{"id":19348,"date":"2023-11-06T17:38:02","date_gmt":"2023-11-06T16:38:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.astor.com.pl\/poradnikautomatyka\/?p=19348"},"modified":"2024-11-28T08:24:49","modified_gmt":"2024-11-28T07:24:49","slug":"sterowniki-plc-astraada-one-czy-oplaca-sie-inwestowac-w-jednostki-centralne-z-procesorem-dwurdzeniowym","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.astor.com.pl\/poradnikautomatyka\/sterowniki-plc-astraada-one-czy-oplaca-sie-inwestowac-w-jednostki-centralne-z-procesorem-dwurdzeniowym\/","title":{"rendered":"Sterowniki PLC Astraada One: czy op\u0142aca si\u0119 inwestowa\u0107 w jednostki centralne z procesorem dwurdzeniowym?"},"content":{"rendered":"\n
<\/div>\n\n\n\n
\n

Z tego artyku\u0142u dowiesz si\u0119:<\/h3>\n
    \n
  • jak przygotowa\u0107 program wykorzystuj\u0105cy mo\u017cliwo\u015bci procesora dwurdzeniowego w sterowniku PLC Astraada One,<\/li>\n
  • jakie wyniki uzyskano podczas test\u00f3w por\u00f3wnawczych procesor\u00f3w jedno- i dwurdzeniowych.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Procesor jest sercem i m\u00f3zgiem ka\u017cdego sterownika PLC. Dla nas, u\u017cytkownik\u00f3w, najbardziej istotnym jego parametrem jest szybko\u015b\u0107 przetwarzania informacji. W skomplikowanych uk\u0142adach sterowania po\u017c\u0105dane jest, aby procesor dzia\u0142a\u0142 jak najszybciej. Procesory jednordzeniowe wykonuj\u0105 wszystkie swoje operacje na jednym rdzeniu. Niestety pomimo taktowania rz\u0119du milion\u00f3w razy na sekund\u0119 czasami nie jest to wystarczaj\u0105ce. Rozwi\u0105zaniem s\u0105 procesory wyposa\u017cone w wi\u0119cej rdzeni obliczeniowych.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Poni\u017cej przedstawiamy testy por\u00f3wnawcze sterownika Astrada One Compact ECC2200 i ECC2201 DUO. Ten drugi wyposa\u017cony jest w procesor Dual Core, kt\u00f3ry dzi\u0119ki dw\u00f3m niezale\u017cnym rdzeniom mo\u017ce wykonywa\u0107 dwie r\u00f3\u017cne operacje w tym samym czasie, poprawiaj\u0105c tym samym wydajno\u015b\u0107. Sprawdzimy, jak to wygl\u0105da w praktyce.<\/p>\n\n\n\n

