IC693CPU367 vs. IC693CPU350: Speicherupgrade, Korrekturen für TMR-Timer und Leitfaden zur SPS-Migration
Ein Upgrade eines Steuerungssystems der Serie 90-30 vom IC693CPU350 auf den IC693CPU367 bietet einen deutlichen Speicherzuwachs. Nach einem direkten Austausch berichten Ingenieure jedoch häufig von unerwartetem Verhalten der TMR-Timer. Dieser Artikel erläutert die tatsächliche Ursache und bietet praktische Migrationsschritte für Fachleute der industriellen Automatisierung.
Prozessorgeschwindigkeit und Speicher: Was sich wirklich ändert
Gleiche Taktfrequenz, unterschiedliche Speicherkapazität
Sowohl der IC693CPU350 als auch der IC693CPU367 verwenden einen 25-MHz-Prozessor vom Typ 80386EX. Der CPU350 bietet 32 KB festen Benutzerspeicher. Der CPU367 gehört dagegen in der GE-Fanuc-Serie-90-30-Familie zur Speicherklasse mit 240 KB. Dadurch bietet der CPU367 das 7,5-Fache an Speicher für die Anwenderlogik. Darüber hinaus haben beide Geräte dieselbe boolesche Abtastrate von 0,22 ms/K. Der wichtigste Vorteil des Upgrades ist somit die Speicherkapazität und nicht die reine Taktfrequenz.
Vergleich der Stromaufnahme an der Rückwandplatine
Der CPU367 benötigt bei 5 VDC 940 mA, während der CPU350 670 mA benötigt. Dieser Unterschied von 270 mA ist bei Racks der Fabrikautomatisierung mit knapp bemessener Stromversorgung relevant. Ingenieure sollten vor dem Einschalten des Systems die Leistungsreserve des Netzteils überprüfen. Außerdem sollte stets die Belastung der Rückwandplatine durch alle installierten Module geprüft werden.
Warum TMR-Timer nach einem Austausch schneller erscheinen
Die TMR-Zeitabweichung erklärt
Die TMR-Anweisung der Serie 90-30 basiert auf einer Zeitbasis von 0,01 s, 0,1 s oder 1,0 s. Diese Basis ist in einem %R-Registerblock mit drei Wörtern gespeichert. Der CPU367 führt Logikzyklen mit derselben nominellen Geschwindigkeit wie der CPU350 aus. Die beobachtete „höhere“ Timer-Genauigkeit ist jedoch selten auf den Prozessortakt zurückzuführen. Ursache sind meist Abweichungen bei der %R-Speicherkonfiguration oder Unterschiede bei der Timerauflösung auf Firmwareebene.
Neuzuweisung des Speichers und Zuordnung der Timer-Register
Der CPU350 bietet einen festen Speicherbereich von 32 KB mit einer Grenze von 9.999 Wörtern für %R. Der CPU367 erweitert den Registerspeicher auf 240 KB, wofür ein anderes Hardwarekonfigurationsprofil erforderlich ist. Wurde das ursprüngliche Programm migriert, ohne die Größeneinstellung für %R zu aktualisieren, können Timer-Vorgabewerte falsch interpretiert werden. Beispielsweise kann ein Vorgabewert von 1000, der 10,0 Sekunden entsprechen soll (Zeitbasis 0,01 s), als 100 Sekunden ausgeführt werden, wenn sich die Zeitbasis unbemerkt auf 0,1 s geändert hat. Außerdem zählt der TMR-Akkumulator in CPUs der Serie 90-30 bis 32767 weiter. Eine falsch konfigurierte Zeitbasis führt daher zu einem proportional skalierten Zeitfehler und nicht zu einer tatsächlichen Geschwindigkeitssteigerung.
Praktische Maßnahmen zur Behebung von TMR-Drift
Schritt 1: %R-Speicherzuweisung überprüfen
Ingenieure sollten zunächst die %R-Speicherzuweisung in der Hardwarekonfiguration überprüfen. Die CPU367 unterstützt bis zu 240 KB Speicher für die Anwenderlogik. Die Anzahl der %R-Wörter muss jedoch ausdrücklich auf mindestens 9.999 Wörter eingestellt werden, um der Umgebung der älteren CPU350 zu entsprechen. Dokumentieren Sie diese Einstellung außerdem für künftige Wartungsprüfungen.
Schritt 2: Jede TMR-Voreinstellung und Zeitbasis überprüfen
Überprüfen Sie die Voreinstellung jeder TMR-Anweisung und bestätigen Sie die vorgesehene Zeitbasis. Ein diszipliniertes Migrationsverfahren verhindert unbemerkte Skalierungsfehler. Gleichen Sie außerdem das Programm mit der ursprünglichen CPU350-Logik ab, um abweichende Konstanten zu erkennen.
Schritt 3: CPU367-Firmwareversion prüfen
Prüfen Sie vor der Inbetriebnahme die CPU367-Firmwareversion. Geräte, die mit Firmwareversion 10.72 oder höher ausgeliefert wurden, weisen ein konsistentes Timerverhalten auf. Daher sollte die Firmwareprüfung auf jeder SPS-Migrationscheckliste im Bereich Steuerungstechnik stehen.
