關(guān)鍵詞：PLC,；輸入／輸出響應(yīng),；滯后；梯形圖" title="梯形圖">梯形圖
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(jìng)爭(zhēng)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(shuō)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(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,。
表面上看起來(lái)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,。圖1-1及圖1-2給出了兩組結(jié)構(gòu)上完全一樣的繼電器控制線路圖與梯形圖,，控制目的都是為了實(shí)現(xiàn)“當(dāng)X0動(dòng)作后X1動(dòng)作，使Y2自保持,使Y0復(fù)位”的功能,。
在圖（a）中,，當(dāng)X0動(dòng)作后，Y0得電并自保持,，且為Y2接通,、自保持創(chuàng)造了條件。接著X1動(dòng)作,，使Y1得電,，Y1的動(dòng)斷點(diǎn)先切斷Y0，結(jié)果使Y0 復(fù)位的目的實(shí)現(xiàn)了,，但使Y2總不能得電,。在圖（b）中，當(dāng)X0動(dòng)作后，Y0“得電”并自保持,，在X1動(dòng)作后,， Y1“得電”。所以,，在當(dāng)前掃描周期內(nèi),，當(dāng)程序掃描到下面的Y0 、Y1動(dòng)合觸點(diǎn)時(shí),，因其線圈此時(shí)均已“得電”,，它們均處于接通狀態(tài)。這樣,，Y2能“得電”且自保持,。待到下個(gè)掃描周期時(shí)，Y0 被復(fù)位,，達(dá)到了控制目的,。
在圖（a）中，當(dāng)X0,X1相繼動(dòng)作后,，由于Y3,Y4的動(dòng)作慣性,，使Y0在Y2得電且自保持后被復(fù)位，達(dá)到了控制目的,。在圖（b）中,，在X1未動(dòng)作時(shí)，Y1,Y3,Y4均“得電”.在X0動(dòng)作后,，Y0“得電”自保持,，待掃描到Y(jié)2，Y2不能“得電”,。即使X0動(dòng)作后X1馬上動(dòng)作,，順序掃描又會(huì)使Y0復(fù)位。結(jié)果,，Y2仍不能得電,。
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(guò)程
PLC對(duì)用戶程序的執(zhí)行過(guò)程是以微處理器的周期性順序循環(huán)掃描的工作方式" title="工作方式">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(guò)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),，首先清除輸入輸出狀態(tài)寄存器原來(lái)的內(nèi)容,，然后進(jìn)行自診斷,，自檢CPU及I/O" title="I/O">I/O組件，確認(rèn)工作正常后開始循環(huán)掃描,。PLC的每一個(gè)掃描過(guò)程可用圖1表示,。
(1)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)" title="輸入信號(hào)">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。
(2)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(lái)決定。
(3)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,。
(4)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,。
(5)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,。
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,，最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。
?。?）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,。例如圖2所給出的PLC梯形圖及其程序執(zhí)行過(guò)程中各映像寄存器及輸出端狀態(tài)表(表1)，現(xiàn)分析如下：
根據(jù)執(zhí)行程序的三個(gè)階段,，可將X0映像寄存器,，Y2、Y0,、Y1映像寄存器及其輸出端的狀態(tài)填入表1中?，F(xiàn)分析如下：
在第一周期中，因?yàn)樵谳斎氩蓸与A段,，X0為OFF,，則輸入映像寄存器中的X0為OFF狀態(tài)，所以Y2,、Y0以及Y1線圈均為OFF狀態(tài),。
在第二周期中,，PLC掃描對(duì)梯形圖是自上而下，從左到右進(jìn)行的,。當(dāng)掃描到Y(jié)0-1接點(diǎn)時(shí),，由于Y0在上一周期中為OFF狀態(tài)，則Y0-1接點(diǎn)仍為OFF,，因而Y2也仍為OFF,。當(dāng)掃描到X0接點(diǎn)支路時(shí)，在輸入映像寄存器中的X0已為ON狀態(tài),，因而Y0線圈為ON狀態(tài),。這時(shí)Y0-2接點(diǎn)為ON狀態(tài)，當(dāng)掃描到該支路時(shí),，Y1線圈為ON狀態(tài),，但它對(duì)X0來(lái)說(shuō)，已滯后了一個(gè)工作周期,。在此周期中,，由于Y0線圈為ON狀態(tài)，則Y0-1接點(diǎn)在輸出刷新階段也應(yīng)為ON狀態(tài),。
在第三周期中,，掃描仍是自上而下，從左到右進(jìn)行的,。由于Y0-1接點(diǎn)在元素映像寄存器中的狀態(tài)已為ON,，因此，在程序執(zhí)行階段,，當(dāng)掃描進(jìn)行到該支路時(shí),，Y2為ON狀態(tài)，但這時(shí)它對(duì)X0而言,，已滯后了兩個(gè)工作周期,。
由上述分析可知，Y0線圈和Y1線圈的接通,，要滯后X0接點(diǎn)接通一個(gè)工作周期,。Y2線圈的接通，要滯后X0接點(diǎn)接通兩個(gè)工作周期,。
?。?）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
?。?）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。
?。?）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)，這就是PLC的輸入／輸出響應(yīng)的滯后現(xiàn)象,。最大滯后時(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)" title="工業(yè)控制系統(tǒng)">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(lái)盡量減少滯后時(shí)間。