测量指令概述

在STEP 7（TIA Portal）中，可以使用"RUNTIME"指令来测量S7-1200/1500 CPU中完整程序、单个块或命令序列的运行时间。使用"RT_INFO"指令，可以读取S7-1500 CPU中特定组织块、通信或用户程序运行时的统计信息。"RUNTIME"指令在"基本指令>程序控制指令>运行时控制"菜单下，"RT_INFO"指令在"扩展指令>诊断"菜单下，如下图1所示。

图1. 测量指令

实验环境和内容

在本应用示例中，通过以下产品进行程序运行时间的测量，实现了使用RUNTIME和RT_INFO分别测量程序的运行时间。

软件：

TIA V16 Professional

硬件：

CPU 1511-1PN V2.8

示例程序

示例1: 用"RUNTIME"R指令测量S7-1200/S7-1500程序的运行时间

使用 "RUNTIME" 指令可以测量整个程序、单个块或命令序列的运行时间。注意如果想测量单个块或命令序列的程序运行时间，为了避免被通信或其他高优先级OB中断或延迟，在允许情况下请将程序代码移动到具有更高优先级的OB中。本示例测量循环中断OB30（优先级改为了24）中一个被调用的程序块的运行时间。

图2. RUNTIME程序

测量结果

可使用TRACE功能创建变量"DB".Result的跟踪轨迹来记录FB1的运行时间，采样选择OB30。测得Test[FB1]程序块的运行时间在 137µs 到 154 µs之间.

图3. TRACE图表

注意： 对于测量程序运行时间，需要禁用程序状态，因为它会使测量结果失真。

上例给出了测量单个程序块的方法，测量整个程序及命令序列也是一样的，只需在想测量程序的起点调用RUNTIME指令，在程序的终点再次调用RUNTIME指令即可。

示例 2: 使用1500的"RT_INFO"指令进行时间测量

使用"RT_INFO"指令可以生成特定组织块、通信或用户程序运行时的统计信息。通过 "MODE"参数，你可以定义在"INFO"中读出哪种类型的运行时间 。

在下面的程序（图4）中，OB1中调用"RT_INFO"指令来输出不同模式的运行时间。

图4. RT_INFO程序

 

如表 1 所示，根据MODE的不同来测量S7-1500系统的几种运行时间。在S7-1500-R/H 系统中还可以使用MODE 50 到 55 测量 SYNCUP 系统状态相关的数据，详情请查看TIA Portal帮助文档。

表1.参数Mode

模式（十进制）

 说明 说明 OB参数值 INFO数据类型 可用CPU版本
1

指定 OB 的运行时间

OB 的运行时间定义为 CPU 处理此 OB 的命令的时间段。因此不包含处理更高优先级 OB 和可能中断 OB 的通信任务所需的时间。因此，如果想要确定从处理 OB 的第一个命令到处理 OB 的最后一个命令（表示包括处理更高优先级 OB 和可能中断 OB 的通信任务）之间所用的完整时间段，请使用指令“RUNTIME”。

OB 编号

LTIME

S7-1500 V1.5
2

指定 OB 的最长运行时间

OB 编号

LTIME

S7-1500 V1.5
3

指定 OB 的最短运行时间

OB 编号

LTIME

S7-1500 V1.5
10

高优先级 OB 所用总运行时间的百分比平均值

输出优先级高于循环程序 OB 的用户程序中使用的所有 OB 的运行时间 (ProgramCycle)。这些通常包括除启动 OB 以外的所有 OB 类型。

CPU 确定了可以使用哪些 OB 及其优先级。这些信息包含在基本编程章节中。

平均时间段为 1 s。

不相关

UINT

S7-1500 V1.5
11

通信所用总运行时间的百分比平均值

将输出通信过程在用户程序总运行时间中的百分比。

平均时间段为 1 s。返回的通信百分比值可大于 CPU 参数“通信产生的循环负载”(Cycle load due to communication) 中指定的值。如果已指定最短循环时间且该时间并非全部由用户程序所需，则会发生该现象。之后，剩余时间可重新用于通信进程。

