PLC中输出滞后输入现象研究 2011-06-11 19:22:12来源:互联网

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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；使用中、高档PLC，要求使用者具有相当的计算机知识。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。
　　关键词：PLC；输入／输出响应；滞后；梯形图
　　
　　1 PLC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1-1及图1-2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。

　　在图（a）中，当X0动作后，Y0得电并自保持，且为Y2接通、自保持创造了条件。接着X1动作，使Y1得电，Y1的动断点先切断Y0，结果使Y0 复位的目的实现了，但使Y2总不能得电。在图（b）中，当X0动作后，Y0“得电”并自保持，在X1动作后， Y1“得电”。所以，在当前扫描周期内，当程序扫描到下面的Y0 、Y1动合触点时，因其线圈此时均已“得电”，它们均处于接通状态。这样，Y2能“得电”且自保持。待到下个扫描周期时，Y0 被复位，达到了控制目的。

　　在图（a）中，当X0,X1相继动作后，由于Y3,Y4的动作惯性，使Y0在Y2得电且自保持后被复位，达到了控制目的。在图（b）中，在X1未动作时，Y1,Y3,Y4均“得电”.在X0动作后，Y0“得电”自保持，待扫描到Y2，Y2不能“得电”。即使X0动作后X1马上动作，顺序扫描又会使Y0复位。结果，Y2仍不能得电。
　　2 分析输出响应对输入响应的滞后现象的原因
　　
　　2.1 PLC程序执行过程
　　PLC对用户程序的执行过程是以微处理器的周期性顺序循环扫描的工作方式进行的。PLC投入运行后，便进入程序执行过程，它分为三个阶段进行，即输入采样、程序执行、输出刷新。PLC开始运行时，首先清除输入输出状态寄存器原来的内容，然后进行自诊断，自检CPU及I/O组件，确认工作正常后开始循环扫描。PLC的每一个扫描过程可用图1表示。

　　(1)输入映像寄存器中的数据，是在输入采样阶段扫描到的输入信号的状态集中写进去的，在本扫描周期中，它不随外部输入信号的变化而变化。
　　(2)输出映像寄存器（它包含在元件寄存器中）的状态，是由用户程序中输出指令的执行结果来决定。
　　(3)输出寄存器中的数据是在输出刷新阶段，从输出映像寄存器中集中写进去的。
　　(4)输出端子的输出状态，是由输出锁存器中的数据决定的。
　　(5)执行用户程序时所需的输入、输出状态，