PLC扫描周期的计算技术方法

    在PLC的实际工作过程中，每个扫描周期除了输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊断、与外设（如编程器、上位计算机）通信等处理。即一个扫描周期还应包含自诊断及与外设通信等时间。一般同型号的PLC，其自诊断所需的时间相同，如三菱FX2系列机自诊断时间均为0.96ms。通信时间的长短与连接的外设多少有关系，如果没有连接外设，则通信时间为0。输入采样与输出刷新时间取决于其I/O点数，而扫描用户程序所用的时间则与扫描速度及用户程序的长短有关。对于基本逻辑指令组成的用户程序，二者的乘积即为扫描时间。如果程序中包含特殊功能指令，则还必须根据用户手册查表计算执行这些特殊功能指令的时间。    【例3-1】三菱公司FX2 - 40M，配置开关量输入24点，开关量输出16点，用户程序为1000步，不包含特殊功能指令，PLC运行时不连接上位计算机等外设。I/O的扫描速度为0. 03ms/（8点），用户程序的扫描速度为0.74μs/步，自诊断所需的时间为0.96ms，试计算一个扫描周期所需要的时间。    解扫描40点I/O所需要的时间为：    扫描1000步程序所需要的时间为：T2=0.74μs/步×1000步=0. 74ms    自诊断所需要的时间为：T3=0.96ms    因PLC运行时，不与外设通信，所以通信时间为；T4=0    这样一个扫描周期T为    T= T1+T2 +T3+T4=0.15ms+0.74ms+0.96ms=1.85ms    上面给出的例题中假设用户程序中没有特殊功能指令，而在实际的控制程序设计中，稍微复杂一点的程序都包含特殊功能指令。对于特殊功能指令，逻辑条件满足与否，执行时间不同，甚至差异较大，从而计算出的扫描周期也不一样。    由此看出准确地计算扫描周期的大小是比较困难的。为方便用户，近期的PLC大都采取了一些措施。如在FX2系列PLC中，当PLC投入运行后，CPU将最大扫描周期、最小扫描周期和当前扫描周期的值分别存入D8012、D8011、D8010三个特殊数据寄存器中(计时单位1ms)，用户可以通过编程器查阅、监控扫描周期的大小及变化。在FX2系列PLC中，还提供一种以恒定的扫描周期扫描用户程序的运行方式：用户可将通过计算或实际测定的最大扫描周期再留一些余量，作为恒定扫描周期的值存放在特殊数据寄存器D8039中(计时单位1ms)；当特殊辅助继电器M8039线圈被接通时，PLC按照D8039中存放的数据以恒定周期扫描用户程序。恒定扫描周期的值并非任意设定，它必须大于PLC正常运行时可能出现的最大扫描周期值（即D8012存放的数值）。因为PLC采用扫描WDT，监视每次扫描是否超过规定时间（如果主机出现故障，扫描周期变长，就会发出报警信号），因此用户必须使WDT的设定值大于恒定扫描周期的值，否则CPU发出警戒计时报警信号。