不相关

UINT

S7-1500 V1.5
20

与 MODE 10 不同的是，其求值基于所执行的上一个程序循环。

如果自调用 RT_INFO 起上一循环的开始时间已超过 2 秒，则不执行计算。指令输出值 65535 (0xFFFF)。

如果自调用 RT_INFO 起上一循环的开始时间已小于 1 ms，则评估已在调用 RT_INFO 前 1 ms 的时间开始。

如果上一循环的持续时间不足 1 ms，则评估的执行周期会超过 1 ms，因此可跨多个循环执行。通过在 CPU 属性中分配最小循环时间，可以防止循环时间低于 1 ms。

MODE 21：返回的通信百分比值可大于 CPU 参数“通信产生的循环负载”(Cycle load due to communication) 中指定的值。如果已指定最短循环时间且该时间并非全部由用户程序所需，则会发生该现象。之后，剩余时间可重新用于通信进程。

不相关

UINT

S7-1500 V1.7
21

与 MODE 11 不同的是，其求值基于所执行的上一个程序循环。

不相关

UINT

S7-1500 V1.7
23

最长循环时间，自上次从 STOP 切换到 RUN 以来的最长循环的持续时间。

这些时间对应于 TIA Portal 的“循环时间”(Cycle time) 对话框中“测量出的循环时间”(Cycle times measured) 值。可通过“在线与诊断 > 诊断 > 循环时间”(Online & Diagnostics > Diagnostics > Cycle time)，打开该对话框。

不相关

LTIME

S7-1500 V1.7
24

最短循环时间，自上次从 STOP 转换到 RUN 以来的最短循环的持续时间。

不相关

LTIME

S7-1500 V1.7
25

当前/上一个循环时间，上一个循环的持续时间。

不相关

LTIME

S7-1500 V1.7
30

循环监视时间，允许的最大 CPU 程序持续时间。如果循环时间超出循环监视时间，CPU 将进入 STOP 模式或调用时间错误 OB。

这些时间对应于 TIA Portal 的“循环时间”(Cycle time) 对话框中“组态的循环时间”(Configured cycle time) 值。可通过“在线与诊断 > 诊断 > 循环时间”(Online & Diagnostics > Diagnostics > Cycle time)，打开该对话框。

不相关

LTIME

S7-1500 V1.5
31

用户程序已组态最小循环时间的输出。如果已在 CPU 属性中指定最小循环时间，操作系统会延时启动新循环，直到达到最小循环时间。

不相关

LTIME

S7-1500 V1.5
32

已组态最大通信负载的输出（以百分比形式）

用于通信的循环负载的百分比在 CPU 属性中的“通信负载”(Communication load) 下指定。

不相关

LTIME

S7-1500 V1.5

测量结果

可使用TRACE功能创建变量"DB".runtimeResult的跟踪轨迹来记录OB30的运行时间，采样选择OB30。
图5展示了变量的记录图表，在这个例子中TestBlock"程序块的运行时间在 144 µs到 167 µs之间。

图5.TRACE图表

注意：CPU 从启动转换为 RUN 时，将再次启动所有测量。OB 的运行时间在第一个 OB 处理完成后才可用。第一次循环完成后，循环时间才可用。

建议
运行时间的长短取决于所用的CPU.如果您需要较短的运行时间，我们建议您使用高性能的CPU。

下表概述了各CPU位和字操作的处理时间

表2.CPU处理时间
CPU 1511-1 PN
1511F-1 PN
1511T-1 PN 		1513-1 PN
1513F-1 PN 		1515-2 PN
1515F-2 PN
1515T-2 PN 		1516-3 PN/DP
1516F-3 PN/DP 		1517-3 PN/DP
1517F-3 PN/DP
1517T-3 PN/DP
1517TF-3 PN/DP		 1518-4 PN/DP
1518F-4 PN/DP
1518-4PN/DP ODK
1518F-4PN/DP ODK
位操作处理时间 0.06 μs 0.04 μs 0.03 μs 0.01 μs 0.002 μs 0.001 μs
字操作处理时间 0.072 μs 0.048 μs 0.036 μs 0.012 μs 0.003 μs 0.002 μs