Beitragstyp: FAQ, Beitrags-ID: 23818213, Beitragsdatum: 04.05.2011
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Wie erhöhe ich die Performance der HMI-Geräte?

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Beschreibung
Die Performance der Steuerungen ist mit der fortlaufenden Innovation innerhalb der letzten 3 Jahre um das 5- bis 10-fache gestiegen. Dadurch wurden die Zykluszeiten der Steuerungen immer kürzer. Die Zykluszeiten der S7-300-Steuerungen liegen dadurch immer häufiger in einem Bereich zwischen 9 und 16 ms.
Die Zeit, die der CPU dann zur Kommunikation mit den HMI-Geräten bleibt, wird dabei immer kürzer, weil nur ein prozentualer Anteil der gesamten Zykluszeit für die Kommunikation zur Verfügung steht. Der von der CPU verwendete prozentuale Zeitanteil für die Kommunikation nimmt bei einer Zykluszeit von 15 ms ein Minimum ein, das bei ca. 3,5% der Zykluszeit liegt.

Die Funktion FC630 dient zur Verbesserung der Performance von B&B-Diensten. Eine SFC wird in der FC630 aufgerufen, die je nach Wert des Parameters TSx die Zeitzuteilung für B&B-Dienste erhöht:

  • TSx = 0: Stellt den Ausgangszustand wieder her,
  • TSx = 1: Standardeinstellung,
  • TSx = 8: Erhöht die Zykluszeit der CPU um etwa 50%.

Durch den Wert von TSx wird die Zykluszeit der CPU um 6,25% je Einheit verlängert.

Auswertung des RET_VAL:

  • 0000: Kein Fehler, Zeitfaktor ist gültig und wurde übernommen.
  • 800x: Es ist ein Fehler aufgetreten und der Baustein muss noch mal gestartet werden.

Der gültige Faktor wirkt ohne weitere Änderung bis Netz-Aus.

Die "Bedienen und Beobachten"-Task
Das Programm der CPU wird in verschiedenen Tasks ("Teilprogramme") ausgeführt. Innerhalb der "Bedienen und Beobachten"-Task wird die Kommunikation der CPU mit den HMI-Geräten vom Betriebssystem gesteuert (Daten sammeln, Daten aufbereiten, Daten übertragen und Daten abholen). Dem "Bedienen und Beobachten"-Task steht ein bestimmter Zeitanteil der Zykluszeit zur Verfügung. Ist diese Zeit abgelaufen, dann wird der "Bedienen und Beobachten"-Task unterbrochen und die CPU fährt mit ihrer zyklischen Programmbearbeitung fort. Der "Bedienen und Beobachten"-Task kann auch von höherprioren Tasks unterbrochen werden. Zu höherprioren Tasks zählen z. B. Uhrzeitalarme und Verzögerungsalarme.

Hinweis
In den S7-400 CPUs ist eine Anwendung der FC630 nicht möglich, da die benötigte Firmware-Unterstützung nicht gegeben ist. Eine Verkürzung der HMI-Reaktionszeit ist außerdem nicht mehr möglich, da die "Bedienen und Beobachten"-Task bereits die zweithöchste Priorität in den S7-400 CPUs hat.

Der Unterschied zwischen FC630 und der Einstellung in den CPU-Eigenschaften (Zyklusbelastung durch Kommunikation)
In den Eigenschaften der CPU gibt es den Parameter "Zyklusbelastung durch Kommunikation". Dieser Parameter hat lediglich Auswirkungen auf den Telegramm-Verkehr der CPU. Die FC630 wirkt schon früher beim Datensammeln und beim Aufbereiten der Daten, deshalb kann sich die Zykluszeit der S7-300 CPU bei unsachgemäßer Handhabung der FC630 auch sehr verlängern.

Für welche Bus-Protokolle kann die FC630 verwendet werden?
Die FC630 kann bei Kommunikation über

  • MPI,
  • PROFIBUS und
  • PROFINET

verwendet werden.

