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數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)響應速度

閱讀:508        發(fā)布時間:2019-9-25

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:

  1. 將過程映像輸出區(qū)中的輸出值寫入到物理輸出
  2. 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)
  3. 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:

  1. 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)
  2. CPU 的內(nèi)部處理時間,包括:
    1. 將過程映像輸出區(qū)中的輸出值寫入到物理輸出
    2. 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)
    3. 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
  3. 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 1211CCPU 1212CCPU 1214CCPU 1215CCPU 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

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