SIEMENS西门子 SIMOTICS SD低压电机 1LE0 001-3BC43-3AA4

      主 CPU 故障下图显示了主 CPU 故障对循环时间的影响。① 循环时间②主 CPU 故障③ 备用 CPU 继续处理程序④ 备用 CPU 不再接收同步报文⑤ 备用 CPU 等待监视时间到期⑥监视时间结束，切换时间和系统状态过渡⑦ RUN 操作状态下新的主 CPU 的循环时间图 6-4  主 CPU故障对循环时间的影响67S7-1500R/H 冗余系统的循环和响应时间6.3 对 S7-1500R/H冗余系统的循环时间的影响循环和响应时间功能手册, 11/2022, A5E03461511-AG示例中显示的主 CPU ②在处理循环程序时发生故障。主 CPU 不再向备用 CPU 发送任何同步报文。在此期间 ③，备用 CPU 仅根据主 CPU发生故障前传输的同步数据进行操作。在 ④，备用 CPU 已到达程序中主 CPU 停止发送同步报文的点。在此阶段 ⑤，备用 CPU等待查看是否将从主 CPU 发送数据。由于达到监视时间期限后未传输同步数据，备用 CPU 会在 ⑥ 这一时刻成为新的主CPU。冗余系统由 RUN-Redundant 系统状态切换为 RUN-Solo 系统状态。循环时间 ① 从循环程序在RUN-Redundant 中开始执行时开始计算，一直持续到循环程序在RUN-Solo 中执行结束时为止。由于 RUN-Solo系统状态下不再同步数据，循环时间 ⑦ 小于循环时间①。说明监视时间监视时间是时长固定的内部时间。不能为内部时间分配参数。同步数据到达相应 CPU 后，监视时间立即开始。如果未从主CPU 接收到同步数据，系统会在监视时间到期后自动进行系统状态切换（从 RUN-Redundant 切换为 RUN-Solo）。备用CPU 故障下图显示了备用 CPU 故障对循环时间的影响。① 循环时间② 备用 CPU 故障③ 监视时间到期④ 系统状态过渡⑤RUN-Solo 操作状态下主 CPU 的循环时间图 6-5  备用 CPU 故障对循环时间的影响备用 CPU在循环程序处理结束 ② 之前发生故障。由于主 CPU 直至监视时间 ③ 到期也未接收到同步数据，主 CPU 检测到备用 CPU发生故障。主 CPU 终止与备用 CPU 的同步。冗余系统从 RUN-Redundant 系统状态切换为 RUN-Solo 系统状态④。由于 RUN 操作状态下不再同步数据，循环时间 ⑤ 小于循环时间 ①。68循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AGS7-1500R/H 冗余系统的循环和响应时间6.3 对 S7-1500R/H冗余系统的循环时间的影响6.4 R/H CPU的响应时间循环时间与响应时间之间的关系系统的循环时间也是其响应时间的基础。除其它因素外，响应时间还取决于各程序循环的循环时间。响应时间波动循环程序执行过程中，实际响应时间在一个循环与两个循环之间波动。对于受时间控制的程序执行，实际响应时间在一个循环与两个循环之间波动。对系统进行组态时，应采用Zui长的响应时间。下图中，编码器信号发生变化后，过程图像会立即更新。输出可在循环结束后响应信号变化。①同步备用 CPU 中的编码器信号变化② 备用 CPU 与主 CPU 之间的时间滞后③ 同步备用 CPU 中的输出信号变化④信号变化实际输出到 PROFINET 环网/PROFINET 网络中 IO 设备之前，备用 CPU 与主 CPU 之间的时间滞后图6-6  Zui短的响应时间69S7-1500R/H 冗余系统的循环和响应时间6.4 R/H CPU的响应时间循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG下图中，已在信号变化前更新过程映像。系统检测到变化并在过程映像中设置输入只需要一个循环。额外循环后，输出信号发生变化。①同步备用 CPU 中的编码器信号变化② 备用 CPU 与主 CPU 之间的时间滞后③ 同步备用 CPU 中的输出信号变化④信号变化实际输出到 PROFINET 环网/PROFINET 网络中 IO 设备之前，备用 CPU 与主 CPU 之间的时间滞后图6-7  Zui长响应时间循环时间包括时间滞后。备用 CPU 与主 CPU之间的时间滞后取决于同步负载。同步负载由将在用户程序和通信中同步的数据产生。说明时间滞后的影响同步和传输变化需要一定的计算时间。