PLC中输出滞后输入的浅析
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摘要:可编程控制器(plc)是一种新型的通用自动控制装置,具有功能强、使用灵活、可靠性高、环境适应性好、编程简单等优点,但其缺点是:工作速度较计算机慢,输出对输入的响应有滞后现象;因此,在设计PLC控制系统时,分析和研究PLC输入/输出响应的滞后原因非常重要。
Abstract: Programmable Logic Controller (PLC) is a sort of auto-control device which is sophisticated and all-purpose. It provides better functions, flexibility, reliability, robustness and convenience of programming. However, the disadvantages are: it is slower than computer and there is a lag phenomenon from input to output; So it is very important that the lag phenomenon of the PLC Input/Output response being analyzed and understood when the PLC control system is designed.
关键词:PLC;输入/输出响应;滞后;梯形图
Key words: PLC; Input/Output Response; Lag Phenomenon; Ladder Diagram
中图分类号:TP20 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)03-0041-01
1PLC中输出滞后输入现象导致的结果
在继电器控制线路中,个个并联电路是同时加电压,并行工作的,由于实际元件动作的机械惯性,可能会发生触点竞争现象。在梯形图中,各个编程元件的动作顺序是按扫描顺序依次执行的,或者说是按串行的方式工作的,在执行梯形图程序时,是自上而下,从左到右,串行扫描,不会发生触点竞争现象。表面上看起来完全一样的继电器控制线路图与梯形图,它们产生的效果可能不完全一样,甚至某些作用完全相反。图1及图2给出了两组结构上完全一样的继电器控制线路图与梯形图,控制目的都是为了实现“当X0动作后X1动作,使Y2自保持,使Y0复位”的功能。
图1继电器控制线路图不可能实现,但梯形图能实现的情况
图2继电器控制线路能实现,但梯形图不能实现的情况
2分析输出响应对输入响应的滞后现象的原因
PLC输入/输出响应的滞后现象
在设计PLC控制系统中,最显著的不足之处是输入/输出有响应滞后现象。从PLC的输入端有一个输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入变化做出反应,需要一段时间,这段时间称为响应时间或滞后时间。
(1)执行程序按工作周期进行,每一工作周期又分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。例如图3所给出的PLC梯形图及其程序执行过程中各映像寄存器及输出端状态表(表1),现分析如下:
根据执行程序的三个阶段,可将X0映像寄存器,Y2、Y0、Y1映像寄存器及其输出端的状态填入表1中。现分析如下:
由上述分析可知,Y0线圈和Y1线圈的接通,要滞后X0接点接通一个工作周期。Y2线圈的接通,要滞后X0接点接通两个工作周期。
(2)产生输入/输出响应滞后的其它原因。除此之外,还有输入滤波器电路的滞后作用、输出继电器的机械滞后作用等影响时间的快慢。
3结论
(1)PLC 采用循环扫描的工作方式,在执行程序时,即使是和继电器控制线路图相一致的梯形图也有可能导致执行结果不同。
(2)在扫描周期中由于输入信号只在输入阶段读入,在程序执行阶段,即使输入信号发生变化,输入状态表的内容也不会改变,所以在本次循环不能得到响应,这就是PLC的输入/输出响应的滞后现象。最大滞后时间为2～3个周期,具体与编程方法有关。但这种滞后响应,在一般工业控制系统是完全允许的。某些需要输入输出快速的场合,可以采用快速响应模块、高速计数模块以及中断处理等措施来尽量减少滞后时间。
参考文献:
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