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应用探讨——HMI中的数据真的是按照你设定的采样周期在更新吗？

作者 主题
谦
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西门子官方工程师

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主题：应用探讨——HMI中的数据真的是按照你设定的采样周期在更新吗？


只看楼主 只看精华 楼主 2013-11-12 16:44:25
标签：
PLC与HMI通信是大家经常会用到的，我们会根据实际需求来为每个变量设置变量采样周期，比如1S或者100ms，那么是不是只要设置好变量采样周期，HMI上的数据就会按照我们设置的采样周期来刷新呢？PLC的程序执行时间会影响与HMI的数据更新吗？如果HMI的数据更新达不到我设定的数据刷新时间要求，有没有改善或者解决的办法？

本期就以上话题展开讨论，希望大家踊跃参与！

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至圣

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回复：应用探讨——HMI中的数据真的是按照你设定的采样周期在更新吗？


只看楼主 只看精华 1楼 2013-11-13 12:00:10
"如果HMI的数据更新达不到我设定的数据刷新时间要求"，设定的刷新时间最快是100ms，如果需要1ms刷新一次只能用“缓冲”。
具体地说就是用一组连续的变量分时显示这一个变量，用“多”来代替“快”。
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至圣

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只看楼主 只看精华 2楼 2013-11-13 12:05:18
一个变量的采样周期还需要配合采集模式，比如采集模式默认是“循环使用”，则变量更新只针对使用中的当前画面变量，那么对一些数据记录则需要“循环连续”
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至圣

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只看楼主 只看精华 3楼 2013-11-13 14:42:15
这书我有 我是来学习的
同一个问题ID下，已经先回答此问题的人，如再参考我答案而修改自己答案的，就是王八蛋！
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至圣

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只看楼主 只看精华 4楼 2013-11-13 15:14:50
我要这书。虽然已经有了，还是可以拿来送人，所以踊跃发言。
讲讲自己遇到的两个问题，可能都与这个采样周期有关，但我解释不了：
1，公司组织篮球赛，用备用的PLC和HMI做个时间和计分显示放在裁判席，操作的MM总是抱怨输入比分时，显示更新比较慢。查看了一下比分变量的采样周期，就是默认的1s，这样，写进读出就2s了，还不算PLC的处理时间，把周期改为100ms就快了。
2，西门子HMI里没有自复位按钮，一般书籍都是说组态自复位按钮，要在事件中组态“按下”来setbit，再组态个“释放”来resetbit；这种方法在一般PLC和HMI中没发现有问题，但在一个基于PC的HIM站中，组态一个自复位按钮，容易出问题，就是怎么按都没反应。无奈，只好在事件中组态一个“按下”来setbit，然后在PLC中自复位。
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侠圣

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只看楼主 只看精华 5楼 2013-11-13 17:41:31
在触摸屏的变量属性里面，有循环连续 和 循环使用。
循环使用 只有当画面切换到含有该变量的页面时才进行数据采集。
循环连续，不论当前画面如何，该变量一直在采集更新。
在一些对数据采集要求高的画面里，尽量减少循环连续的使用，也是增强触摸屏采集性能的一种方法。
哪有狂澜不能力挽
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版主

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只看楼主 只看精华 6楼 2013-11-13 17:48:02
呵呵，这是我一直感到困惑和怀疑的问题，苦于没有任何可参考的信息，厂家也不会公开这里面的细节。

组态软件中，我定义的一个变量数新周期为1秒，与定义了1000个变量刷新周期为1秒，系统的负荷肯定是不一样的，但是编译时系统不会告诉你这时的通讯负荷具体是多少，系统到底能不能达到组态的要求，没准系统自动的把所有的变量的刷新周期都改为2s了也不得而知（这就是所谓的系统优化功能），我们其实大多数时候都不注意这些的，只有在很偶然的情况下，才发现似乎有些问题，但又找不到根据，而且能够改变的手段也很少。

当然，以上说的还仅仅是HMI自身的一方面，通讯的另一方面PLC以及通讯链路的好坏，都会对实际的数据的刷新率带来比较大的影响，

所以，现在但凡是看看的数据，我们就用现成的HMI做，但遇到要分析的数据，我们就自己开发软件了，这样数据的刷新率是可以确保的。
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版主

