西門子存儲卡6ES7953-8LP31-0AA0

西門子內(nèi)存卡6ES7953-8LP31-0AA0是微型存儲卡 用于 S7-300/C7/ET 200， 3,，3V Nflash,，8 MByte

　　為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)CPU應(yīng)避免長時間滿負(fù)荷運(yùn)作,，應(yīng)用程序CPU占用不宜過高,。客戶需要在調(diào)試階段監(jiān)測應(yīng)用程序各個進(jìn)程線程占用情況,，對占用過高的進(jìn)程線程進(jìn)行優(yōu)化,。因CE自身不帶進(jìn)程線程系統(tǒng)占用查看工具，我們增加了AppHelper助手工具方便客戶使用,。

　　在之前的技術(shù)文章《CE應(yīng)用程序助手簡介》中簡單介紹過英創(chuàng)AppHelper應(yīng)用程序助手，本文將詳細(xì)介紹AppHelper的使用方法,。

　　AppHelper查看方法

　　客戶在自制底板上只要引出了網(wǎng)絡(luò),，USBOTG，DEBUG調(diào)試串口,，或板子其它串口任意之一便可以查看AppHelper信息,。

　　網(wǎng)絡(luò)方式

　　通過telnet登錄上板子，運(yùn)行命令sysinfo,，即可獲得AppHelper打印的進(jìn)程線程信息,。

　　telnet模式打印示例圖

　　USBOTG方式

　　使用AHC工具（使用方法見本文下一節(jié)）配置AppHelper輸出為COM1。連接上板子USBOTG口,，板子將以虛擬串口形式被PC識別,。使用任意串口工具向該串口輸出任意三個字符（任意波特率）,，即可獲得AppHelper打印的進(jìn)程線程信息。

　　USBOTG,，DEBUG及其它串口打印示例圖

　　DEBUG調(diào)試串口方式

　　使用AHC工具（使用方法見本文下一節(jié)）配置AppHelper輸出為DEBUG,。連接板子的DEBUG串口，PC端使用任意串口工具,，設(shè)置波特率115200,，向DEBUG口輸出任意三個字符，即可獲得AppHelper打印的進(jìn)程線程信息,。

　　串口方式

　　將底板上引出,，且客戶應(yīng)用程序未使用的串口連接上PC。使用AHC工具（使用方法見本文下一節(jié)）配置好串口號及波特率,。PC端使用任意串口工具,，用設(shè)定的波特率向該串口輸出任意三個字符，即可獲得AppHelper打印的進(jìn)程線程信息,。

　　AHC工具使用介紹

　　AHC工具即AppHelper Config工具,，用于設(shè)置AppHelper打印信息的輸出位置。有兩種辦法進(jìn)行設(shè)置,。

　　控制面板方式

　　在板子控制面板中運(yùn)行AHC工具,。

　　選擇好輸出信息的串口及波特率(其中COM1為USBOTG)，點(diǎn)擊OK鍵保存配置,，板子重啟后配置生效,。

　　telnet方式

　　通過telnet登錄上板子，執(zhí)行命令A(yù)HC port [baud]

　　參數(shù)port：串口號,，值為0-6,，0表示DEBUG串口，1表示USBOTG轉(zhuǎn)虛擬串口,，2-6分別表示板子的COM2-COM6,。

　　參數(shù)baud：波特率，可選參數(shù),，如果不填表示保持原波特率,，支持1200，2400,，4800,，9600，19200,，38400,，57600，115200,。當(dāng)port為0時,，baud固定為115200,，當(dāng)port為1時，baud值不生效,。

　　命令執(zhí)行后,，DEBUG口可以看到打印提示信息。

　　打印格式說明

　　打印結(jié)果為數(shù)行,，其中每行的格式均為：類型 ID號 占用情況 名稱

　　以下圖一次打印的部分截圖為例：

　　類型

　　PID表示為process進(jìn)程,。TID表示為上面進(jìn)程下的thread線程。

　　ID號

　　即進(jìn)程ID值或線程ID值,。

　　占用情況

　　顯示格式為 K n% U m% total%

　　n值為該進(jìn)程或線程在Kernel系統(tǒng)層的占用

　　m值為該進(jìn)程或線程在User用戶層的占用

　　total值為總占用,，它應(yīng)當(dāng)?shù)扔趎+m的和

　　進(jìn)程下各個線程total占用和應(yīng)當(dāng)?shù)扔谶M(jìn)程的total占用

　　名稱

　　進(jìn)程名即EXE的名稱，線程默認(rèn)沒有名稱,，下一節(jié)會介紹如何給線程命名,，從而能在AppHelper中顯示出來。

　　進(jìn)程及線程監(jiān)視說明

　　AppHelper會打印系統(tǒng)下所有的進(jìn)程的CPU占用信息,。

　　只有在NandFlash目錄下的exe生成的進(jìn)程會額外打印出它下面所有線程的CPU占用信息,。

　　默認(rèn)情況下，生成的線程只有ID號,，沒有名稱,，如果線程較多會不便于查看。我們可以通過簡單代碼給線程命名,。

　　以光盤里的串口例程SPT_HEX為例：

　　添加一個結(jié)構(gòu)體的定義

　　typedef struct _THREAD_INDEX

　　{

　　DWORDdwSize;

