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PLC的扫描周期和响应时间

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PLC的扫描周期和响应时间

  • 分类:技术应用
  • 作者:38
  • 来源:
  • 发布时间:2021-02-01 08:52
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【概要描述】 三菱PLC在运行状态时,执行一次扫描操作(即5个阶段的工作过程)所需的时间称为扫描周期,它是PLC的重要指标之一,其典型值为0.5~100ms。    扫描周期T=(输入一点时间*输入端子数)+(指令执行速度*指令条数)+(输出一点时间*输出端子数)+自检时间+通信时间    可见,扫描周期的长短主要取决于以下几个因素:CPU执行指令的速度;执行每条指令占用的时间;程序中指令条数的多少。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行速度有很大关系,一般来说,一个扫描过程中,自检时间、通信时间、输入采样 和输出刷新所占时间较少,执行指令的时间占了绝大部分。     三菱PLC的响应时间是指从PLC外部输入信号发生变化的时刻起,到由它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔,也称为滞后时间(通常滞后时间为几十毫秒)。它由输入电路的时间常数、输出电路的时间常数、用户程序语句的安排和指令的使用、PLC的循环扫描方式及PLC对I/O的刷新方式等部分组成。这种现象称为I/O延迟响应或滞后现象。     由于PLC的这种周期循环扫描工作方式,决定了响应时间的长短与收到输入信号的时刻有关。响应时间可以分为最短响应时间和最长响应时间。     (1)最短响应时间。如果在一个扫描周期刚结束之前收到一个输入信号,在下一个扫描周期之前进入输入采样阶段,这个输入信号就被采样,使输入更新,这时响应时间最短,如图所示。最短响应时间=输入延迟时间十一个扫描周期+输出延迟时间。 PLC的最短响应时间    (2) 最长响应时间。如果收到一个输入信号经输入延迟后,刚好错过I/O刷新的时间,在该扫描周期内这个输入信号无效,要到下一个扫描周期输入采样阶段才被读入,使输入更新,这时响应时间最长,如图2所示。最长响应时间二输入延迟时间十两个扫描周期十输出延迟时间。 PLC的最长响应时间    由于三菱PLC采用循环扫描的工作方式,即对信息串行处理方式,必定导致输刀输出延迟响应产生滞后现象。对于一般工业控制要求,这种滞后现象是允许的。但是对那些要求响应时间小于扫描周期的控制系统或窄脉冲则不能满足,对于响应时间小于扫描周期的控制系统,这时可以使用智能I/O单元(如快速响应I/O模块)或专门的指令(如立即I/O指令),对于窄脉冲可以通过设置脉冲捕捉功能,将输入信号的状态变化锁存并一直保持到下一个扫描周期的输入阶段,让CPU读到为止,这两种情况均通过与扫描周期脱离的方式来解决。    (3) 梯形图程序顺序影响响应时间。用户梯形图程序网络的顺序也将影响响应时间。由图3所示梯形图中各元件状态的时序图可以看出.当输入信号在第一个扫描周期的程序执行阶段被激励,输入信号到第二周期输入采样阶段才被读入,存入输入继电器X001,而后进入程序执行阶段,由于X001=1, Y001被激励为“1 ", Y001=1的状态存入输出继电器Y001,同时辅助继电器M21=1。最后进入输出刷新阶段,将输出继电器 Y001=1的状态转存到输出锁存器,直至输出端子Y001=0,这是PLC的实际输出。辅助继电器M10要到第三个周期才能被激励,因为PLC执行程序时是按顺序扫描的.如果将程序行0、程序行2的位置对调一下,则辅助继电器M10在第二周期也能响应。可见用户梯形图程序网络顺序的安排影响了响应时间。 梯形图中各元件状态时序图注:时序图是分析三菱PLC程序执行过程中在时间轴上各元件电平高低的序列图,时序图中高电平表示对应原件得电处于接通状态,低电平表示对应原件失电处于断开状态。

PLC的扫描周期和响应时间

【概要描述】 三菱PLC在运行状态时,执行一次扫描操作(即5个阶段的工作过程)所需的时间称为扫描周期,它是PLC的重要指标之一,其典型值为0.5~100ms。
   扫描周期T=(输入一点时间*输入端子数)+(指令执行速度*指令条数)+(输出一点时间*输出端子数)+自检时间+通信时间
   可见,扫描周期的长短主要取决于以下几个因素:CPU执行指令的速度;执行每条指令占用的时间;程序中指令条数的多少。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行速度有很大关系,一般来说,一个扫描过程中,自检时间、通信时间、输入采样
和输出刷新所占时间较少,执行指令的时间占了绝大部分。
    三菱PLC的响应时间是指从PLC外部输入信号发生变化的时刻起,到由它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔,也称为滞后时间(通常滞后时间为几十毫秒)。它由输入电路的时间常数、输出电路的时间常数、用户程序语句的安排和指令的使用、PLC的循环扫描方式及PLC对I/O的刷新方式等部分组成。这种现象称为I/O延迟响应或滞后现象。
    由于PLC的这种周期循环扫描工作方式,决定了响应时间的长短与收到输入信号的时刻有关。响应时间可以分为最短响应时间和最长响应时间。
    (1)最短响应时间。如果在一个扫描周期刚结束之前收到一个输入信号,在下一个扫描周期之前进入输入采样阶段,这个输入信号就被采样,使输入更新,这时响应时间最短,如图所示。最短响应时间=输入延迟时间十一个扫描周期+输出延迟时间。


PLC的最短响应时间    (2) 最长响应时间。如果收到一个输入信号经输入延迟后,刚好错过I/O刷新的时间,在该扫描周期内这个输入信号无效,要到下一个扫描周期输入采样阶段才被读入,使输入更新,这时响应时间最长,如图2所示。最长响应时间二输入延迟时间十两个扫描周期十输出延迟时间。

