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滤波时间
发布时间：2024年08月09日
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数字量响应速度与滤波时间
数字量输入/输出（DI/DO）响应速度
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 | 输出延时 | ||||
| 输出延时 | off to on | on to off | 开关 | ||
| CPU 型号 | CPU 1211C | 24VDC 晶体管 | 1.0μs（Qa.0, Qa.3） | 3.0 μs（Qa.0, Qa.3） | |
| 继电器 | 10ms | ||||
| CPU 1212(F)C | 24VDC 晶体管 | 1.0μs（Qa.0, Qa.3）， 50μs（Qa.4, Qa.5） | 3.0μs（Qa.0, Qa.3）， 200μs（Qa.4, Qa.5） | ||
| 继电器 | 10ms | ||||
| CPU 1214(F)C | 24VDC 晶体管 | 1.0μs（Qa.0, Qa.3）， 50μs（Qa.4, Qb.1） | 3.0μs（Qa.0, Qa.3）， 200μs（Qa.4, Qb.1） | ||
| 继电器 | 10ms | ||||
| CPU 1215(F)C | 24VDC 晶体管 | 1.0μs（Qa.0, Qa.3）， 50μs（Qa.4, Qb.1） | 3.0μs（Qa.0, Qa.3）， 200μs（Qa.4, Qb.1） | ||
| 继电器 | 10ms | ||||
| CPU 1217C | Qa.4 to Qb.1 | 1.0μs | 3.0μs | ||
| 差分输出点 Qa.0 到 Qa.3 | 100ns | 100ns | |||
表2. 扩展信号模块输出延时
| 输出点类型 | 24 VDC 晶体管（源） | 24 VDC 晶体管（漏） | 继电器 | |
| 输出延时 | off to on | 50 μs | 20 μs | - |
| on to off | 200 μs | 350 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 | |
上述数据来自《S7-1200 系统手册》。
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