　　DWORDdwThreadID;

　　TCHARszThreadName[32];

　　_THREAD_INDEX*pNext;

　　}THREAD_INDEX;

　　在創(chuàng)建線程后給線程命名

　　這里把串口接收線程命名為"CommRecvTread"

　　hRecvThread = CreateThread(0, 0, CommRecvTread, this, 0, &m_dwTID);

　　HANDLE hHLP;

　　DWORD dwLen;

　　hHLP = CreateFile(L"HLP1:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, 0, 0);

　　THREAD_INDEXthreadIndex;

　　wsprintf(threadIndex.szThreadName, L"CommRecvTread");

　　threadIndex.dwThreadID = m_dwTID;

　　threadIndex.dwSize = sizeof(THREAD_INDEX);

　　WriteFile(hHLP, &threadIndex, sizeof(THREAD_INDEX), &dwLen, NULL);

　　CloseHandle(hHLP);

　　在結(jié)束線程后取消命名

　　線程結(jié)束后應(yīng)當(dāng)手動將命名取消掉,，避免不必要的顯示錯誤，設(shè)置線程名為空,，即可取消原命名,。

　　HANDLE hHLP;

　　DWORD dwLen;

　　hHLP = CreateFile(L"HLP1:", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, 0, 0);

　　THREAD_INDEXthreadIndex;

　　wsprintf(threadIndex.szThreadName, L"");

　　threadIndex.dwThreadID = m_dwTID;

　　threadIndex.dwSize = sizeof(THREAD_INDEX);

　　WriteFile(hHLP, &threadIndex, sizeof(THREAD_INDEX), &dwLen, NULL);

　　CloseHandle(hHLP);

　　命名線程后再使用AppHelper查看，啟動接收線程后,，就可以看到CommRecvTread這個線程,，另外個沒有命名的線程為SerialPort程序的主線程。

　　計算原理及誤差說明

　　CPU占用時間是通過計算一段時間內(nèi)（AppHelper設(shè)置為2000毫秒）CPU空閑tick值與這段時間里CPU運(yùn)算周期tick值得出,。

　　CPU空閑tick值 = CPU空閑tick計數(shù)t2 – CPU空閑tick計數(shù)t1

　　CPU總周期tick值 = CPU總周期tick計數(shù)t2 – CPU總周期tick計數(shù)t1

　　CPU占用 = 1 – （CPU空閑tick值/CPU總周期tick值）×

　　進(jìn)程或線程的CPU占用,，是通過計算一段時間CPU運(yùn)算周期tick值，和這段周期里Kernel或User運(yùn)行線程或進(jìn)程的tick值,，通過相除得到。

　　進(jìn)程/線程Kernel占用 = （進(jìn)程/線程Kernel運(yùn)行tick值/CPU總周期tick值）×

　　進(jìn)程/線程User占用 = （進(jìn)程/線程User運(yùn)行tick值/CPU總周期tick值）×

　　進(jìn)程/線程CPU占用 = 進(jìn)程/線程Kernel占用 + 進(jìn)程/線程User占用

　　打印結(jié)果可能會有少量誤差,，可能由于以下原因：

　　1,、實(shí)驗值計算到個位，小數(shù)部分四舍五入,，所以可能產(chǎn)生細(xì)微的誤差,。

　　2,、理想中的測量情況如下圖

　　但是實(shí)際情況由于AppHelper本身也會產(chǎn)生系統(tǒng)消耗，所以測量情況為下圖

　　在Δt值不為0的情況下,，如果在Δt期間各個tick值產(chǎn)生較大跳動時,，測試結(jié)果可能產(chǎn)生誤差。

　　3,、各個進(jìn)程或線程的運(yùn)行tick值并非*實(shí)時變化,，而是在進(jìn)程或線程完成一個時間片掛起后才加上，所以查詢函數(shù)獲得值不一定非常,。

