1引言

現(xiàn)代化的工廠中,PLC系統(tǒng)作為工業(yè)控制的基礎(chǔ)設(shè)備已經(jīng)非常普及匹说。在很多工廠應(yīng)用中,需要對現(xiàn)場采集過來的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)晚号。如果使用專用脈沖計(jì)數(shù)模塊,可以采集到高速脈沖信號。但是脈沖模塊價格昂貴,在一些采集低速脈沖信號的場合其實(shí)可以使用普通的開關(guān)量輸入模塊代替脈沖計(jì)數(shù)模塊卫驯。這樣可以降低系統(tǒng)成套費(fèi)用和系統(tǒng)的復(fù)雜程度,也提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性殃忠。如果使用普通開關(guān)量輸入模塊代替脈沖計(jì)數(shù)模塊,就存在一個問題:普通開關(guān)量輸入模塊采集脈沖信號的速度的極限是多少？存在哪些制約條件毫痢？以下將以AB公司的ControlLogix1756系列PLC系統(tǒng)為基礎(chǔ),就這個問題談一些分析趾始。

一 模塊響應(yīng)速度的制約

開關(guān)量輸入模塊要檢測到一個脈沖信號,必須能完整地采集到脈沖產(chǎn)生的整個過程,如圖1所示,開關(guān)量輸入模塊檢測脈沖信號的過程可以分解為三個過程。

圖1開關(guān)量模塊檢測脈沖信號過程

從圖1可以看出,開關(guān)量輸入模塊能檢測到的脈沖信號至少必須滿足以下條件:

(1)脈沖寬度t1>T1;

(2)脈沖周期t0>T1+T3;

(3)脈沖間隔t2>T3耙旦。

以AB公司1756-IB16D開關(guān)量輸入模塊為例,其ON時間=1,2,or3ms;其OFF時間=4,5,13,or22ms脱羡。其不同的ON/OFF時間可以由系統(tǒng)進(jìn)行配置。在配置最快的ON/OFF時間的條件下,可以計(jì)算出,1756-IB16D開關(guān)量輸入模塊最快可以檢測出脈沖寬度為1ms,脈沖周期為5ms的脈沖母廷。如果脈沖寬度增加幾個毫秒,脈沖周期就相應(yīng)增加幾個毫秒轻黑。結(jié)論如下:最理想的情況下,1756-IB16D開關(guān)量輸入模塊可以分辨速度低于200個/秒、脈沖寬度大于1ms的脈沖信號琴昆。

二 PLC系統(tǒng)掃描時間的制約

PLC的工作原理是分時掃描,PLC的一個完整掃描周期包括全部I/O更新一次的時間和PLC程序執(zhí)行一次的時間氓鄙。PLC系統(tǒng)的掃描時間和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)情況、遠(yuǎn)程站的數(shù)量以及PLC的CPU模塊信號有關(guān)业舍。如果現(xiàn)場開關(guān)量輸入模塊檢測出的脈沖信號在一個PLC掃描周期內(nèi)大于1個,PLC系統(tǒng)將不能正確反映現(xiàn)場脈沖的數(shù)量抖拦。

圖2PLC系統(tǒng)對開關(guān)量輸入模塊檢測信號的判斷

PLC系統(tǒng)對開關(guān)量輸入模塊檢測信號判斷的詳細(xì)分析如圖2。

PLC系統(tǒng)通過掃描更新I/O信息,假設(shè)在時刻0舷暮、t1态罪、t2、t3,PLC系統(tǒng)掃描到信號源處,由圖2可以看出:

(1)對于脈沖信號1,PLC系統(tǒng)沒有檢測到任何脈沖信號下面「淳保可以得到結(jié)論:如果脈沖信號脈沖周期T1< p>

(2)對于脈沖信號2,PLC系統(tǒng)同樣沒有檢測到任何脈沖信號圾董。這是因?yàn)槊}沖信號2的脈沖寬度T0< p>

(3)對于脈沖信號3,脈沖信號的脈沖寬度T0>PLC掃描周期T,脈沖周期T1-脈沖寬度T0< p>

(4)對于脈沖信號4,脈沖信號脈沖周期T1>PLC掃描周期T,脈沖周期T1-脈沖寬度T0>PLC掃描周期T,PLC系統(tǒng)能檢測出正確的脈沖數(shù)量布布。

對于一個使用AB公司的ControlLogix1756-L55系列的CPU模塊,遠(yuǎn)程I/O通訊模塊選用ControlNet模塊1756-CNBR,系統(tǒng)I/O總點(diǎn)數(shù)為2000點(diǎn),遠(yuǎn)程I/O站數(shù)量為6個的中型系統(tǒng)來講,一個PLC掃描周期約為40~70ms坊欢。因此對于本系統(tǒng)來講,能可靠檢測的脈沖信號脈沖寬度應(yīng)大于70ms,第一個脈沖信號結(jié)束至第二個脈沖信號發(fā)出的最小時間間隔應(yīng)大于70ms。

三 結(jié)束語

綜上所述,如果使用普通開關(guān)量輸入模塊代替脈沖計(jì)數(shù)模塊,對脈沖輸入信號的制約條件主要是PLC系統(tǒng)的系統(tǒng)掃描時間鹃封。對于AB公司的PLC系統(tǒng)來講,對于脈沖寬度>70ms,第一個脈沖信號結(jié)束至第二個脈沖信號發(fā)出的最小時間間隔大于70ms的脈沖信號是可以可靠接收的甥归。對于其他品牌的PLC系統(tǒng)來講,其基本工作方式與AB公司的PLC系統(tǒng)是一致的,因此,這個結(jié)論也同樣適用。對于不滿足上述條件的脈沖信號,就必須考慮專用脈沖計(jì)數(shù)模塊了。

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