數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)響應速度
數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)響應速度
S7-1200 CPU 按照以下機制循環(huán)工作:
- 將過程映像輸出區(qū)中的輸出值寫入到物理輸出
- 在用戶程序執(zhí)行前讀取物理輸入,并將輸入值保存到過程映像輸入?yún)^(qū)
- 執(zhí)行用戶程序,進行邏輯運算,并更新過程映像輸出區(qū)中的輸出值
只要CPU處于運行狀態(tài),上述步驟就周而復始地執(zhí)行。在掃描期間會定期處理通訊請求,這可能會中斷用戶程序的執(zhí)行。其中第三步執(zhí)行完程序循環(huán) OB 后執(zhí)行自檢診斷。而中斷可能發(fā)生在掃描周期的任何階段,會中斷用戶程序的執(zhí)行,轉(zhuǎn)而調(diào)用處理該中斷事件的 OB。
上述三個步驟是 S7-1200 CPU 的軟件處理過程,可以認為就是程序掃描時間。
實際上,S7-1200 對數(shù)字量的處理速度受到以下幾個因素的限制:
- 輸入硬件延時(從輸入信號狀態(tài)改變的那一刻開始,到 CPU 刷新輸入映像區(qū)時能夠識別其改變的時間)
- CPU 的內(nèi)部處理時間,包括:
- 將過程映像輸出區(qū)中的輸出值寫入到物理輸出
- 在用戶程序執(zhí)行前讀取物理輸入,并將輸入值保存到過程映像輸入?yún)^(qū)
- 執(zhí)行用戶程序,進行邏輯運算,并更新過程映像輸出區(qū)中的輸出值
- 輸出硬件延時(從輸出緩沖區(qū)狀態(tài)改變到輸出點真實電平改變的時間)
上述 A,B,C 三段時間,就是限制 PLC 處理數(shù)字量響應速度的主要因素。
一個實際的系統(tǒng)可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時,如輸出點外接的中間繼電器動作時間等,不在這里討論。
輸入延時時間
CPU 及擴展數(shù)字量輸入點的延時時間,即輸入點的濾波時間,在硬件組態(tài)模板屬性中 “Digital inputs>Input filters” 對話框中可分組更改,其缺省的濾波時間是6.4ms。
如果把容易受到干擾的信號接到 CPU 上可改變?yōu)V波時間的DI點上,調(diào)整濾波時間可能改善信號檢測的質(zhì)量。
上述數(shù)據(jù)來自《 S7-1200 系統(tǒng)手冊》。
輸出延時時間
表1. CPU 輸出延時
輸出點類型 | CPU 型號 | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CPU 1211C | CPU 1212C | CPU 1214C | CPU 1215C | CPU 1217C | |||||||
24VDC 晶體管 | 繼電器 | 24VDC 晶體管 | 繼電器 | 24VDC 晶體管 | 繼電器 | 24VDC 晶體管 | 繼電器 | Qa.4 to Qb.1 | 差分輸出點 Qa.0 到 Qa.3(.0+ 0- 到 .3+ .3-) | ||
輸出延時 | off to on | 1.0μs(Qa.0, Qa.3) | - | 1.0μs(Qa.0, Qa.3),50μs(Qa.4, Qa.5) | - | 1.0μs(Qa.0, Qa.3),50μs(Qa.4, Qb.1) | - | 1.0μs(Qa.0, Qa.3),50μs(Qa.4, Qb.1) | - | 1.0μs | 100ns |
on to off | 3.0 μs(Qa.0, Qa.3) | - | 3.0μs(Qa.0, Qa.3),200μs(Qa.4, Qa.5) | - | 3.0μs(Qa.0, Qa.3),200μs(Qa.4, Qb.1) | - | 3.0μs(Qa.0, Qa.3),200μs(Qa.4, Qb.1) | - | 3.0μs | 100ns | |
開關 | - | 10ms | - | 10ms | - | 10ms | - | 10ms | - | - |
表2. 擴展信號模塊輸出延時
輸出點類型 | 24 VDC 晶體管 | 繼電器 | |
---|---|---|---|
輸出延時 | off to on | 50 μs | - |
on to off | 200 μs | ||
開關 | - | 10ms |
表3. 200KHZ 擴展信號板輸出延時
輸出點類型 | 24 VDC 晶體管 | 5 VDC 晶體管 | |
---|---|---|---|
輸出延時 | 上升 | 1.5 μs + 300 ns | 200 μs + 300 ns |
下降 | 1.5 μs + 300 ns | 200 μs + 300 ns |
表4. 20KHZ 擴展信號板輸出延時
輸出點類型 | 24 VDC 晶體管 | |
---|---|---|
輸出延時 | off to on | 2 μs |
on to off | 10 μs |