    W poni\u017cszej tabeli zebrane s\u0105 najwa\u017cniejsze parametry obu tych sterownik\u00f3w:<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n
    Model<\/strong><\/td>ECC2200<\/strong><\/td>ECC2201 DUO<\/strong><\/td><\/tr>
    CPU<\/td>Freescale i.MX6 CPU 800MHz<\/td>Dual core: 800MHz ARM CPU Cortex-A9<\/td><\/tr>
    Pami\u0119\u0107 Flash<\/td>256 MB\/ 100MB na aplikacje<\/td>1 GB<\/td><\/tr>
    Pami\u0119\u0107 RAM<\/td>256MB\/ 128 MB na aplikacje<\/td>1 GB<\/td><\/tr>
    Pami\u0119\u0107 z podtrzymaniem<\/td>100 kB<\/td>100 kB<\/td><\/tr>
    Interfejs Ethernet<\/td>1x 10\/100 lub 3x 10\/100<\/td>1x 10\/100<\/td><\/tr>
    Interfejs EtherCAT<\/td>1x RJ45<\/td>1x RJ45<\/td><\/tr>
    Interfejs USB<\/td>1x USB 2.0<\/td>1x USB 2.0<\/td><\/tr>
    Interfejs CAN Bus\/open<\/td>1x CAN\/RJ45<\/td>1x CAN\/RJ45<\/td><\/tr>
    Interfejs COM<\/td>1x RS232\/RS485, 1x RS485<\/td>1x RS232\/RS485, 1x RS485<\/td><\/tr>
    Slot kart micro SD<\/td>Do 32 GB<\/td>Do 32 GB<\/td><\/tr>
    Wej\u015bcia cyfrowe<\/td>16<\/td>16<\/td><\/tr>
    Szybkie liczniki<\/td>Mo\u017cliwo\u015b\u0107 programowalnej aktywacji 2x HSC 500kHz<\/td>Mo\u017cliwo\u015b\u0107 programowalnej aktywacji 2x HSC 500kHz<\/td><\/tr>
    Wyj\u015bcia cyfrowe<\/td>4×4 (0,5A)<\/td>4×4 (0,5A)<\/td><\/tr>
    Wej\u015bcia analogowe<\/td>–<\/td>6x (+\/-10V, +\/-20mA PT100\/PT1000) 6x (+\/-10V, +\/-20mA)<\/td><\/tr>
    Wyj\u015bcia analogowe<\/td>–<\/td>6x napi\u0119ciowe (0-10V)<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Przebieg test\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n

    Przeprowadzono dwa testy, do kt\u00f3rych wykorzystano dwa r\u00f3\u017cne kody: jeden cyklicznie ustawia\u0142 zmienne, a w drugim zaimplementowano dwa regulatory PID. Ka\u017cdy z tych kod\u00f3w zdublowano do nowego programu (POU), kt\u00f3ry przydzielono do innego tasku (zadania). Nast\u0119pnie sterowniki wykonywa\u0142y te programy \u2013 najpierw przydzielone w Task Configuration do jednego, a nast\u0119pnie do dw\u00f3ch r\u00f3\u017cnych rdzeni<\/strong>. W ka\u017cdym te\u015bcie monitorowane by\u0142y czasy cykl\u00f3w, kt\u00f3re s\u0105 \u015bci\u015ble powi\u0105zane z wydajno\u015bci\u0105 programu.<\/p>\n\n\n\n

    Scan time to czas cyklu potrzebnego na odczytanie danych wej\u015bciowych, przetworzenie i wykonanie oblicze\u0144, obs\u0142ug\u0119 interfejs\u00f3w komunikacyjnych oraz ustawienie wyj\u015b\u0107 i autodiagnostyk\u0119. Im szybciej sterownik wykona te czynno\u015bci, tym szybciej program mo\u017ce analizowa\u0107 i przetwarza\u0107 dane. Czas cyklu zale\u017cy mi\u0119dzy innymi od systemu operacyjnego oraz parametr\u00f3w procesora<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n

    Jak podzieli\u0107 taski na dwa rdzenie?<\/h2>\n\n\n\n

    Pierwszym krokiem jest dodanie dw\u00f3ch dodatkowych program\u00f3w POU. Klikamy prawym przyciskiem myszy na zak\u0142adk\u0119 Application <\/strong>i wybieramy Add Object -> POU<\/strong>\u2026<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Nast\u0119pnie dodajemy dwa nowe taski, klikaj\u0105c prawym przyciskiem myszy na pozycj\u0119 Task Configuration<\/strong> i wybieraj\u0105c Add Object -> Task<\/strong>\u2026<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Nast\u0119pnie przeci\u0105gamy POU do poszczeg\u00f3lnych task\u00f3w, aby ko\u0144cowy rezultat by\u0142 nast\u0119puj\u0105cy:<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    PLC-PRG jest to program g\u0142\u00f3wny. Zostawiamy go pustego, poniewa\u017c w nim oraz w Main Task wykonywane b\u0119d\u0105 operacje systemowe, kt\u00f3re zaciemni\u0105 nam wyniki test\u00f3w. Chcemy oddzieli\u0107 wykonywane programy od operacji wykonywanych w tle. W dw\u00f3ch kolejnych POU umieszczamy docelowe programy testowe. W praktyce nie musimy robi\u0107 takich podzia\u0142\u00f3w i mo\u017cemy zrealizowa\u0107 go tylko w dw\u00f3ch POU i Task Group.<\/p>\n\n\n\n

