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6ES7460-1BA01-0AB0西门子

6ES7460-1BA01-0AB0西门子

SIMATIC S7-400,连接组件 发送 IM 460-1 用于中央 耦合,带 SV 传输, 不带 K 总线

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6ES7460-1BA01-0AB0西门子

SIMATIC S7-400,连接组件 发送 IM 460-1 用于中央 耦合,带 SV 传输, 不带 K 总线

集成 DP 接口每个具有 

32 个字节一致性数据

的模块

25.6 µs 25.6 µs 14.4 µs 14.4 µs 9.6 µs 9.6 µs 6.4 µs

E

外部 DP 接口每个具有 

32 个字节一致性数据的

模块 (CP 443-5)

122 µs 122 µs 108 µs 108 µs 96 µs 96 µs 90 µs

F

集成 DP 接口的 PN-IO 

区域中的每个字节、字

或双字

- 3.7 µs - 2.6 µs - 2.4 µs - 

F

外部接口的 PN/IO 区域中

的每个字 (CP 443-1) **)

5.1 µs 5.1 µs 4.8 µs 4.8 µs 4.5 µs 4.5 µs 4.4 µs

G

集成 PN-IO 接口每个具有

32 个字节一致性数据的子

模块

- 22 µs - 16 µs - 13 µs - 

G

外部 PN-IO 接口每个具有

32 个字节一致性数据的子

模块 (CP 443-1)

122 µs 122 µs 108 µs 108 µ 96 µs 96 µs 90 µs

* 使用 IM 460-3 和 IM 461-3 且连接长度为 100 m 时测得

** 使用具有 1 个字用户数据的模块测得,例如 DI 16。

S7-400 的周期和响应时间

9.2 循环时间计算

S7-400 自动化系统,CPU 规格

228 设备手册,2015 年 10 月版,A5E00432658-11

说明其结果为:1 * 0.5 µs + 7µs(基本负载)。因此需要 7.5 μs。

示例 2 

下列模块连接到 CPU 414 上的内部 PN-IO 接口:

● 1 * 数字量模块 DI 4(4 位)-> F1 行,1* 字节 3 µs

其结果为:1 * 3 µs + 7µs(基本负载)。因此需要 10 μs。

示例 3 

下列模块连接到 CPU 416 上的内部 DP 接口:

● 1 * 模拟量模块 AI 8(16 位)-> D1 行,4* 双字 0.45 µs

其结果为:4 * 0.45 µs + 5µs(基本负载)。因此需要 6.8 μs。

S7-400 的周期和响应时间

9.2 循环时间计算

S7-400 自动化系统,CPU 规格

设备手册,2015 年 10 月版,A5E00432658-11 229

示例 4 

下列模块连接到 CPU 416 上的内部 PN-IO 接口:

● 1 * 模拟量模块 AI 8(16 位)-> G1 行,1* 16 µs

其结果为:1 * 16 µs + 5µs(基本负载)。因此需要 21 μs。

示例 5 

下列模块通过 CP 443-5(外部 DP 接口)连接到 CPU 412: ● 1 * 数字量模块 DI 16(2 字节)-> D2 行,1* 字 5.1 µs

● 1 * 数字量模块 DO 16(2 字节)-> D2 行,1* 字 5.1 µs

● 3* 模拟量模块 AI 8 HARD(每个模块具有 1 个 HARD 变量,21 个字节的一致性用户

数据)-> E2 行,3*122 µs

其结果为:2 * 5.1 µs + 3 * 122 µs + 9 µs(基本负载)。因此需要 385.2 μs。

示例 6 

下列模块通过 CP 443-1(外部 PN-IO 接口)连接到 CPU 416: ● 3 * 每个 I 设备具有 32 字节的一致性用户数据 -> G2 行,3* 模块 96 µs

其结果为:3 * 96 µs + 5 µs(基本负载)。因此需要 293 μs。

示例 7 

下列模块连接到 CPU 416 上的内部 PN-IO 接口:

