Da die Branchen zunehmend auf programmierbare Logikkontroller (PLCs) für komplexe Automatisierungs- und Steuerungssysteme angewiesen sind, wird die Verwaltung von Datenabfragen über Ethernet zu einem entscheidenden Faktor für die Gewährleistung der Effizienz. Datenabfragen für die Überwachung von Echtzeitsystemen können jedoch die Leistung einer SPS erheblich beeinflussen, insbesondere die Zykluszeit. Das Verständnis dieser Beziehung und der Optimierung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung reibungsloser Vorgänge und die Vermeidung von Systemabfällen.
Datenabfragen und ihre Auswirkungen auf die SPS -Zykluszeit
Laut dem Automatisierungsexperten Novakowski wird die Auswirkung von Datenabfragen auf die SPS -Leistung in erster Linie auf die Menge der generierten Daten, die Häufigkeit der Daten und die zur Übertragung verwendete Netzwerkinfrastruktur angetrieben. Um die Auswirkungen vollständig zu bewerten, ist es wichtig, die Kritikalität der Daten, die beabsichtigte Verwendung und die Art und Weise zu berücksichtigen, wie bestimmte Industrieanforderungen den Prozess oder die Entscheidungsfindung beeinflussen können.
Auf technischer Ebene erklärt Novakowski, dass mehrere Faktoren die Auswirkung von Datenabfragen auf die Zykluszeit bestimmen: Wahlhäufigkeit, Paketgröße, Protokollmethoden und verfügbare Netzwerkbandbreite. Jedes von diesen spielt eine Rolle bei der Übertragung von Daten an und von der SPS.
Umfragehäufigkeit: CPU -Last und Zykluszeit
Die Häufigkeit, bei der Daten befragt werden, wirkt sich direkt auf die Verarbeitungszeit der SPS aus. Wie Novakowski feststellt, sind die Daten umso größer, je größer die Last der CPU der SPS, was die Zykluszeit erhöhen kann. Dieser Trend ist deutlicher geworden, wenn SPS und ihre Programmierung sich weiter zu aufgabenbasierter Kontrolle entwickeln. Während sich frühere Modelle möglicherweise stark auf kontinuierliche Aufgaben mit einem starken Fokus auf die Zykluszeit verlassen haben, konzentrieren sich neuere Systeme stärker auf periodische Aufgaben, die die Art und Weise anpassen, wie die Zykluszeit wahrgenommen wird.
Trotz dieser Fortschritte können ältere SPS -Systeme immer noch Anomalien erfahren, wenn der Prozessor mit übermäßigen Umfragen überlastet ist. Dies kann zu Problemen wie fallengelassenen Daten, beschädigten Informationen oder sogar übersprungener Logikausführung führen. Um diese Probleme zu mildern, empfiehlt Novakowski, dass kritische Daten priorisiert werden sollten, und nicht wesentliche Datenabfrageintervalle sollten angepasst werden, um die unnötige Belastung der SPS zu verringern.
Netzwerkbandbreite und Paketgröße
Bei der Erörterung der Auswirkungen von Datenabfragen auf die Netzwerkleistung unterstreicht Novakowski die Bedeutung der Optimierung der Paketgröße und der Netzwerkbandbreite. Eine effektive Strategie besteht darin, Daten in strukturierte Gruppen zu konsolidieren, anstatt kleine, fragmentierte Datenpakete über mehrere Wege hinweg zu senden. Auf diese Weise kann die SPS ein einzelnes, umfassendes Datenpaket übertragen, wodurch die Netzwerküberlastung verringert und der Kommunikationsprozess optimiert wird.
Die physische Netzwerkarchitektur, einschließlich der Verwendung von Netzwerkschaltern und der Einschränkungen der verfügbaren Ports, ist ebenfalls eine kritische Überlegung. Wenn beispielsweise ein virtueller LAN (VLAN) zum Isolieren von Datenströmen verwendet wird, wird das Verständnis der Bandbreite und der Portgrenzen des Schalters für den effizienten Datenfluss von entscheidender Bedeutung.