时间滞后会影响两个CPU（从主 CPU 到备用CPU，以及从备用 CPU 到主 CPU）。CPU速度越慢，同步连接速度越慢、时间越长、时间滞后越大。说明在 RUN-Redundant 系统状态下将修改后的用户程序下载到 R/HCPU 时的响应时间在 RUN-Redundant系统状态下执行下载过程期间，系统的响应时间相对于正常冗余模式受到限制。用户程序包含的更改越多，对响应时间的影响越大。说明改进 R/H系统的响应时间• 减小主 CPU 与备用 CPU 之间冗余连接的负荷：– 避免因过多使用指令增大同步负荷：直接访问、时间访问（例如指令RD_SYS_T、WR_SYS_T、RD_LOC_T）。– 通过提供多个连接、包含大数据包的高通信负荷减少开放式用户通信。•如有可能，请通过多个加载过程将全面计划的程序更改分为较小单元进行分发。分为小单元多次进行加载可整体降低响应时间负荷。70循环和响应时间功能手册,11/2022, A5E03461511-AGS7-1500R/H 冗余系统的循环和响应时间6.4 R/H CPU的响应时间说明R/H 系统进行 AR 切换的响应时间设置的 IO 设备的 PROFINET 更新时间越小，在冗余场景中出现 AR切换后（备用 AR 成为主AR），该 IO 设备的当前输入数据可用的速度越快。结果：一般来讲，设置的 IO 设备的PROFINET 更新时间越小，R/H 系统的响应时间越短。请注意 I/O 系统（例如ET200SP）系统手册中的说明。确定循环和响应时间循环程序结束时，主 CPU 会进入等待状态，直至备用 CPU也确认循环程序结束。主CPU 的循环时间也包括备用 CPU 的时间滞后。循环通过时间滞后得到扩展。优势循环时间包括备用 CPU与主 CPU 之间的时间滞后这一点可带来以下优势：• 通过在 SYNCUP 之后在 STEP 7、HMI或用户程序中监视Zui大循环时间，可在主 CPU 发生故障时确定循环时间。• 调试期间，不需要执行复杂的测试来确定 CPU发生故障的情况下是否仍可遵循所需响应时间。• 调试期间和进行操作时，可估算自动化任务是否可达到过程要求的响应时间。可通过与非冗余CPU 相同的功能确定循环和响应时间：表格 6-5  用于确定循环和响应时间的功能功能 更多信息在 STEP 7中确定Zui小循环时间和Zui大循环时间定义超出Zui大循环时间的情况下用户程序需要作出的响应。通过 STEP 7 和 CPU显示屏读取循环时间统计信息“循环时间 (页 23)”部分使用指令“RT_INFO”读取循环时间和 SYNCUP 系统状态下的进度 •“不同的循环时间 (页 23)”部分• STEP 7 在线帮助RUN-Redundant 系统时间表以下部分介绍了处于RUN-Redundant 系统状态的 S7‑1500R/H 冗余系统 CPU 的典型时间。71S7-1500R/H冗余系统的循环和响应时间6.5 RUN-Redundant 系统时间表循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG过程映像分区的更新时间下表列出了估算过程映像分区的典型更新时间的时间值。估算过程映像分区典型更新时间的数据无中断时的程序执行时间无中断时，用户程序的运行时间固定。运行时间取决于用户程序中执行的操作数量。下表列出了典型的操作持续时间。因高优先级组织块嵌套和/或中断造成时间延长具有较高优先级的组织块在指令结束处中断用户程序的执行时，将产生一定的执行时间。还需要考虑所指定过程映像分区的更新时间以及所包含用户程序的执行时间。下表列出了各种中断和错误事件的典型时间。循环中断的精度高优先级OB或通信活动没有延时循环中断，启动时该循环中断的精度也不会受到系统相关波动的影响。下表列出了循环中断触发时的精度说明适用范围请注意，循环中断的精度数据也适用于其它所有更高优先级的执行级别/OB。硬件中断的中断响应时间CPU的中断响应时间开始于 CPU 中发生硬件中断事件之时，结束于启动已分配的硬件中断OB之时。该时间的变化幅度与系统相关，这种变化幅度表现为Zui短和Zui长的中断响应时间。下表列出了硬件中断的 CPU 典型响应时间。在SIMATIC 中，CPU的固件与用户程序不同。固件是一种电子设备内置软件。即，固件始终与硬件功能相关联。固件通常存储在闪存（如，EPROM、EEPROM 或ROM）中，用户无法进行替换，只能通过特殊方法或功能进行替换。