再过一段时间,TIA博途V18将要发布了,网上看到了一些功能预告,其中就有各位网友关注的S7-1500新版本CPU的性能升级,下面让我们看看发生了什么变化。
1)TIA博途V18将支持V3.0的 S7-1500 CPU,与V2.9版本的CPU相比,工作存储器大大的增加了。工作存储器包含代码存储器和数据存储器,一个是用于存储程序代码的,例如OB 、FC、FB中的程序;一个是用于数据块的,两者是分开的。新版本CPU代码存储器整体提高了100%,如图1所示。
图1
不同类型CPU的数据存储器都有所提高,最高的也达到了100%,如图2所示。
图2
注:
1514SP是新型号CPU。
工作存储器变大了,可以装载更多的程序,同时也要考虑到控制的执行性能,所以整体的性能也相应提高了,如图3所示。
图3
为什么硬件的整体性能会提高呢?下面我的看法:
1. 这就跟PC一样,随着技术的突破,硬盘、显卡和CPU也是不停地升级。PLC作为工控产品,为了稳定和可靠性,虽然时间会相对滞后,但是也会逐渐迈开硬件产品更新和升级的步伐。
2. 随着工业数字化不断地拓展以及IT-OT融合的需求,对于不同数据的需求也越来越迫切,而PLC又是数据的集散地,同时也是数据最原始的整合中心,对PLC的通信功能、CPU的容量以及处理性能的要求也会越来越高,所以硬件整体性能的提升势在必行,同时也需要先行一步。
3. 标准化的程序块也会占用更大的程序空间,例如一个电机的控制块,可以有不同的模式,控制不同类型的电机;还可以加入不同的功能,例如离线的仿真;可能会需要更多的属性参数以及对象独立的报警信息等。早先我们也在讨论,是编写不同的程序块控制不同类型的设备,还是编写一个大的程序块,通过模式、类型等参数控制所有的设备?如果编写不同的程序块,程序容量小,可能会选择性能低一些的CPU,价格就会相对便宜,但是程序块以及后续的版本替代就不易管理。编写在一个程序块中,管理方便则容量变大,基于这些原因,使用者也会难于抉择。如果在价格不变的情况下又便于程序的管理,天平就会偏向后者了。
2)后续还会更新CPU 1515以及1516第二个PN接口(X2),具备IRT功能。目前CPU的X2接口可以连接PN设备,但是功能受限,例如更新时间、不支持MRP和IRT设备,原因就是没有使用IRT芯片,为了保证PN通信的实时性,使用了一些特殊手段,例如增加通信的优先级等,带来的负面影响就是加重了CPU的负荷。
3)CPU 1511-1516 使用温度从 -25°C - +60°C提高到-30°C - +60°C。难道是要将这些CPU做为RTU(Remote Terminal Unit,远程终端单元)使用? S7-1200就是作为RTU设计的,如果是这样,说明RTU功能也在增强或者一些应用需要中等控制功能的RTU。
4)CPU由一核变两核,将通信功能独立,如图4所示。
图4
第一个核用于程序的运行和诊断,第二个核专用于通信。每一个通信接口都带有独立的处理器,为什么CPU要分双核?网卡的通信处理器用于连接的建立、数据的发送和接收。而数据的采集和与网卡通信处理器之间的数据交换则要占用CPU的资源,在赵工写的TS与CCP就提到了这点,如图5所示。
图5
各位网友可能知道,S7-1500的OUC 、S7通信都是通过TS完成的,这样可以保证大数据量的传输和及时性,通过调整CPU的通信负荷参数可以控制TS中的通信占比。我的观点是:CPU处理器的变化还是适应了数字化的进程,PLC作为数据的采集和处理中心,在后续的应用中可能会绕过SCADA直接与MES、ERP以及各种数据分析软件通信,这样大数据量、脉冲式的通信会造成程序运行的稳定性,从而影响到控制的精度。原因是通信的优先级比较高,不但可以中断OB1的运行,还会中断循环中断的运行,在循环中断中运行的PID控制就会不稳定,虽然可以调整循环中断的优先级,但是OB1是无法改变的。另外还有一点就是1500T CPU,使用TO控制时,由于位置环是在CPU上,不停地将计算结果发送给驱动设备并接收位置反馈等信号,如果设置的更新时间比较短,在线监控时可能会导致CPU的超时停机,这个也是通信造成的,不知道换了新CPU后效果会不会有显著的提高。
资料提及的CPU最高就到CPU1516,并没有CPU1517和1518的信息,可能是原来CPU1517/18就与其它CPU拉开的距离就比较大,现场看到几个应用,程序执行时间都是几个毫秒。CPU1517/18通信功能还非常强大,大数据量通信对控制设备的响应影响也比较小,不知道是否后期还会有所升级。硬件升级后功能也会有相应的增加,等软件发布后再进行测试并在1847平台的大咖专栏中进行分享。