　　測試程序及說明

　　test_prc_thd是一個簡單的程序,，用來測試AppHelper的進(jìn)程線程監(jiān)視功能。

　　“添加線程”按鈕按下會創(chuàng)建一個新的線程,。參數(shù)中傳入線程編號,，線程ID等信息。

 西門子存儲卡6ES7953-8LP31-0AA0

 圖1-2：傳統(tǒng)的現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)
1.1.4 系統(tǒng)主要缺點(diǎn)
（1）信息集成能力不強(qiáng)： 控制器與現(xiàn)場設(shè)備之間靠I/O連線連接,，傳送4-20mA模擬量信號或24VDC等開關(guān)量信號,，并以此監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備。這樣,，控制器獲取信息量有限,，大量的數(shù)據(jù)如設(shè)備參數(shù)、故障及故障紀(jì)錄等數(shù)據(jù)很難得到,。底層數(shù)據(jù)不全,、信息集成能力不強(qiáng)，不能*CIMS系統(tǒng)對底層數(shù)據(jù)的要求,。
（2）系統(tǒng)不開放,、可集成性差、專業(yè)性不強(qiáng)：除現(xiàn)場設(shè)備均靠標(biāo)準(zhǔn)4-20mA/24VDC連接,，系統(tǒng)其它軟,、硬件通常只能使用一家產(chǎn)品。不同廠家產(chǎn)品之間缺乏互操縱性,、互換性,，因此可集成性差。這種系統(tǒng)很少留出接口,，答應(yīng)其它廠商將自己專長的控制技術(shù),，如控制算法、工藝流程,、配方等集成到通用系統(tǒng)中往,，因此，面向行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)很少。
（3）可靠性不易保證：對于大范圍的分布式系統(tǒng),，大量的I/O電纜及敷設(shè)施工,，不僅增加本錢，也增加了系統(tǒng)的不可靠性,。
（4）可維護(hù)性不高：由于現(xiàn)場級設(shè)備信息不全,，現(xiàn)場級設(shè)備的在線故障診斷、報警,、記錄功能不強(qiáng),。另一方面也很難完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化功能,，影響了系統(tǒng)的可維護(hù)性,。
1.1.5 現(xiàn)場設(shè)備的串行通訊接口是現(xiàn)場總線技術(shù)的原形
由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，很多傳感器,、執(zhí)行機(jī)構(gòu),、驅(qū)動裝置等現(xiàn)場設(shè)備智能化，即內(nèi)置CPU控制器,，完成諸如線性化,、量程轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波甚至回路調(diào)節(jié)等功能,。因此,，對于這些智能現(xiàn)場設(shè)備增加一個串行數(shù)據(jù)接口（如RS-232/485）是非常方便的。有了這樣的接口,，控制器就可以按其規(guī)定協(xié)議,，通過串行通訊方式（而不是I/O方式）完成對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。假如設(shè)想全部或大部分現(xiàn)場設(shè)備都具有串行通訊接口并具有同一的通訊協(xié)議,，控制器只需一根通訊電纜就可將分散的現(xiàn)場設(shè)備連接,，完成對所有現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控，這就是現(xiàn)場總線技術(shù)的初始想法,。
1.2.4 現(xiàn)場總線技術(shù)的產(chǎn)生
基于以上初始想法,，使用一根通訊電纜，將所有具有同一的通訊協(xié)議通訊接口的現(xiàn)場設(shè)備連接,，這樣,，在設(shè)備層傳遞的不再是I/O（4-20mA/24VDC）信號，而是基于現(xiàn)場總線的數(shù)字化通訊,，由數(shù)字化通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng),。
1.2 現(xiàn)場總線技術(shù)概念
1.2.1 現(xiàn)場總線技術(shù)
目前，*的現(xiàn)場總線技術(shù)概念描述如下：現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行,、數(shù)字式,、多點(diǎn)通訊的數(shù)據(jù)總線,。其中，“生產(chǎn)過程”包括斷續(xù)生產(chǎn)過程和連續(xù)生產(chǎn)過程兩類,。
或者，現(xiàn)場總線是以單個分散的,、數(shù)字化,、智能化的丈量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線相連接,，實(shí)現(xiàn)相互交換信息,，共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。
1.2.2 現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)生的意義
（1）現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級控制設(shè)備數(shù)字化通訊的一種產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場層網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),；是一次產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場級設(shè)備通訊的數(shù)字化革命?，F(xiàn)場總線技術(shù)可使用一條通訊電纜將現(xiàn)場設(shè)備（智能化、帶有通訊接口）連接,，用數(shù)字化通訊代替4-20mA/24VDC信號,，完成現(xiàn)場設(shè)備控制、監(jiān)測,、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能,。
（2）傳統(tǒng)的現(xiàn)場級自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用一對一連線的、4-20mA/24VDC信號,，信息量有限,，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自控系統(tǒng)成為工廠中的“信息孤島”,，嚴(yán)重制約了企業(yè)信息集成及企業(yè)綜合自動化的實(shí)現(xiàn),。
（3）基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機(jī)數(shù)字化通訊技術(shù)，使自控系統(tǒng)與設(shè)備加進(jìn)工廠信息網(wǎng)絡(luò),， 構(gòu)成企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層,，使企業(yè)信息溝通的覆蓋范圍一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場。在CIMS系統(tǒng)中,，現(xiàn)場總線是工廠計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)場級設(shè)備的延伸,，是支撐現(xiàn)場級與車間級信息集成的技術(shù)基礎(chǔ)。