误”(Enable timeerror) 参数。时间错误的事件阈值选中“启用时间错误”(Enable time error)复选框可启用“时间错误的事件阈值”(Event thresholdfor time error) OB参数。使用“时间错误的事件阈值”(Event threshold for time error) OB 参数指定 CPU 调用时间错误OB 之前队列中允许的类似事件数量。“时间错误的事件阈值”(Event threshold for time error)参数的值范围为：1 ≤ “时间错误的事件阈值”(Event threshold for time error)≤“待排队的事件”(Events to bequeued)。示例 1下例显示了多个类似事件的出现速度快于 CPU 处理关联 OB的速度时 CPU 的响应。在示例 1中，用户选择了以下参数分配：图 3-2 过载特性的参数分配示例18循环和响应时间功能手册, 11/2022, A5E03461511-AG程序执行3.2过载特性下图显示了事件调用关联 OB 后的处理序列。