現代化的工廠中,PLC系統作為工業控制的基礎設備已經非常普及。在很多工廠應用中,需要對現場採集過來的脈衝信號進行計數。如果使用專用脈衝計數模塊,如深圳誠控電子生產的DAM-5161,可以採集到高速脈衝信號。但是脈衝模塊價格昂貴,在一些採集低速脈衝信號的場合其實可以使用普通的開關量輸入模塊代替脈衝計數模塊。這樣可以降低系統成套費用和系統的複雜程度,也提高了系統的可維護性。如果使用普通開關量輸入模塊代替脈衝計數模塊,就存在一個問題:普通開關量輸入模塊採集脈衝信號的速度的極限是多少,存在哪些制約條件?
首先是模塊響應速度的制約,開關量輸入模塊要檢測到一個脈衝信號,必須能完整地採集到脈衝產生的整個過程,開關量輸入模塊檢測脈衝信號的過程可以分解為三個過程。而且開關量輸入模塊能檢測到的脈衝信號至少還得滿足以下條件:脈衝寬度t1大於t1;脈衝周期t0大於t1+t3;脈衝間隔t2大於t3。
然後就是PLC系統掃描時間的制約,PLC的工作原理是分時掃描,PLC的一個完整掃描周期包括全部i/o更新一次的時間和PLC程序執行一次的時間。PLC系統的掃描時間和系統網絡情況、遠程站的數量以及PLC的cpu模塊信號有關。如果現場開關量輸入模塊檢測出的脈衝信號在一個PLC掃描周期內大於1個,PLC系統將不能正確反映現場脈衝的數量。
PLC系統通過掃描更新i/o信息,假設在時刻0、t1、t2、t3,PLC系統掃描到信號源處,對於脈衝信號1,PLC系統沒有檢測到任何脈衝信號,可以得到結論如果脈衝信號脈衝周期t1小於PLC掃描周期t,PLC系統將不能檢測出正確的脈衝數量;對於脈衝信號2,PLC系統同樣沒有檢測到任何脈衝信號,這是因為脈衝信號2的脈衝寬度t0小於PLC掃描周期t,脈衝信號的變化有可能發生在一個PLC掃描周期t之內;對於脈衝信號3,脈衝信號的脈衝寬度t0大於PLC掃描周期t,脈衝周期t1-脈衝寬度t0;對於脈衝信號4,脈衝信號脈衝周期t1大於PLC掃描周期t,脈衝周期t1-脈衝寬度t0大於PLC掃描周期t,PLC系統能檢測出正確的脈衝數量。因此對於本系統來講,能可靠檢測的脈衝信號脈衝寬度應大於70ms,第一個脈衝信號結束至第二個脈衝信號發出的最小時間間隔應大於70ms。
如果使用普通開關量輸入模塊代替脈衝計數模塊,對脈衝輸入信號的制約條件主要是PLC系統的系統掃描時間。對於ab公司的PLC系統來講,對於脈衝寬度大於70ms,第一個脈衝信號結束至第二個脈衝信號發出的最小時間間隔大於70ms的脈衝信號是可以可靠接收的。對於其他品牌的PLC系統來講,其基本工作方式與ab公司的PLC系統是一致的,因此,這個結論也同樣適用。對於不滿足上述條件的脈衝信號,就必須考慮專用脈衝計數模塊了。