用户程序：请参见术语表条目“用户程序”H-Sync 转发使用H-Sync 转发功能时，支持 MRP 的 PROFINET 设备仅在 PROFINET 环网中转发同步数据（同步帧）。通过H-Sync 转发功能，对 PROFINET 环网进行重新组态时也可转发同步数据。如果PROFINET 环网中断，H-Sync转发功能可避免循环时间增加。S7-1500R：建议为 PROFINET 环网中所有仅具有 2 个端口的 PROFINET 设备使用H-Sync 转发功能。PROFINET 环网中具有 2 个以上端口（例如，交换机）的所有 PROFINET 设备必须支持H-Sync转发。S7-1500H：H-Sync 转发功能与 S7-1500H 冗余系统无关。I/O 模块分布式 I/O的设备，用作控制器和过程间的接口。IO 控制器参见“PROFINET IO 控制器”IO 设备参见“PROFINET IO设备”MRP介质冗余协议 (MRP)可用于组态冗余网络。冗余传输链路（环网拓扑结构）可确保在一条传输链路出现故障时，使用备用通信路径。作为此冗余网络一部分的PROFINET 设备将构成一个MRP 域。PROFINETPROcess FIeld NETwork的缩写，即开放式工业以太网标准，是 PROFIBUS 和工业以太网的发展。这种由 PROFIBUS国际组织推出的跨制造商的通信、自动化和工程组态模型，已定义为一种自动化标准。PROFINET IO在 PROFINET分布式应用或模块化应用中采用的通信机制。循环和响应时间76 功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG词汇表PROFINET IO 控制器用于寻址所连 I/O 设备的设备（如，分布式 I/O 系统）。IO控制器与所指定的 I/O 设备交换输入和输出信号。IO 控制器通常为运行自动化程序的 CPU。PROFINET IO设备分布式现场设备，可分配给一个或多个 IO 控制器（如分布式 I/O 系统、阀端子、变频器和交换机）。TIA博途全集成自动化门户（TIA 博途）基于 TIA博途，可充分发挥全集成自动化所有潜能。该软件可实现所有操作、机器和过程序列的完美优化。保持性发生电源故障或从 STOP 转换为 RUN模式后，数据仍保留不变的存储区。发生电源故障或从STOP 转换为 RUN 模式后，非保持性位存储器、定时器和计数器将复位。备用CPUS7-1500R/H 冗余系统中，某 CPU 的角色。如果 R/H 系统处于 RUN-Redundant 系统状态，则主 CPU负责对过程进行控制。备用 CPU 将同步处理用户程序，并在主 CPU 发生故障时接管过程管理。参数• STEP 7 代码块的变量：•设置模块特性的变量（每个模块一个或多个）。在交付状态下，每个模块配有相应的基本设置，可在 STEP 7组态中进行更改。这些参数可分为静态参数和动态参数。参数，动态通过在用户程序中调用SFC，可在操作过程中对模块的动态参数进行更改。如，模拟量输入模块的限值。参数，静态模块的静态参数无法通过用户程序进行更改，只能在STEP 7 组态中更改。如，数字量模块的输入延时。操作状态操作状态是指在特定时间点某个单 CPU 的操作特性。SIMATIC标准系统的 CPU 具有三种操作状态：STOP、STARTUP 和 RUN。冗余系统 S7-1500R/H 的主 CPU 则具有STOP、STARTUP、RUN、RUN-Syncup 和 RUNRedundant 五种操作状态。备用 CPU 具有STOP、SYNCUP 和 RUN-Redundant 三种操作状态。循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG 77词汇表定时器定时器是 CPU系统存储器中的组件。操作系统将自动更新“定时器单元”中的内容，更新过程与用户程序不同步。通过 STEP 7指令，可精准定义定时器单元的具体功能（如，接通延时时间）并触发该功能的执行。分布式 I/O 系统采用分布式组态系统（带有 I/O模块），可在较远距离外对 CPU 进行控制。过程映像 (I/O)CPU将输入和输出模块中的值传送到该存储区域内。循环程序开始时，CPU 将过程映像输出以信号状态的形式传送到输出模块中。CPU随后将输入模块的信号状态传送到过程映像输入中。CPU 随后执行用户程序。冗余连接在 S7-1500R 系统中，使用支持 MRP 的PROFINET 环网进行冗余连接。