    Przydzielamy taski do grup. Klikamy dwukrotnie w Task Configuration<\/strong> i dodajemy now\u0105 grup\u0119 przyciskiem Add Group<\/strong>. Mo\u017cemy zmieni\u0107 jej nazw\u0119 klikaj\u0105c na niej dwukrotnie. Nast\u0119pnie przeci\u0105gamy taski do odpowiednich grup. W kolumnie Core wybieramy numer rdzenia, na kt\u00f3rym ma by\u0107 wykonywany dany task.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Na ko\u0144cu \u0142\u0105czymy si\u0119 ze sterownikiem, wgrywamy program (pami\u0119tajmy o napisaniu i zdublowaniu kodu w naszych POU), przechodzimy w tryb RUN. W Task Configuration<\/strong> przechodzimy do zak\u0142adki Monitor<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n

    Program cyklicznie ustawiaj\u0105cy zmienne<\/h2>\n\n\n\n

    Wykonujemy prosty program cyklicznie zmieniaj\u0105cy zmienn\u0105 typu BOOL. W pe\u0142nym okresie cyklu przez jedn\u0105 sekund\u0119 zmienna ma warto\u015b\u0107 1, a przez jedn\u0105 \u2013 warto\u015b\u0107 0.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Program wykorzystuj\u0105cy regulatory PID<\/h2>\n\n\n\n

    W tym programie dodajemy dwa modu\u0142y PID. Wykorzystujemy do tego blok BOX <\/strong>znajduj\u0105cy si\u0119 w zak\u0142adce General<\/strong>, w kt\u00f3rym wpisujemy PID <\/strong>i wciskamy Enter<\/strong>. Pod ka\u017cdym blokiem dodajemy blok sumy, kt\u00f3ry b\u0119dzie dodawa\u0142 nam warto\u015b\u0107 regulacji do warto\u015bci aktualnej.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Otrzymujemy \u201ego\u0142y\u201d blok PID, do kt\u00f3rego musimy teraz stworzy\u0107 zmienne. Nie wszystkie b\u0119d\u0105 u\u017cywane, natomiast wymagane jest ich zdefiniowanie. Przypisujemy im warto\u015bci startowe, kt\u00f3re ustawi\u0105 si\u0119 wraz z w\u0142\u0105czeniem programu. Nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, aby przed ka\u017cdym testem wyzerowa\u0107 zmienne, kt\u00f3re zawieraj\u0105 dane z poprzednich cykli testowych.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Ko\u0144cowy rezultat wygl\u0105da nast\u0119puj\u0105co:<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Warto zaznaczy\u0107, \u017ce dla tego programu zmieniono czas interwa\u0142u task\u00f3w na 1000 ms, czyli 1 s. Dzi\u0119ki temu regulatory PID troch\u0119 wolniej reguluj\u0105 sygna\u0142.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Wyniki test\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n

    Analizuj\u0105c wyniki b\u0119dziemy patrze\u0107 na Average Cycle Time<\/strong> mierzony w \u00b5s, kt\u00f3ry jest podawany przez sterownik podczas podgl\u0105du programu.<\/p>\n\n\n\n

