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。在很多工廠應(yīng)用中，需要對(duì)現(xiàn)場采集過來的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。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(hào)。但是脈沖模塊價(jià)格昂貴，在一些采集低速脈沖信號(hào)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。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。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(gè)問題：普通開關(guān)量輸入模塊采集脈沖信號(hào)的速度的極限是多少？存在哪些制約條件？以下將以ab公司的controllogix1756系列plc系統(tǒng)為基礎(chǔ)，就這個(gè)問題談一些分析。

2模塊響應(yīng)速度的制約

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

以ab公司1756-ib16d開關(guān)量輸入模塊為例，其on時(shí)間=1，2，or3ms;其off時(shí)間=4，5，13，or22ms。其不同的on/off時(shí)間可以由系統(tǒng)進(jìn)行配置。在配置最快的on/off時(shí)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。如果脈沖寬度增加幾個(gè)毫秒，脈沖周期就相應(yīng)增加幾個(gè)毫秒。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(gè)/秒、脈沖寬度大于1ms的脈沖信號(hào)。

3plc系統(tǒng)掃描時(shí)間的制約

plc的工作原理是分時(shí)掃描，plc的一個(gè)完整掃描周期包括全部i/o更新一次的時(shí)間和plc程序執(zhí)行一次的時(shí)間。plc系統(tǒng)的掃描時(shí)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(hào)有關(guān)。如果現(xiàn)場開關(guān)量輸入模塊檢測出的脈沖信號(hào)在一個(gè)plc掃描周期內(nèi)大于1個(gè)，plc系統(tǒng)將不能正確反映現(xiàn)場脈沖的數(shù)量。

plc系統(tǒng)對(duì)開關(guān)量輸入模塊檢測信號(hào)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(shí)刻0、t1、t2、t3，plc系統(tǒng)掃描到信號(hào)源處，由圖2可以看出：

（1）對(duì)于脈沖信號(hào)1，plc系統(tǒng)沒有檢測到任何脈沖信號(hào)?？梢缘玫浇Y(jié)論：如果脈沖信號(hào)脈沖周期t1

（2）對(duì)于脈沖信號(hào)2，plc系統(tǒng)同樣沒有檢測到任何脈沖信號(hào)。這是因?yàn)槊}沖信號(hào)2的脈沖寬度t0

（3）對(duì)于脈沖信號(hào)3，脈沖信號(hào)的脈沖寬度t0》plc掃描周期t，脈沖周期t1-脈沖寬度t0

（4）對(duì)于脈沖信號(hào)4，脈沖信號(hào)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。

對(duì)于一個(gè)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(gè)的中型系統(tǒng)來講，一個(gè)plc掃描周期約為40~70ms。因此對(duì)于本系統(tǒng)來講，能可靠檢測的脈沖信號(hào)脈沖寬度應(yīng)大于70ms，第一個(gè)脈沖信號(hào)結(jié)束至第二個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)出的最小時(shí)間間隔應(yīng)大于70ms。

4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(duì)脈沖輸入信號(hào)的制約條件主要是plc系統(tǒng)的系統(tǒng)掃描時(shí)間。對(duì)于ab公司的plc系統(tǒng)來講，對(duì)于脈沖寬度》70ms，第一個(gè)脈沖信號(hào)結(jié)束至第二個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)出的最小時(shí)間間隔大于70ms的脈沖信號(hào)是可以可靠接收的。對(duì)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(gè)結(jié)論也同樣適用。對(duì)于不滿足上述條件的脈沖信號(hào)，就必須考慮專用脈沖計(jì)數(shù)模塊了。