该冗余连接使用PROFINET 电缆的部分带宽进行 CPU 同步。即，这一部分带宽无法用于PROFINET IO 通信。与 S7-1500R 不同，PROFINET 环网和冗余连接在 S7-1500H中相对独立。两个冗余连接使用光纤电缆经由同步模块将 CPU 直接连接在一起。H 系统的同步不会影响 PROFINET IO的可用带宽。冗余系统如果系统中的重要自动化组件可用于多个单元（冗余），则该系统将标识为冗余系统。如果冗余组件发生故障，过程控制仍将保持。数据块数据块(DB) 是用户程序中包含用户数据的数据区域。存在以下数据块：• 从所有代码块中可访问的全局数据块。•分配给某个特定函数块调用的背景数据块。系统状态S7-1500R/H 冗余系统的系统状态取决于主 CPU 和备用 CPU的操作状态。术语“系统状态”用于快速标识两个 CPU 同一时间点的操作状态。S7-1500R/H 冗余系统具有STOP、STARTUP、RUN-Solo、SYNCUP 和 RUN-Redundant 系统状态。循环时间循环时间是 CPU执行一次用户程序所需的时间。用户程序在 SIMATIC 中，用户程序与 CPU的固件不同。用户程序中包含控制系统或过程的所有指令、声明和数据。用户程序可分配给一个可编程模块（如，CPU 或FM），并可拆分为较小的单元结构。固件：请参见术语表中的条目“CPU 的固件”78循环和响应时间功能手册, 11/2022,A5E03461511-AG词汇表诊断监视功能包括：• 对错误、故障和报警进行检测、定位与分类。•显示错误、故障和报警并进行评估。监视功能在设备操作过程中自动运行。可大幅缩短调试时间和停机时间，从而显著提升系统的可用性。诊断缓冲区诊断缓冲区是指CPU 中的备份存储器，将诊断事件按照发生顺序进行存储。诊断中断参见“中断，诊断”中断CPU的操作系统中，可将用户程序执行分为不同的控制优先级。这些优先级包括各种中断，如硬件中断。发生中断时，操作系统将自动调用某个已分配的组织块。所需响应在组织块（如，函数块中）进行编程设置。中断，时间时间中断属于SIMATIC S7 的程序执行优先类，根据一个特定的日期和时间生成时间中断。CPU 之后执行相应的组织块。中断，循环CPU在一个设置的时间段内周期性地生成一个循环中断，并执行相应的组织块。中断，延时延时中断属于 SIMATIC S7的程序执行优先类，在用户程序中所启动的定时器到期后生成时间中断。CPU之后执行相应的组织块。中断，硬件过程中发生特定事件时，中断触发模块将触发一个硬件中断。硬件中断将报告给 CPU。CPU之后根据该中断的优先级执行所分配的组织块。中断，诊断具有诊断功能的模块可通过诊断中断，向 CPU 报告检测到的系统错误。主 CPU如果R/H 系统处于 RUN-Redundant 系统状态，则主 CPU 负责对过程进行控制。备用 CPU 将同步处理用户程序，并在主CPU 发生故障时接管过程管理。组织块组织块 (OB) 可用作 CPU操作系统与用户程序间的接口。组织块可确定用户程序的执行顺序。

      本文档描述以下系统的各种存储区：● SIMATIC S7-1500自动化系统● SIMATIC S7-1500R/H 冗余系统● SIMATIC 驱动控制器● 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本文还将介绍：●如何有效使用这些存储区● 如何通过以下方式降低工作存储器的空间使用：– 配方和数据记录日志– 在 SIMATIC存储卡上保存数据块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● 有关计算机使用的基本知识● 熟练掌握 STEP 7前言CPU 存储器的结构和使用4 功能手册,11/2019, A5E03461669-AD约定STEP 7：在本文档中，使用“STEP 7”指代组态与编程软件“STEP 7(TIAPortal)”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适用于SIMATIC S7-1500、SIMATIC 驱动控制器和 ET 200SP 系统的中央模块以及 ET 200pro。冗余系统S7-1500R/H 中的 CPU 并不支持本功能手册中介绍的全部存储器对象。在本手册的相应位置处，具体列出了冗余系统S7-1500R/H 的限制条件。