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循環(huán)時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算實(shí)例

實(shí)例I

完成安裝一個(gè) S7-400，在*機(jī)架中安裝下列模塊：

• 一個(gè) CPU 414-2
• 2個(gè)數(shù)字輸入模塊SM 421；DI 32xDC 24 V (每個(gè)模塊的PI中有4個(gè)字節(jié))
• 2個(gè)數(shù)字輸出模塊SM 422；DO 32xDC 24 V/0.5A (每個(gè)模塊的PI中有4個(gè)字節(jié))

用戶程序

根據(jù)“指令列表”，用戶程序的運(yùn)行時(shí)間為12 ms。

周期時(shí)間計(jì)算

實(shí)例的周期時(shí)間由以下時(shí)間求得：

• 過(guò)程映像傳送時(shí)間

  過(guò)程映像： 7 µs + 16 字節(jié) x 1.8 µs = 約 0.036 ms

• 掃描周期檢查點(diǎn)的操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間： 
  約 0.17 ms

實(shí)例的周期時(shí)間為下列的各個(gè)時(shí)間之和：

周期時(shí)間 = 12.00 ms + 0.036 ms + 0.17 ms = 12.206 ms。

實(shí)際周期時(shí)間的計(jì)算

• 通訊負(fù)載的容許值(缺省值： 20 %): 
  12.21 ms x 100/（100-20）= 15.257 ms。
• 沒(méi)有中斷處理。

因此，舍入后的實(shí)際周期時(shí)間為15.3 ms。

長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算

• 長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間
  15.3 ms * 2 = 30.6 ms。
• 可忽略輸入和輸出的延遲。
• 由于已將全部組件插入到*機(jī)架中，因此不必考慮 DP 周期時(shí)間。
• 沒(méi)有中斷處理。

因此，舍入后的長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間為 31 ms。

實(shí)例II

完成安裝具有以下模塊的 S7-400：

• 一個(gè) CPU 414-2
• 4個(gè)數(shù)字輸入模塊SM 421；DI 32xDC 24 V (每個(gè)模塊的PI中有4個(gè)字節(jié))
• 3個(gè)數(shù)字輸出模塊SM 422；DO 16xDC 24 V/2A (每個(gè)模塊的PI中有2個(gè)字節(jié))
• 2個(gè)模擬輸入模塊SM 431；AI 8x13Bit (不在PI中)
• 2個(gè)模擬輸出模塊SM 432；AO 8x13Bit (不在PI中)

CPU參數(shù)

已為CPU分配了如下參數(shù)：

• 由通訊引起的周期負(fù)載：40 %

用戶程序

根據(jù)“指令列表”，用戶程序的運(yùn)行時(shí)間為10.0 ms。

周期時(shí)間計(jì)算

實(shí)例的理論周期時(shí)間由以下時(shí)間求得：

• 過(guò)程映像傳送時(shí)間

  過(guò)程映像： 7 µs + 22 字節(jié) x 1.5 µs = 約 0.047 ms

• 掃描周期檢查點(diǎn)的操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間： 
  約 0.17 ms

實(shí)例的周期時(shí)間為下列的各個(gè)時(shí)間之和：

周期時(shí)間 = 10.0 ms + 0.047 ms + 0.17 ms = 10.22 ms。

實(shí)際周期時(shí)間的計(jì)算

• 通訊負(fù)載的容許值： 
  10.22 ms x 100/（100-40）= 17.0 ms。

  每100 ms，以0.5 ms的運(yùn)行時(shí)間觸發(fā)日時(shí)鐘中斷。
  在下面的周期中多可觸發(fā)該中斷一次：

  0.5 ms + 0.24 ms（來(lái)自表“ 嵌套中斷引起的周期時(shí)間增加”）= 0.74 ms。

  通訊負(fù)載的容許值：

  0.74 ms x 100/（100-40）= 1.23 ms。

• 17.0 ms + 1.23 ms = 18.23 ms。

因此，考慮了時(shí)間片的實(shí)際循環(huán)時(shí)間為 18.23 ms。

長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算

• 長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間
  18.23 ms * 2 = 36.5 ms。
• 輸入和輸出的延遲
  • - 數(shù)字輸入模塊 SM 421；DI 32xDC 24 V 的每個(gè)通道的輸入延遲大不超過(guò) 4.8 ms
  • - 數(shù)字輸出模塊SM 422；DO 16xDC 24 V/2A有一個(gè)可忽略的輸出延遲。
  • - 已為模擬輸入模塊SM 431；AI 8x13Bit分配了用于實(shí)現(xiàn)50 Hz干擾頻率抑制的參數(shù)。 從而會(huì)使每個(gè)通道具有25 ms的轉(zhuǎn)換時(shí)間。 由于存在8個(gè)激活通道，因此模擬輸入模塊的周期時(shí)間為200 ms。
  • - 為模擬輸出模塊 SM 432；AO 8x13 位設(shè)定 0 到 10V 的測(cè)量范圍。這使得每個(gè)通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 0.3 ms。 由于存在8個(gè)激活通道，因此產(chǎn)生的周期時(shí)間為2.4 ms。 仍須加上阻性負(fù)載的穩(wěn)定時(shí)間0.1 ms。 結(jié)果是模擬輸出的響應(yīng)時(shí)間為 2.5 ms。
• 由于已將全部組件插入到*機(jī)架中，因此不必考慮 DP 周期時(shí)間。
• 第1種情況： 讀入數(shù)字信號(hào)時(shí)，設(shè)置了一個(gè)數(shù)字輸出模塊的輸出通道。這樣致使響應(yīng)時(shí)間為：

  響應(yīng)時(shí)間 = 36.5 ms + 4.8 ms = 41.3 ms。

• 第2種情況： 讀入了一個(gè)模擬值且輸出了一個(gè)模擬值。這樣致使響應(yīng)時(shí)間為：

  響應(yīng)時(shí)間 = 36.5 ms + 200 ms + 2.5 ms = 239.0 ms。

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