大家都知道，PLC是一个高可靠性的控制系统，为了确保控制程序（逻辑计算、I/O访问等）的及时运行，CPU会控制其他任务的资源消耗，在这种情况下，普通的以太网通讯优先级就相对较低，且有CPU负荷占比的限制。

比如说，给以太网通讯20%的CPU负荷，如果实际通讯量（速度与长度的综合）过大，超过20%的CPU负荷时，通讯就会被暂停，这时候外部就收不到数据。

如何在有限的资源下，提高通讯的效率，尽可能多获取有效的数据呢？我们知道，PLC里的信息有的是高速的（比如，轧机过钢时的速度波动、电流波动、高速调节的输出等），有的是低速的（比如，某设备、液体的温度变化，成分变化、产品计数等），我们只要以变化速度的2倍速度进行采样（奈奎斯特采样定理），就能获取到必要的信息，而不必都以系统最快的速度进行采样。下面分两种模式来说明一下处理方式：

1、PLC数据整理外发的模式

这种模式需要在PLC程序里将数据进行整理，归类，交给不同发送速度的任务（或者电文）去进行处理。接收方接收到新的电文后，再进行显示、存储甚至计算。如果涉及大量的数据采集，还要设置专用CPU、通讯控制器，以减轻主CPU的负荷（某AC450就设置了三块CPU，其中一块专门用于通讯）。

某轧机的iba PDA系统有3个数值模块、3个开关量模块，总共192个变量。轧机的电流、速度、咬钢补偿信息、快速控制信号等就是通过20ms的周期进行发送，而主电机的温度以100ms甚至更长的周期进行发送。二十多年来为工艺分析、轧机设备分析立下不少功劳。

2、外部直接读取的模式

该模式不需要在PLC里设置，可以利用现有资源，从外部主动查询。这种模式利用PLC的编程资源、HMI通讯等资源，相对限制较多，需尽可能减少通讯的交互量。
PLC-Recorder数据采集软件有多线采集的功能，就是配置多个通道同时采集一个PLC（或设备），不同的通道可以设置不同的采集速度，这样可以减少CPU负荷。下图展示了多线采集的配置示例及采集效果：

在多线采集模式下，如果通讯资源足够，多线采集也可以大大提高采集的速度，某款S7-300的通讯采集，使用两个通道进行采集，实际采集时间可以缩短一半。

3、小结

由于采集变量的数量、分布不同、PLC的资源和策略不同，都可能给PLC带来不同的影响。我们可以合理利用软件的各种功能来测试不同的采集方式，实现最佳采集方案。

2021年11月21日