S71200开关量响应速度

cjhsf2019

S7-1200 CPU 按照以下机制循环工作：

• 将过程映像输出区中的输出值写入到物理输出
• 在用户程序执行前读取物理输入，并将输入值保存到过程映像输入区
• 执行用户程序，进行逻辑运算，并更新过程映像输出区中的输出值
  

只要CPU处于运行状态，上述步骤就周而复始地执行。在扫描期间会定期处理通讯请求，这可能会中断用户程序的执行。其中第三步执行完程序循环 OB 后执行自检诊断。而中断可能发生在扫描周期的任何阶段，会中断用户程序的执行，转而调用处理该中断事件的 OB。

上述三个步骤是 S7-1200 CPU 的软件处理过程，可以认为就是程序扫描时间。

实际上，S7-1200 对数字量的处理速度受到以下几个因素的限制：

• 输入硬件延时（从输入信号状态改变的那一刻开始，到 CPU 刷新输入映像区时能够识别其改变的时间）
• CPU 的内部处理时间，包括：
  
  • 将过程映像输出区中的输出值写入到物理输出
  • 在用户程序执行前读取物理输入，并将输入值保存到过程映像输入区
  • 执行用户程序，进行逻辑运算，并更新过程映像输出区中的输出值
    
• 输出硬件延时（从输出缓冲区状态改变到输出点真实电平改变的时间）
  

上述 A，B，C 三段时间，就是限制 PLC 处理数字量响应速度的主要因素。

一个实际的系统可能还需要考虑输入、输出器件的延时，如输出点外接的中间继电器动作时间等，不在这里讨论。

输入延时时间

CPU 及扩展数字量输入点的延时时间，即输入点的滤波时间，在硬件组态模板属性中 “数字量输入>通道>输入滤波器” 对话框中可分组更改，其缺省的滤波时间是6.4ms。

如果把容易受到干扰的信号接到 CPU 上可改变滤波时间的DI点上，调整滤波时间可能改善信号检测的质量。

输出延时时间

表1. CPU 输出延时

输出点类型		CPU 型号
		CPU 1211C		CPU 1212C		CPU 1214C		CPU 1215C		CPU 1217C
		24VDC 晶体管	继电器	24VDC 晶体管	继电器	24VDC 晶体管	继电器	24VDC 晶体管	继电器	Qa.4 to Qb.1	差分输出点 Qa.0 到 Qa.3 （.0+ 0- 到 .3+ .3-）
输出延时	off to on	1.0μs（Qa.0, Qa.3）	-	1.0μs（Qa.0, Qa.3）， 50μs（Qa.4, Qa.5）	-	1.0μs（Qa.0, Qa.3）， 50μs（Qa.4, Qb.1）	-	1.0μs（Qa.0, Qa.3）， 50μs（Qa.4, Qb.1）	-	1.0μs	100ns
	on to off	3.0 μs（Qa.0, Qa.3）	-	3.0μs（Qa.0, Qa.3）， 200μs（Qa.4, Qa.5）	-	3.0μs（Qa.0, Qa.3）， 200μs（Qa.4, Qb.1）	-	3.0μs（Qa.0, Qa.3）， 200μs（Qa.4, Qb.1）	-	3.0μs	100ns
	开关	-	10ms	-	10ms	-	10ms	-	10ms	-	-

表2. 扩展信号模块输出延时

输出点类型		24 VDC 晶体管	继电器
输出延时	off to on	50 μs	-
	on to off	200 μs
	开关	-	10ms

表3. 200kHz 扩展信号板输出延时

输出点类型		24 VDC 晶体管	5 VDC 晶体管
输出延时	上升	1.5 μs + 300 ns	200 μs + 300 ns
	下降	1.5 μs + 300 ns	200 μs + 300 ns

表4. 20kHz 扩展信号板输出延时

输出点类型		24 VDC 晶体管
输出延时	off to on	2 μs
	on to off	10 μs