Vor der Anwendung der FC630
Da durch unsachgemäßen Einsatz der FC630 Fehlfunktionen entstehen können, insbesondere die CPU-Zykluszeit erheblich ansteigen kann, sollten Sie vor der Anwendung der FC630 folgende Sachverhalte prüfen.

  • Wie hoch sind die Zykluszeiten bei Ihrer CPU? Besonders sinnvoll ist der Einsatz bei Zykluszeiten zwischen 9 und 16 ms, da der prozentuale Zeitanteil für die Kommunikation bei einer Zykluszeit von 15 ms ein Minimum einnimmt, das bei ca. 3,5% der Zykluszeit liegt. Der prozentuale Zeitanteil für die Kommunikation hat bei ca. 32 ms nochmals ein Minimum von ca. 4,8 % der Zykluszeit. Deshalb kann es auch bei Zykluszeiten zwischen 25 und 32 ms sinnvoll sein, die FC630 einzusetzen. Ein Einsatz der FC630 bei Zykluszeiten größer als 50 ms ist im Allgemeinen nicht sinnvoll. Ob der Einsatz der FC630 sinnvoll ist, hängt jedoch immer von Ihrer Anlage ab (Anzahl der HMI-Geräte, Anzahl der Variablen die gepollt werden, ...).

Hinweis
Die längste, die kürzeste und die aktuell letzte Zykluszeit seit dem Übergang von STOP nach RUN können Sie über STEP 7 unter "Zielsystem > Diagnose/Einstellung > Baugruppenzustand > Zykluszeit" aus Ihrer Baugruppe auslesen.
Über die Lokaldaten des OB1 können Sie auch die Laufzeit des vorherigen Zyklus, die minimale Zykluszeit seit dem letzten Anlauf und die maximale Zykluszeit seit dem letzten Anlauf auslesen.

  • Gibt es in der Anlage zeitkritische Teil-Prozesse, die eine Zykluszeiterhöhung nicht erlauben? Falls dies zutrifft könnten Sie noch überprüfen, ob Sie die zeitkritischen Teil-Prozesse nicht über einen Weckalarm steuern könnten. Es ist dabei zu beachten, dass Weckalarme den "Bedienen und Beobachten"-Task bei Anforderung unterbrechen und damit die HMI-Performance beeinflussen.

Die Funktion FC630 kann bei S7-300 CPUs und bei C7-Geräten eingesetzt werden. Ob die FC630 eingesetzt werden kann, hängt vom CPU-Typ und von der Firmware-Version ab. Die beschriebene Funktion gilt für die CPU-31x-Baugruppen ab den Firmwareversionen V2.3.2, V2.1.6 und V2.0.10.

Die FC630 kann auch für die Baugruppen CPU319-3 PN/DP ab der Firmware V3.2 eingesetzt werden. Allerdings enthält die Firmware V3.2 einen verbesserten B&B-Turbo, der jedoch nur für die azyklischen B&B-Dienste wirkt.

  • Die zyklischen B&B-Dienste werden dadurch nicht beschleunigt und brauchen zur Verbesserung der Performance weiterhin die FC630.
  • Die neue Funktionalität "priorisierte B&B-Kommunikation" wurde ab der Firmware V3.2 in allen Geräten eingeführt, ist aber nur ab den Baugruppen CPU315F-2 PN/DP projektierbar.
  • Für die Baugruppen CPU312 bis 315-2DP gibt es den B&B-Turbo nur verdeckt und ist mit der neuen Funktion FC2551 projektierbar.

Weitere Informationen zu "priorisierte BuB-Kommunikation" finden Sie unter der Beitrags-ID: 49749632.

Der beigefügte Download enthält das archivierte STEP 7 Beispiel-Projekt mit der oben beschriebenen FC630. Die Anwendung der  FC630 wird im folgenden Dokument genauer beschrieben.

Description_Performance_FC630 ( 102 KB )

Performance_FC630.zip ( 30 KB )

Suchbegriffe
WinCC, Protool, Panel, HMI, bedienen, beobachten, Performance