PLC的最长响应时间    由于三菱PLC采用循环扫描的工作方式,即对信息串行处理方式,必定导致输刀输出延迟响应产生滞后现象。对于一般工业控制要求,这种滞后现象是允许的。但是对那些要求响应时间小于扫描周期的控制系统或窄脉冲则不能满足,对于响应时间小于扫描周期的控制系统,这时可以使用智能I/O单元(如快速响应I/O模块)或专门的指令(如立即I/O指令),对于窄脉冲可以通过设置脉冲捕捉功能,将输入信号的状态变化锁存并一直保持到下一个扫描周期的输入阶段,让CPU读到为止,这两种情况均通过与扫描周期脱离的方式来解决。    (3) 梯形图程序顺序影响响应时间。用户梯形图程序网络的顺序也将影响响应时间。由图3所示梯形图中各元件状态的时序图可以看出.当输入信号在第一个扫描周期的程序执行阶段被激励,输入信号到第二周期输入采样阶段才被读入,存入输入继电器X001,而后进入程序执行阶段,由于X001=1, Y001被激励为“1 ", Y001=1的状态存入输出继电器Y001,同时辅助继电器M21=1。最后进入输出刷新阶段,将输出继电器 Y001=1的状态转存到输出锁存器,直至输出端子Y001=0,这是PLC的实际输出。辅助继电器M10要到第三个周期才能被激励,因为PLC执行程序时是按顺序扫描的.如果将程序行0、程序行2的位置对调一下,则辅助继电器M10在第二周期也能响应。可见用户梯形图程序网络顺序的安排影响了响应时间。

梯形图中各元件状态时序图注:时序图是分析三菱PLC程序执行过程中在时间轴上各元件电平高低的序列图,时序图中高电平表示对应原件得电处于接通状态,低电平表示对应原件失电处于断开状态。

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 三菱PLC在运行状态时,执行一次扫描操作(即5个阶段的工作过程)所需的时间称为扫描周期,它是PLC的重要指标之一,其典型值为0.5~100ms。
   扫描周期T=(输入一点时间*输入端子数)+(指令执行速度*指令条数)+(输出一点时间*输出端子数)+自检时间+通信时间
   可见,扫描周期的长短主要取决于以下几个因素:CPU执行指令的速度;执行每条指令占用的时间;程序中指令条数的多少。指令执行所需的时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行速度有很大关系,一般来说,一个扫描过程中,自检时间、通信时间、输入采样
和输出刷新所占时间较少,执行指令的时间占了绝大部分。
    三菱PLC的响应时间是指从PLC外部输入信号发生变化的时刻起,到由它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔,也称为滞后时间(通常滞后时间为几十毫秒)。它由输入电路的时间常数、输出电路的时间常数、用户程序语句的安排和指令的使用、PLC的循环扫描方式及PLC对I/O的刷新方式等部分组成。这种现象称为I/O延迟响应或滞后现象。
    由于PLC的这种周期循环扫描工作方式,决定了响应时间的长短与收到输入信号的时刻有关。响应时间可以分为短响应时间和长响应时间。
    (1)短响应时间。如果在一个扫描周期刚结束之前收到一个输入信号,在下一个扫描周期之前进入输入采样阶段,这个输入信号就被采样,使输入更新,这时响应时间短,如图所示。短响应时间=输入延迟时间十一个扫描周期+输出延迟时间。


PLC的短响应时间    (2) 长响应时间。如果收到一个输入信号经输入延迟后,刚好错过I/O刷新的时间,在该扫描周期内这个输入信号无效,要到下一个扫描周期输入采样阶段才被读入,使输入更新,这时响应时间长,如图2所示。长响应时间二输入延迟时间十两个扫描周期十输出延迟时间。

PLC的长响应时间    由于三菱PLC采用循环扫描的工作方式,即对信息串行处理方式,必定导致输刀输出延迟响应产生滞后现象。对于一般工业控制要求,这种滞后现象是允许的。但是对那些要求响应时间小于扫描周期的控制系统或窄脉冲则不能满足,对于响应时间小于扫描周期的控制系统,这时可以使用智能I/O单元(如快速响应I/O模块)或专门的指令(如立即I/O指令),对于窄脉冲可以通过设置脉冲捕捉功能,将输入信号的状态变化锁存并一直保持到下一个扫描周期的输入阶段,让CPU读到为止,这两种情况均通过与扫描周期脱离的方式来解决。    (3) 梯形图程序顺序影响响应时间。用户梯形图程序网络的顺序也将影响响应时间。由图3所示梯形图中各元件状态的时序图可以看出.当输入信号在第一个扫描周期的程序执行阶段被激励,输入信号到第二周期输入采样阶段才被读入,存入输入继电器X001,而后进入程序执行阶段,由于X001=1, Y001被激励为“1 ", Y001=1的状态存入输出继电器Y001,同时辅助继电器M21=1。最后进入输出刷新阶段,将输出继电器 Y001=1的状态转存到输出锁存器,直至输出端子Y001=0,这是PLC的实际输出。辅助继电器M10要到第三个周期才能被激励,因为PLC执行程序时是按顺序扫描的.如果将程序行0、程序行2的位置对调一下,则辅助继电器M10在第二周期也能响应。可见用户梯形图程序网络顺序的安排影响了响应时间。

梯形图中各元件状态时序图注:时序图是分析三菱PLC程序执行过程中在时间轴上各元件电平高低的序列图,时序图中高电平表示对应原件得电处于接通状态,低电平表示对应原件失电处于断开状态。

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