Priorisierung des Nachrichtenverkehrs für optimale Leistung
Angesichts der Fortschritte bei Prozessorfähigkeiten verlagern sich viele Branchen von kontinuierlichen Prozessen zugunsten einer regelmäßigen, aufgabenbasierten Programmierung. Novakowski empfiehlt den Herstellern, kritische Daten zu priorisieren, indem die Aktualisierungsfrequenz verschiedener Eingangs-/Ausgabespunkte (E/A) angepasst wird. Die wichtigste Daten, wie die E/A-Signale, die von der SPS-Logik verwendet werden, sollten die höchste Priorität und die schnellsten Umfrageintervalle erhalten, um die Echtzeitverarbeitung sicherzustellen.
Als nächstes sollte die Priorisierung eine PID-Schleife (proportional-integral-derivativer) oder andere Prozesse sein, die häufigere Aktualisierungen erfordern. Dieser strukturierte Priorisierungsansatz trägt dazu bei, dass die SPS immer mit den aktuellsten Daten arbeitet.
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Strategien zur Optimierung der SPS -Zykluszeit
Um die Auswirkungen von Datenabfragen auf die Zykluszeit zu minimieren, empfiehlt Novakowski mehrere Schlüsselstrategien:
- Datenabfragen organisieren: Gruppen -E/A -Daten in Stapel, um die SPS mit zu vielen gleichzeitigen Anfragen zu vermeiden.
- Programmlogik für die Aufgabensequenzierung: Struktur des SPS -Programms, um Aufgaben nacheinander zu verarbeiten, um sicherzustellen, dass eine Kommunikationsaufgabe vor Beginn des nächsten Beginns abgeschlossen ist. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit von Netzwerküberlastungen und Prozessorüberlastung.
- Netzwerkverkehr optimieren: Reduzieren Sie den Netzwerkverkehrsspikes, indem Sie Kommunikationsintervalle anpassen. Beispielsweise ist die Verwendung von Primzahlen für Update Times ein alter SCADA -Trick, der dazu beitragen kann, die Kommunikation zu verbreiten und zu verhindern, dass sie auf einmal auf die SPS treffen.
- Überprüfung und Anpassung der Netzwerkarchitektur: Bewerten Sie regelmäßig Ihr Netzwerk -Setup, um sicherzustellen, dass genügend Bandbreite vorhanden ist, um das Datenvolumen übertragen zu können, ohne Verzögerungen oder Paketverluste zu verursachen.
Durch die Implementierung dieser Strategien können Hersteller die Notwendigkeit von Echtzeit-Datenabfragen mit den Einschränkungen der Netzwerk- und Verarbeitungsressourcen effektiv ausgleichen. Diese proaktiven Maßnahmen können PLC -Leistungsprobleme verhindern, die Systemeffizienz verbessern und sicherstellen, dass kritische Vorgänge weiterhin reibungslos verlaufen.
Abschluss
Datenabfragen über Ethernet sind ein wesentliches Element moderner industrieller Steuerungssysteme, kann jedoch die SPS -Zykluszeit erheblich beeinflussen, wenn sie nicht sorgfältig verwaltet werden. Durch das Verständnis der Schlüsselfaktoren, die die Umfragen beeinflussen, wie Häufigkeit, Paketgröße und Netzwerkarchitektur, und Optimierungsstrategien wie die Priorisierung kritischer Daten und die Reduzierung von Verkehrsspitzen können die SPS -Leistung verbessern und einen glatteren und zuverlässigeren Betrieb gewährleisten. Mit diesen Erkenntnissen können Branchenfachleute die Herausforderungen von Datenabfragen in SPS -Systemen besser steuern und die Gesamteffizienz ihrer Automatisierungsprozesse verbessern.
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