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    西门子6DD1606-1AD0

    更新时间:2020-09-21   浏览数:67
    所属行业:机械 电工电气 工控系统及装备
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:西门子6DD1606-1AD0
    产品数量:100.00台
    包装说明:全新原装
    单 价:面议

    西门子6DD1606-1AD0

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    数字量输入/输出(DI/DO)响应速度

    • S7-200的数字量(开关量)输入/输出有多快?
    • 数字量输入能接多大频率的脉冲?
    • 数字量输出点能发高速脉冲么?
    • ……

    这些问题都是关于S7-200 PLC在处理开关量(数字量)信号时的快速响应能力。只有在控制任务对数字量信号的处理速度要求很高时才需要考虑。

    S7-200可以采用两种方式处理数字量信号:

    • 硬件电路
      S7-200在CPU单元上设有硬件电路(芯片等)处理高速数字量I/O输入)、这些硬件电路在用户程序的控制下工作,可以达到很高的频率;但点数受到硬件资源的限制
    • 常规处理
      按照PLC工作原理,以常规方式处理DI/DO

     

    S7-200处理DI/DO的限制因素

    典型的数字量信号处理包括从输入信号变化,到S7-200识别、进行逻辑运算得到结果并输出,后输出信号状态实际改变的整个过程。

    S7-200 CPU按照以下机制循环工作:

    1. 读取输入点的状态到输入映像区
    2. 执行用户程序,进行逻辑运算,得到输出信号的新状态
    3. 将输出信号写入到输出映像区

    只要CPU处于运行状态,上述步骤就周而复始地执行。在第二步中,CPU也执行通信、自检等工作。

     上述三个步骤是S7-200 CPU的软件处理过程,可以认为就是程序扫描时间。

    实际上,S7-200对数字量的处理速度受到以下几个因素的限制:

    1. 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)
    2. CPU的内部处理时间,包括:
      1. 读取输入点的状态到输入映像区
      2. 执行用户程序,进行逻辑运算,得到输出信号的新状态
      3. 将输出信号写入到输出映像区
    3. 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。

     

    输入硬件延时

    表1. 输入点硬件延时

    输入点类型 CPU集成输入点(部分) 扩展模块输入点
    24VDC 120/230VAC
    输入延时 0.2 - 12.8ms(可选) 4.5ms 15ms

    西门子6DD1606-1AD0

     以上数据都在《S7-200系统手册》中标明,这里只是列表比较。CPU上的部分输入点延时(滤波)时缺省的滤波时间是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。

     支持高速计数器功能的输入点在相应功能开通时不受此滤波时间约束。滤波设置对输入映像区的刷新、开关量输入中断、脉冲捕捉功能同样有效。

     

    输出硬件延时

    表2. CPU输出硬件延时

    输出点类型 24VDC晶体管 24VDC(CPU224 XP)晶体管 继电器
    输出延时 OFF - ON 2μs(Q0.0, Q0.1), 15μs(其他) 0.5μs (Q0.0, Q0.1), 15μs(其他) -
    ON - OFF 10μs(Q0.0, Q0.1), 130μs(其他) 1.5μs(0.0, Q0.1), 130μs(其他) -
    开关 - - 10ms


     有些输出点要比其他点更快些,是因为它们可以用于高速输出功能,在硬件上有特殊设计。没有专门使用硬件高速输出功能时,它们只是和普通点一样处理

     继电器输出开关频率为1Hz。

    表3. 扩展模块输出硬件延时

    输出点类型 24VDC 继电器 120/230VAC
    0.75A 5A 2A 10A
    输出延时 OFF - ON 50μs 500μs - - 0.2ms + 1/2AC周期
    ON - OFF 200μs
    开关 - - 10ms 15ms -
    大开关频率 - 1Hz 10Hz


     上述数据来自《S7-200系统手册》。

     

    S7-200程序扫描时间

    程序扫描时间与用户程序的大小成正比。

    《S7-200系统手册》中有每个指令所需执行时间的数据。实际上很难事先预先精确计算出程序扫描时间,特别是还没有开始编程序时。

     可以看出,常规的PLC处理模式不适合时间响应要求高的数字量信号。可能需要根据具体任务采用一些特别的方法。

     

    S7-200处理快速响应信号的对策

    可以单独或组合使用一些S7-200 CPU的功能:

    • 使用CPU内置的高速计数器和高速脉冲发生器处理序列脉冲信号
    • 使用部分CPU数字量输入点的硬件中断功能,在中断服务程序中处理;进入中断的延时可以忽略
    • S7-200拥有“直接读输入”和“直接写输出”指令,可以越过程序扫描周期的时间限制
    • 使用部分CPU数字量输入点的“脉冲捕捉”功能捕捉短暂的脉冲

     S7-200系统中小周期的定时任务为1ms。

     所有实现快速信号处理的措施,都要考虑所有限制因素的影响。例如,为一个需要毫秒级响应速度的信号选择 500μs 输出延时的硬件,显然是不合理的。

     

    S7-200数字量接线

     

    数字量输入接线


    图1. 漏型输入接法
    图2. 源型输入接法
    图3. 110/220V交流输入接法

    对于大多数输入来讲,都是24VDC输入,因为S7-200的数字量输入点内部为双向二级管,可以接成漏型(图1)或源型(图2),只要每一组接成一样就行。

    只有6ES7221-1EF22-0XA0这一种型号可以接成交流输入(图3)

     对于数字量输入电路来说,关键是构成电流回路。输入点可以分组接不同的电源,这些电源之间没有联系也可以。

     

    数字量输出接线


    图4. 源型输出
    图5. 继电器输出
    图6. 可控硅输出
    • 晶体管输出只能接成源型输出(图4),不能接成漏型,即输出为24V。
    • 继电器输出是一组共用一个公共端的干节点,可以接交流或直流,电压等级高到220V。例:可以接24V/110V/220V交直流信号。但要保证一组输出接同样的电压(一组共用一个公共端,如1L、2L)。对于弱小信号,如小于 5V 的信号,需要自己验证其输出的可靠性。
      继电器输出点接直流电源时,公共端接正或负都可以。
    • 只有6ES7222-1EF22-0XA0为可控硅输出(图6),其中L端即可以接成110V也可以接成220V。

     对于数字量输出电路来说,关键是构成电流回路。输出点可以分组接不同的电源,这些电源之间没有联系也可以。

       

    常问问题

     S7-200的高速输入、输出端子如何接线?

    S7-200 CPU上的高速输入、输出端子,其接线与普通数字量I/O相同。但高速脉冲输出必须使用直流晶体管输出型的CPU(即DC/DC/DC型)。

     我的NPN/PNP输出的旋转编码器(和其他传感器),能否接到S7-200 CPU上?

    都可以。S7-200 CPU和扩展模块上的数字量输入可以连接源型或漏型的传感器输出,连接时只要相应地改变公共端子的接法(是电源L+连接到输入公共端、还是电源的M连接到公共端)。

     S7-200能否使用两线制的数字量(开关量)传感器?

    可以,但必须保证传感器的静态工作电流(漏电流)小于1mA。西门子有相关的产品,如用于PLC的接近开关(BERO)等。详情请联系西门子产品的经销商。

     S7-200是否有输入、输出点可以复用的模块?

    S7-200的数字量、模拟量输入/输出点不能复用(即既能当作输入,又能当作输出)。

    西门子6DD1606-1AD0





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