Schritt 4: Erwägen Sie die Umstellung auf ONDTR-Anweisungen
Wenn die Anwendung eine präzisere Zeitsteuerung erfordert, als der ursprüngliche Entwurf vorsah, sollten Sie erwägen, kritische TMR-Instanzen auf die ONDTR-Anweisung umzustellen. ONDTR bietet ein speicherndes Verhalten und eine explizite Rücksetzsteuerung. Dadurch verringert sich die Mehrdeutigkeit bei CPU-Wechseln und die langfristige Zuverlässigkeit verbessert sich.
Datenübersicht und Migrationsempfehlung
Vergleich wichtiger Parameter
Prozessor: Beide Geräte verwenden den 80386EX mit 25 MHz. Benutzerspeicher: 32 KB fest gegenüber 240 KB. Boolesche Abtastrate: bei beiden 0,22 ms/K. Kapazität der %R-Register: 9.999 Wörter gegenüber konfigurierbar bis zu 240 KB. Rückwandplatinenstrom: 670 mA gegenüber 940 mA bei 5 VDC. Darüber hinaus rechtfertigt allein die Speichererweiterung das Upgrade für Anwendungen mit wachsendem Registerbedarf. Die TMR-Zeitabweichung ist jedoch ein Konfigurationsartefakt und kein Hardwaredefekt.
Einblick des Autors: Ein kontrollierter Migrationsansatz
Aus praktischer Sicht ist das CPU367-Upgrade eine Frage des Speichers, nicht der Geschwindigkeit. Meiner Erfahrung nach gehen die meisten Beschwerden über „Timer-Drift“ auf nicht validierte %R-Einstellungen zurück. Ein diszipliniertes Migrationsverfahren, bei dem Speichereinstellungen und Timer-Voreinstellungen vor der Laufzeit überprüft werden, beseitigt die beobachtete Präzisionsabweichung vollständig. Außerdem sollten Teams Firmwareversionsprüfungen als Standardschritt bei jeder SPS-Migration in Projekten der Fabrikautomatisierung behandeln.
Anwendungsfall und Lösungsszenario
Erweiterung des Registerspeichers in einer Wasseraufbereitungsanlage
Eine Wasseraufbereitungsanlage benötigte mehr Registerspeicher für die Trendprotokollierung und den Alarmverlauf. Das Team ersetzte die CPU350 durch die CPU367 und erweiterte die %R-Kapazität auf 240 KB. Die Bediener meldeten jedoch zunächst ein schnelleres TMR-Verhalten. Eine Konfigurationsprüfung ergab, dass die %R-Größe nicht aktualisiert worden war. Nachdem die Anzahl der %R-Wörter auf 9.999 festgelegt und Firmware 10.72 bestätigt worden war, entsprach das Timerverhalten wieder dem ursprünglichen Design. Dadurch gewann die Anlage zusätzlichen Speicherplatz ohne Zeitrisiko.
Empfohlene Migrations-Checkliste für Steuerungssysteme
Prüfen Sie zunächst das Netzteilbudget für die zusätzliche Stromaufnahme von 270 mA. Stellen Sie als Zweites die Anzahl der %R-Wörter so ein, dass sie der alten Umgebung entspricht. Überprüfen Sie als Drittes alle TMR-Voreinstellungen und Zeitbasen. Bestätigen Sie als Viertes, dass Firmware 10.72 oder höher installiert ist. Ziehen Sie schließlich ONDTR für kritische Timer in Betracht. Diese Checkliste unterstützt zuverlässige Übergänge zwischen SPS und DCS in Projekten der industriellen Automatisierung.
Häufig gestellte Fragen
Läuft der IC693CPU367 schneller als der IC693CPU350?
Nein. Beide CPUs verwenden einen 25-MHz-80386EX-Prozessor und weisen eine boolesche Scanrate von 0,22 ms/K auf. Das eigentliche Upgrade betrifft die Speicherkapazität, die von 32 KB auf 240 KB steigt.
Warum scheinen TMR-Timer nach einem CPU367-Austausch schneller zu laufen?
Die Ursache ist meist eine nicht übereinstimmende %R-Speicherkonfiguration oder eine unbemerkte Änderung der Zeitbasis. Eine Voreinstellung von 1000, die 10,0 Sekunden entsprechen sollte, kann als 100 Sekunden ausgeführt werden, wenn die Zeitbasis von 0,01 s auf 0,1 s wechselt.
Welche Anzahl an %R-Wörtern sollte ich auf dem CPU367 einstellen?
Legen Sie die Anzahl der %R-Wörter auf mindestens 9.999 Wörter fest, um der alten CPU350-Umgebung zu entsprechen. Dieser Schritt verhindert, dass Timer-Voreinstellungen nach der Migration falsch interpretiert werden.
Welche Firmware-Revision behebt das Timerverhalten auf dem CPU367?
Geräte mit Firmware 10.72 oder höher weisen ein konsistentes Timerverhalten auf. Überprüfen Sie vor der Inbetriebnahme eines migrierten Racks stets die Revision.
Sollte ich TMR durch ONDTR-Anweisungen ersetzen?
Ziehen Sie ONDTR für kritische Timer in Betracht, die ein Halteverhalten und eine explizite Rücksetzsteuerung erfordern. Dies reduziert Mehrdeutigkeiten bei CPU-Übergängen in Systemen der Serie 90-30.
Kontaktinformationen
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