可編程控制器(PLC)是一種新型的通用自動(dòng)控制裝置,具有功能強(qiáng)、使用靈活、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好、編程簡單等優(yōu)點(diǎn),但其缺點(diǎn)是:工作速度較計(jì)算機(jī)慢,輸出對(duì)輸入的響應(yīng)有滯后現(xiàn)象;使用中、PLC,要求使用者具有相當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)知識(shí)。因此,在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí),分析和研究PLC輸入/輸出響應(yīng)的滯后原因非常重要。PLC控制系統(tǒng)也可以用在真空干燥箱系統(tǒng)中。
1 PLC中輸出滯后輸入現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果 在繼電器控制線路中,個(gè)個(gè)并聯(lián)電路是同時(shí)加電壓,并行工作的,由于實(shí)際元件動(dòng)作的機(jī)械慣性,可能會(huì)發(fā)生觸點(diǎn)競爭現(xiàn)象。在梯形圖中,各個(gè)編程元件的動(dòng)作順序是按掃描順序依次執(zhí)行的,或者說是按串行的方式工作的,在執(zhí)行梯形圖程序時(shí),是自上而下,從左到右,串行掃描,不會(huì)發(fā)生觸點(diǎn)競爭現(xiàn)象。 表面上看起來完全一樣的繼電器控制線路圖與梯形圖,它們產(chǎn)生的效果可能不完全一樣,甚至某些作用完全相反。 2 分析輸出響應(yīng)對(duì)輸入響應(yīng)的滯后現(xiàn)象的原因 2.1 PLC程序執(zhí)行過程 PLC對(duì)用戶程序的執(zhí)行過程是以微處理器的周期性順序循環(huán)掃描的工作方式進(jìn)行的。PLC投入運(yùn)行后,便進(jìn)入程序執(zhí)行過程,它分為三個(gè)階段進(jìn)行,即輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC開始運(yùn)行時(shí),先清除輸入輸出狀態(tài)寄存器原來的內(nèi)容,然后進(jìn)行自診斷,自檢CPU及I/O組件,確認(rèn)工作正常后開始循環(huán)掃描。
(1)輸出寄存器中的數(shù)據(jù)是在輸出刷新階段,從輸出映像寄存器中集中寫進(jìn)去的。
(2)輸出端子的輸出狀態(tài),是由輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)決定的。
(3)執(zhí)行用戶程序時(shí)所需的輸入、輸出狀態(tài),是從輸入映像寄存器和輸出映像寄存器中讀出的。 (4)輸入映像寄存器中的數(shù)據(jù),是在輸入采樣階段掃描到的輸入信號(hào)的狀態(tài)集中寫進(jìn)去的,在本掃描周期中,它不隨外部輸入信號(hào)的變化而變化。
(5)輸出映像寄存器(它包含在元件寄存器中)的狀態(tài),是由用戶程序中輸出指令的執(zhí)行結(jié)果來決定。
2.2 PLC輸入/輸出響應(yīng)的滯后現(xiàn)象 在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)中,顯著的不足之處是輸入/輸出有響應(yīng)滯后現(xiàn)象。從PLC的輸入端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLC的輸出端對(duì)該輸入變化做出反應(yīng),需要一段時(shí)間,這段時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間或滯后時(shí)間。 (1)執(zhí)行程序按工作周期進(jìn)行,每一工作周期又分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。 (2)產(chǎn)生輸入/輸出響應(yīng)滯后的其它原因。
除此之外,還有輸入濾波器電路的滯后作用、輸出繼電器的機(jī)械滯后作用等影響時(shí)間的快慢。 3 結(jié)論
(1)在掃描周期中由于輸入信號(hào)只在輸入階段讀入,在程序執(zhí)行階段,即使輸入信號(hào)發(fā)生變化,輸入狀態(tài)表的內(nèi)容也不會(huì)改變,所以在本次循環(huán)不能得到響應(yīng),這是PLC的輸入/輸出響應(yīng)的滯后現(xiàn)象。大滯后時(shí)間為2~3個(gè)周期,具體與編程方法有關(guān)。但這種滯后響應(yīng),在一般工業(yè)控制系統(tǒng)是完全允許的。某些需要輸入輸出快速的場(chǎng)合,可以采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及中斷處理等措施來盡量減少滯后時(shí)間。
(2)PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,在執(zhí)行程序時(shí),即使是和繼電器控制線路圖相一致的梯形圖也有可能導(dǎo)致執(zhí)行結(jié)果不同。
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