    Program cyklicznie ustawiaj\u0105cy zmienne<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Poni\u017cej przedstawiono por\u00f3wnanie danych pozyskanych po oko\u0142o 1000 cyklach programu. Jak wida\u0107, w sterowniku Dual Core zasoby przeznaczone na programy roz\u0142o\u017cone s\u0105 po r\u00f3wno, natomiast w sterowniku z jednym rdzeniem wida\u0107 ju\u017c lekkie dysproporcje, co jest spowodowane priorytetyzacj\u0105 jednego z podprogram\u00f3w. Przy bardziej skomplikowanych i d\u0142u\u017cszych programach mo\u017ce to wp\u0142ywa\u0107 na wydajno\u015b\u0107 ca\u0142ego systemu.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"
    Wyniki dla sterownika jednordzeniowego EC2200. \u0179r\u00f3d\u0142o: ASTOR<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"
    Wyniki dla sterownika dwurdzeniowego EC2201. \u0179r\u00f3d\u0142o: ASTOR<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Program wykorzystuj\u0105cy regulatory PID<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"
    Wyniki dla sterownika jednordzeniowego EC2200 bez rozdzielenia na rdzenie. \u0179r\u00f3d\u0142o: ASTOR<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"
    Wyniki dla sterownika dwurdzeniowego EC2201 bez rozdzielenia na rdzenie. \u0179r\u00f3d\u0142o: ASTOR<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"
    Wyniki dla sterownika dwurdzeniowego EC2201 z rozdzieleniem na rdzenie. \u0179r\u00f3d\u0142o: ASTOR<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n
    \n
    \"\"
    Wyniki dla sterownika dwurdzeniowego EC2201 z dwoma programami na osobnym rdzeniu. \u0179r\u00f3d\u0142o: ASTOR<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n

    Jak mo\u017cna zauwa\u017cy\u0107, tam gdzie programy s\u0105 przydzielone do tego samego rdzenia, wyst\u0119puj\u0105 dysproporcje w czasie cyklu poszczeg\u00f3lnych task\u00f3w, a w przypadku obydwu program\u00f3w dzia\u0142aj\u0105cych w odosobnieniu od Main Taska ta r\u00f3\u017cnica jest najwi\u0119ksza, bo a\u017c 16 mikrosekund. Oznacza to, \u017ce jeden program dzia\u0142a szybciej od drugiego, co przy wi\u0119kszej skali projektu mo\u017ce negatywnie wp\u0142ywa\u0107 na efektywno\u015b\u0107. Kiedy programy by\u0142y na dw\u00f3ch osobnych rdzeniach, r\u00f3\u017cnica ta by\u0142a najmniejsza.<\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n

    Wnioski<\/h2>\n\n\n\n

    Na podstawie przeprowadzonych test\u00f3w mo\u017cemy odpowiedzie\u0107 sobie na pytanie zawarte w tytule artyku\u0142u i wywnioskowa\u0107, \u017ce sterowniki z dwoma rdzeniami maj\u0105 wyra\u017an\u0105 przewag\u0119. Dzi\u0119ki mo\u017cliwo\u015bci przypisania r\u00f3\u017cnych zada\u0144 do ro\u017cnych rdzeni mo\u017cemy zwi\u0119kszy\u0107 wydajno\u015b\u0107 i szybko\u015b\u0107 operacji, co jest kluczowe w uk\u0142adach sterowania wymagaj\u0105cych szybko\u015bci i wykonywania du\u017cej ilo\u015bci oblicze\u0144. Mo\u017cemy tak\u017ce rozdzieli\u0107 zadania, aby zwi\u0119kszy\u0107 og\u00f3ln\u0105 szybko\u015b\u0107 sterownika lub podzieli\u0107 na zadania mniej i bardziej priorytetowe. <\/p>\n\n\n\n

    <\/div>\n\n\n\n
    \n
    \n
    <\/div>\n<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
    <\/div>\n\n\n\n
    \n
    \n
    \n

    Newsletter Poradnika Automatyka<\/h3><\/div>\n

    Czytaj trendy i inspiracje, podstawy automatyki, automatyk\u0119 w praktyce<\/p>\n<\/div>\n

    \n
    \n