● 3 * 每个 I 设备具有 32 字节的一致性用户数据 -> G1 行,3* 模块 16 µs

其结果为:3 * 16 µs + 5 µs(基本负载)。因此需要 53 μs。

S7-400 的周期和响应时间

9.2 循环时间计算

S7-400 自动化系统,CPU 规格

230 设备手册,2015 年 10 月版,A5E00432658-11

扫描周期检查点的操作系统执行时间 

下表列出了在 CPU 的扫描周期检查点的操作系统执行时间。

表格 9-4 扫描周期检查点的操作系统执行时间

过程 CPU 412 CPU 412 

PN 

CPU 414 CPU 414 

PN/DP 

CPU 416 CPU 416 

PN/DP 

CPU 417 

SCC 的扫描周期

控制

213 µs 到

340 µs

Ø 231 µs

108 µs 到

183 µs

Ø 117 µs

160 µs 到

239 µs

Ø 168 µs

64 µs 到

108 µs

Ø 71 µs

104 µs 到

163 µs

Ø 109 µs

45 µs 到

80 µs

48 µs

27 µs 到

54 µs

Ø 28 µs

由嵌套中断引起的周期时间增加 

表格 9-5 由嵌套中断引起的周期时间增加

CPU 硬件 

中断 

诊断 

中断 

日时钟 

中断 

延迟 

中断 

周期性

中断 

编程/ PI/O 

访问错误 

异步错误* 

CPU 412-1/-2 529 µs 524 µs 471 µs 325 µs 383 µs 136 µs/136 µs 205

CPU 414-2/-3 314 µs 308 µs 237 µs 217 µs 210 µs 84 µs/84 µs 164

CPU 416-2/-3 213 µs 232 µs 139 µs 135 µs 141 µs 55 µs/56 µs 107

CPU 417-4 122 µs 124 µs 76 µs 31 µs 30 µs 13 µs/14 µs 57

CPU 412-2 

PN

245 µs 243 µs 231 µs 122 µs 122 µs 59 µs/61 µs 154

CPU 414-3 

PN/DP

148 µs 145 µs 117 µs 70 µs 70 µs 35 µs/35 µs 92

CPU 416-3 

PN/DP

138 µs 136 µs 98 µs 48 µs 48 µs 23 µs/24 µs 63

* 过程映像更新中的 OB 85

必须将中断级别的程序执行时间添加到此增加的时间中。

如果嵌入几个中断,则必须将它们的时间一起加入。

S7-400 的周期和响应时间

9.3 不同循环时间

S7-400 自动化系统,CPU 规格

设备手册,2015 年 10 月版,A5E00432658-11 231

9.3 不同循环时间 

基础知识 

周期时间的长度 (Tcyc) 在每个循环中并不相同。下图显示不同的周期时间 Tcyc1 和 Tcyc2。 Tcyc2比 Tcyc1长,因为循环扫描的 OB1 被日时钟中断 OB(此处为 OB10)中断了。

图 9-2 不同周期时间

块处理时间(例如 OB 1)的波动也可能是导致周期时间波动的因素,波动原因如下:

● 条件命令

● 条件块调用

● 不同的程序路径

● 回路等

最大周期时间 在 STEP 7 中,可修改缺省最大周期时间(循环监视时间)。当该时间到期时,调用 OB 

80。在 OB 80 中,可以指定 CPU 如何响应时间错误。如果未通过 SFC43 重新触发周期

时间,则 OB 80 会在第一次调用时将周期时间加倍。在这种情况下,当第二次调用 OB 

80 时,CPU 将切换为 STOP 模式。

如果 CPU 存储器中没有 OB 80,则 CPU 将切换为 STOP 模式。通讯负载 

概述 

CPU 操作系统连续为通信提供为整个 CPU 处理性能所组态的百分比(分时共享)。通信

不需要的处理性能可供其它进程使用。

在硬件配置期间,可将通信负载设置在 5% 和 50% 之间。默认值为 20%。

应将该百分比视为平均值,换句话说,通信负载在某个时间片内会比 20% 大很多。而另

一方面,下一时间片中的通信负载明显小于该值,或为百分之零。

这一事实还可通过下面的方程式表达:

图 9-4 方程式:通信负载的影响

说明 

实际的和配置的通信负载 

组态的通信负载本身并不影响周期时间。实际发生的通信负载才会影响周期时间。换言

之,如果组态的通信负载为 50% 而在一个周期内发生的通信负载为 10%,则周期时间不会

翻倍,而是仅仅会增加到 1.1 倍。

S7-400 的周期和响应时间

9.4 通讯负载

S7-400 自动化系统,CPU 规格

234 设备手册,2015 年 10 月版,A5E00432658-11

数据一致性 

用户程序被中断以进行通信处理。可在任何指令后执行该中断。这些通信作业可修改程序

数据。这意味着,在进行多次访问时将无法保证数据的一致性。

『一致性数据』一节提供了有关当有多个命令时如何确保一致性的详细信息。

图 9-5 断开时间片

S7-400 的操作系统仅需要可忽略的少量剩余部分时间片来执行内部任务。

示例:20% 的通信负载 

您已在硬件配置期间组态了 20% 的通信负载。

计算的周期为 10 ms。

20% 的通信负载是指为通信和用户程序保留平均长度为 200 μs 和 800 μs 的时间片。所

以,CPU 处理一个循环需要 10 ms / 800 μs = 13 个时间片。这意味着,如果 CPU 充分

利用已组态的通信负载,则实际周期时间为 13 乘以 1 ms 的时间片 = 13 ms。

这就意味着,20%的通信不是将周期线性增加 2 ms 而是增加 3 ms。

示例:50% 的通信负载 

您已在硬件组态中组态了 50%的通信负载。

计算的周期为 10 ms。

这意味着,为循环保留长度为 500 μs 的时间片。因此,CPU 处理一次循环需要 10 ms/

500 μs = 20 个时间片。这就意味着,如果 CPU 充分利用已组态的通信负载,则实际周期

时间为 20 ms。

50%的通信负载是指为通信和用户程序各保留长为 500 μs 的时间片。因此,CPU 处理一


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