对于不支持的功能列表，请参见《冗余系统 S7-1500R/H 更改的内容本功能手册中增加了关于 SIMATIC DriveController CPU 的内容。SIMATIC DriveController 和SINAMICS Integrated 所支持的存储器结构与 S7-1500 自动化系统中的相似。有关SIMATIC 驱动控制器特殊功能的信息，请参见手册中的相应内容。与 09/2016 版相比，10/2018 版本中新增的内容新增内容客户收益 信息出处更改的内容 本功能手册中增加了关于冗余系统 S7-1500R/H的 CPU 的内容。冗余系统 S7-1500R/H的 CPU 所支持的存储器结构与 S7-1500 自动化系统中的相似。在本手册的相应位置处，具体介绍了冗余系统 S7-1500R/H的相关特性。与 01/2013 版相比，09/2016 版本中新增的内容新增内容 客户收益 信息出处新增内容分析存储器需求和存储器使用情况可通过以下各种方式分析 CPU 的存储器需求和使用情况：• 通过 STEP 7• 通过 CPU的显示屏• 通过 CPU 的 Web 服务器“存储器要求和存储器使用情况 (页 17)”部分下载软件更改时，装载存储器中存储空间要求在SIMATIC 存储卡中加载软件更改时，仅在创建新文件后才会删除错误文件。为此，CPU 要求在SIMATIC存储卡上留有足够的可用空间。可通过各种不同方式创建存储空间；将在下文中详细说明。“用于下载软件更改的存储器要求 (页31)”部分SIMATIC 存储卡的使用寿命通过 SIMATIC 存储卡的使用寿命计算示例，可估算执行自动化任务时所需的SIMATIC 存储卡。“SIMATIC 存储卡的使用寿命 (页 69)”部分前言CPU 存储器的结构和使用6 功能手册,11/2019, A5E03461669-AD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ET 200SP 分布式I/O 系统的 CPU 和CPU 1516pro-2 PN 的内容SIMATIC S7-1500 CPU 中的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 IP67）。回收和处置为了确保旧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，并根据所在国家的相关规定进行回收处理。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。关于可采取的工业信息安全措施的更多信息，请访问。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。要及时了解有关产品更新的信息，请订阅Siemens 工业信息安全 RSS 源，网址为。Siemens 工业在线支持在此处可轻松快速地获取以下主题的Zui新信息：●产品支持提供了产品的所有信息和广泛的专有知识、技术规范、常见问题与解答、证书、下载资料和手册。●应用示例提供了解决自动化任务所使用的工具以及相关示例，还提供了函数块、性能信息以及视频。●服务介绍了行业服务、现场服务、技术支持、备件和培训提供情况的相关信息。● 论坛提供了自动化技术相关的答疑和解决方案。●我的技术支持该部分是您在工业在线支持中的个人工作区，其中提供了消息、支持查询和可组态的文档。网上商城网上商城即为 Siemens AG基于全集成自动化 (TIA) 和全集成能源管理 (TIP) 的自动化与驱动器解决方案领域的目录和订购系统。功能手册文档指南1SIMATIC S7-1500 自动化系统、基于 SIMATIC S7-1500 的 CPU 1516pro-2 PN 和分布式I/O 系统 SIMATIC ET 200MP、ET 200SP 与 ET 200AL 的文档分为 3个部分。这样，用户可以根据具体需求快速访问自己所需的特定信息。基本信息在系统手册和入门指南中，对 SIMATIC S7-1500、ET200MP、ET 200SP 和 ET 200AL系统的组态、安装、接线和调试进行了详细介绍。对于 CPU 1516pro-2PN，可参见相应的操作说明。STEP 7在线帮助则为用户提供有关组态和编程方面的技术支持。设备信息产品手册中包含模块特定信息的简洁描述，如特性、端子图、功能特性、技术数据。