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只看楼主 只看精华 7楼 2013-11-13 17:54:37
quote:以下是引用看雪001在2013-11-13 15:14:50的发言：
我要这书。虽然已经有了，还是可以拿来送人，所以踊跃发言。
讲讲自己遇到的两个问题，可能都与这个采样周期有关，但我解释不了：
1，公司组织篮球赛，用备用的PLC和HMI做个时间和计分显示放在裁判席，操作的MM总是抱怨输入比分时，显示更新比较慢。查看了一下比分变量的采样周期，就是默认的1s，这样，写进读出就2s了，还不算PLC的处理时间，把周期改为100ms就快了。
2，西门子HMI里没有自复位按钮，一般书籍都是说组态自复位按钮，要在事件中组态“按下”来setbit，再组态个“释放”来resetbit；这种方法在一般PLC和HMI中没发现有问题，但在一个基于PC的HIM站中，组态一个自复位按钮，容易出问题，就是怎么按都没反应。无奈，只好在事件中组态一个“按下”来setbit，然后在PLC中自复位。

基于PC的系统我用过不少，也是在按钮的事件中组态“按下”来setbit，再组态个“释放”来resetbit，我也认为楼主说的第二种情况发生会发生，但直至现在我也没有见过。所以是不是还有其他的因素？
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只看楼主 只看精华 8楼 2013-11-13 18:13:21
至于这个问题，我的想法是HMI数据会按照我们设定的采样周期在更新，因为程序是运行是死的（当然一些极低概率出现BUG错误就不说了），所以我们设定了一个周期程序不会自动改变这个周期，在这里就出现了一个问题，我们监视HMI画面也有会发现采样周期偏长的，这个我想就要考虑到这个程序自身的运行时间了，与负载有关，与设备处理能力有关，比如电脑速度自身运算速度不快使画面卡顿，但这些因素不应该算到采样周期身上，因此在不考虑外围因素的情况下HMI中数据是按我们设定的采样周期来更新。
最好的学习方法就是不停地亲身实践！
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侠士

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只看楼主 只看精华 9楼 2013-11-14 09:43:52
我想对于HMI这样一侧来说，应该是按照设定的时间来更新变量，但是pLC发送过来的数据应该是放在HMI这边的一个缓冲区内，HMI画面所刷新的数据应该也指示在自己的缓冲区内读取，它并不知道里面的数据是PLC何时发送过来的数据、PLC有无对数据跟新。
这样理解的话，我们就要考虑三个时间：
1、PLC程序自己运行所需的扫描周期
2、通信传递数据所花的时间
3、HMI上设定的刷新周期
我觉得应该是1+2<=3的这种情况的，HMI每次刷新的数据就应该是PLC更新的时时数据，如果1+2>3的话，HMI进行变量刷新的时候，读到的数据还是上一次的，比如说有可能HMI更新第2次的时候，才是PLC数据的第一次更新（当然是相对来说的第一次和第二次哈）。
解决办法，我觉的也是一样从上面三点出发：降低1和2占用的时间，或者适当调整3为比较大但是又不影响目标效果的值。
小弟才疏学浅，说错了大家莫笑，我只是希望能多多学习……
努力工作学习，充实自己，为家人创造美好生活！
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奇侠

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只看楼主 只看精华 10楼 2013-11-14 16:57:27
V3.2版的S7-300CPU属性的“Cycle/Clock Memory ”下有一个选项“Prioritized OCM communication"，看帮助说能提高和HMI的通信速度。
Let's build the automation future!
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至圣

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只看楼主 只看精华 11楼 2013-11-14 17:12:51
说到周期，首先也是多年来迷糊的地方。
在WINCC的通道属性中，有个周期管理的选项：




而也有帮助提示：




可以看到整个翻译都是乱的，整个就是不知所云。
说明恐怕德国人自己都没搞明白这几个选项具体啥意思。

有高人先给说明白了先。
前几年四书五经在的时候曾经说过一会，但还是没懂。

我曾经接到电话有人问我怎么搞，是勾上还是不勾。我给的答复是你都试试，哪样能通讯用哪样。
微信公众号：PLC标准化编程，ZHO6371995
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至圣

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只看楼主 只看精华 13楼 2013-11-14 19:45:18
西门子PLC里有OB35等周期中断，HMI里的数据采样周期在原理上应该一样也是利用中断来查询，但HMI要访问的数据是在PLC的存储区，这就象PLC程序中的块，块的外部如何赋值给块的内部？（以前也有帖子讨论过，块本身需要带一个数据存储区）
现在，总线的应用越来越广泛，不管什么协议，总线这个概念本质是将CPU的内部、外部总线之间的区别变得越来越模糊，一些专用的单片机高速数据采集思路，慢慢也应用在通用的PLC平台上，因为实际应用有这个需要，PLC就要向这个方向发展。
为什么我用普通的方法实现自复位按钮不能在基于PC的控制上可靠运行，因为基于PC的控制是使用“软总线”，它是虚拟的总线。
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游民

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只看楼主 只看精华 14楼 2013-11-14 20:49:23
我一般都设成200ms 效果还可以
这个世界太疯狂，一切不过如此而已……
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版主

