编辑: jingluoshutong 2018-11-08

控制网吞吐率*0.4 <

控制网波特率*0.4B2/T2 <

系统网吞吐率*0.4<

控制网波特率*0.4 主控制器速度:控制周期 什么是控制周期?单一控制周期与复合控制周期控制周期根据工艺要求确定,当控制周期在200mS以下时,数字控制系统的采样延迟导致对控制品质的影响可忽略不计,即数字系统几乎可以等价于模拟系统.对于大多数工艺过程,500mS或1S的控制周期就完全满足要求.最短控制周期由主芯片速度、程序量和通讯量以及应用程序效率决定. 主控制器负荷率(Load Rate) 负荷率定义 控制周期 控制周期―空闲时间 负荷率= x 100% 实时性(Real-time):基本定义 实时性的概念不准确的理解:实时就是 快 .正确的理解:在预先设定的时间内完成规定的任务能力.如果在一定条件下能确保在预先设定的时间内完成规定的任务,系统就可称为确定性系统,这是确定性实时(Deterministic).与确定性系统相对(不能确保)的是非确定性( Non-deterministic)系统. 实时性(Real-time):相关定义 硬实时(Hard real-time):确定性(Deterministic)实时的同义词.软实时(Soft real-time):非确定性实时的同义词. 确定性实时和非确定性实时的对比 tA 确定性实时 非确定实时 延迟 deadline 概率 tmin tmax tdl tA deadline tmin tmax tdl 无边界 ! 在正常运行条件及可恢复故障条件下,任务延迟超过最后期限(deadline)的概率为零. 有边界 ! 概率 延迟 在正常运行条件及可恢复故障条件下,任务延迟超过最后期限(deadline)的概率很小,但不为零. 实时性:典型任务的响应时间要求

200 ms: 操作人员的手感(接近硬接线般的感觉)

10 ms: 流程工业中的事件分辨率(但目前很多招标书都要求2ms)

1 s: 操作员站画面上的数据刷新速度

3 s: 操作员站画面翻页速度

1 ?s: 控制器执行一个加法运算的典型时间

10 ?s: 控制器执行一个PID运算的典型时间

30 ?s: 通讯信号传输9km的时间延迟(信号速度30万公里/秒)

100 ?s: 多任务实时系统任务切换时间

200 ?s: 从实时数据库(内存)中访问获取一个数据对象的时间

1 ms: 在两个任务之间通过邮箱发送消息的时间

2 ms: 在局域网中发送一个报文的时间

50 ms: 控制器中通讯任务的执行时间 什么情况下需要确定性实时? 滚筒式印刷机:在手工清洗过程中,操作人员右手持毛巾清洗转动的滚筒,左手按下 转动 按钮,当毛巾被卡住时,左手立即送开 转动 按钮,滚筒必须在0.5s内停止转动,否则…… 紧急停止 实时性的例子:滚筒印刷机信号延迟 控制台处理(周期40ms) 紧急按钮 IBS (2 ms,

500 kbps) IBS-M BA DIO MCU LBA Display IO总线 IBS-S IO loop BA AIO MCU LBA IO IO IO IO IO IO IO 主控制器(控制周期30ms) 马达控制(周期40ms) 系统总线(1.5 Mbps,

32 ms) 控制台总线(1.5 Mbps,

32 ms) 马达控制 安全控制器 SERCOS总线(4 ms) 从紧急按钮到马达的总延迟:

2 +

30 +

32 +

40 +

32 +

40 +

4 =

180 ms ! IBS (2 ms,

500 kbps) 冗余IO 实时性:信号延迟的后果 很........

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