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只看楼主 只看精华 15楼 2013-11-14 21:40:47
PLC里倒是有个通讯负载的参数可以设置，在CPU属性里，可以设定每个扫描周期用于通讯的时间的比例。
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只看楼主 只看精华 16楼 2013-11-15 09:15:54
我研究过别的品牌的HMi,截取过HMI发向PLC的通讯数据.HMI理论上可以按照设定的采样周期更新,但在数据量较大时HMI来不及发送数据,可能会造成更新周期延时.严重时HMI的数据更新会出现假死的状况.
另外,在编写HMI时将相关的数据软元件地址最好按照顺序连续编写,这样HMI向PLC发送的读写指令时可以将多条指令整合成一条.这样可以提升通讯效率.
PLC的一个扫描周期分,处理通讯,映射IO区域和执行程序等步骤,若程序越大,扫描周期越长.PLC和HMI的通讯相应也就越慢.
 
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只看楼主 只看精华 17楼 2013-11-15 10:23:56
主题：回复：应用探讨——HMI中的数据真的是按照你设定的采样周期在更新吗？
2013-11-14 09:43:52 9楼 我想对于HMI这样一侧来说，应该是按照设定的时间来更新变量，但是pLC发送过来的数据应该是放在HMI这边的一个缓冲区内，HMI画面所刷新的数据应该也指示在自己的缓冲区内读取，它并不知道里面的数据是PLC何时发送过来的数据、PLC有无对数据跟新。
这样理解的话，我们就要考虑三个时间：
1、PLC程序自己运行所需的扫描周期
2、通信传递数据所花的时间
3、HMI上设定的刷新周期
我觉得应该是1+2<=3的这种情况的，HMI每次刷新的数据就应该是PLC更新的时时数据，如果1+2>3的话，HMI进行变量刷新的时候，读到的数据还是上一次的，比如说有可能HMI更新第2次的时候，才是PLC数据的第一次更新（当然是相对来说的第一次和第二次哈）。
解决办法，我觉的也是一样从上面三点出发：降低1和2占用的时间，或者适当调整3为比较大但是又不影响目标效果的值。
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我看到这才是最合理的解释，其实影响通讯速度的就是这3个因素：1，PLC的扫描周期，是根据程序来决定的，一般程序结构简单，程序越少，CPU越好，扫描周期很短，我用最快的是1MS ，最慢的是50MS；2，是根据所设定波特率来的，DP总线的波特率越高，传输时间越短，当然用以太网是最快的；3，CPU每刷新一次自动把数据放在HMI缓存里，而触摸屏根据其自己的刷新来读取数据。个人总结，CPU刷新和HMI无关。
 
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侠圣

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只看楼主 只看精华 18楼 2013-11-15 11:11:58
楼上说的很对，CPU刷新跟HMI无关。
这里可以理解为，地层刷新时间和应用显示时间无关（我是这么理解的）
刷新可以分三层，第一层，PLC刷新，PLC在程序里可以设置刷新频率，可根据CPU的不同，最低各有不同
第二层是传输层，串口的波特率的大小，以太网的传输都会直接影响刷新时间。
第三层就是HMI显示层，我以前做过12条皮带的动画，本想把皮带上的煤炭也动起来，煤炭+滚筒都转起来后，发现界面卡的不得了，我点了一个按钮，里面弹出一个msgbox，都要4，5秒后才能出来。所以更不要说数据刷新记录了。所以归档的刷新时间，也要跟HMI软件负荷也有关系。
年经就是一种态度
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侠圣

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只看楼主 只看精华 19楼 2013-11-15 11:14:00
当然，一般工控对刷新时间要求不是太高。所以一般用户感觉不到。
只要1秒内有变化，我都可以接受了。

像一些比如汽车行业，要求数据实时性极高的，WINCC等HMI之类的组态软件就不能用了。
有些WINDOWS都不能用。
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奇侠

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只看楼主 只看精华 20楼 2013-11-15 12:49:49
1：有这样一种现象，如果将变量的采集周期设置的太快的话，增加了实际hmi的负担，实际效果hmi的刷新频率不升，反而降低了。这是为什么呢？
所以说设置好变量采样周期，HMI上的数据不一定会按照我们设置的采样周期来刷新。
2：winccflexible是否有可以像wincc那样支持数据打包上传呢？在wincc中，如果PLC是400的话，可以支持打包，在wincc中进行数据解析，最高速度可以达到1ms，目前winccflexible没见到相关的资料
3：如何合理的选择hmi变量的扫描周期，目前的项目到没遇到太大的问题，如果项目非常大的话，有可能会遇到这样的问题。目前项目的做法是需要显示快的话，设置成100ms，刷新速率慢的，直接按照默认。这样做肯定不合理，正确的方法应该如何去做呢？
4：在变量的定义，是否最好用统一变量区，变量地址尽量在固定的一片区域内呢？
 
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