循环扫描电路在PLC中的应用

摘要： 结合实际，谈谈循环扫描电路在PLC中的应用。

关键词： 循环扫描;PLC;节省;降低成本

本人在设计一设备电气控制系统的过程中遇到以下情况：PLC(西门子s7—300，CPU为315—2DP)需采集64个数字量报警信号，按照正常的设计思路需要为这64个数字量报警信号需配置64个PLC数字量输入点，也就是说这64个数字量报警信号需要2个32点的SM321数字量输入模板(DI32×24 VDC)。在进行PIE硬件配置时本人发现系统中其它控制部分已经配置了7个输入/输出模板，而西门子s7—300型PLC又限制每个机架最多只能安装8个输入/输出模板，常用的解决办法只能增加1个机架，而且需要增加一对IM36O，361接口模板或IM365接LJ模板，这样配置将会增加控制系统造价和电气控制柜内空间的占用。

本人重新分析了所遇到的问题，发现需采集的64个数字量报警信号均有以下特点：

a.所有的报警信号都是继电器的常开触点，属于无源的常ON信号;

b所有的报警信号都自带保护动作，如果PLC滞后1秒采集不会产生不良后果。基于以上原因本人决定采取循环扫描的方式来完成64个数字量报警信号的采集工作，经过该设备一年半的安全运行，证明这种循环扫描的方式是比较稳定可靠的。循环扫描的信号采集方式就是利用PLC的输人和输出点共同完成信号的采集工作，最大特点是可以减少输入/输出模板的数量。在本系统中只需要配置1个32点的SM323数字量输入/输出模板(DI16/DO16 x 24 VDC/O.5A)即可实现64个数字量报警信号的采集工作，而且只用到了32个输入/输出点中的8个输入点和8个输出点，其余8个输入点和8个输出点可以用作其它用途。循环扫描电路的原理图如图1所示，图中32点SM323数字量输入/输出模板的L和M端子分别连接DC24V供电电源的正极和负极，端子10.0一10.7为8个数字量输入点，端子OO.0～QO.7为8个数字量输出点，KO1～K64为需要采集的64个数字量报警信号。按照原理图所示完成硬件连接，然后开始软件编写：

1启动SIMATIC Manager，根据硬件配置完成相应的基本设置和硬件组态，在硬件组态中设置OB35的循环扫描周期为50mS，然后在程序中添加OB35组织块;

2在符号表中建立8个变量Q0.0～Q0.7，数据类型均为BOOL，变量名称分别为“扫描输出1”～“扫描输出8”;

3在符号表中建立1个变量IB0，数据类型为BYTE，变量名称为“扫描输入”;

4在符号表中建立8个变量MB100～MB107，数据类型均为BYTE，变量名称为“扫描输人1”～“扫描输入8”;

5存符号表中建立64个变量M100.0～M107.7，数据类型均为BOOL，变量名称分别对应需要采集的64个数字量报警信号;

6打开OB35组织块，编写程序实现00.0～Q0.7的8个数字量输出点在每个扫描周期内循环顺序得电，得电的时间长度为1个扫描周期f50mS);

7打开OBI组织块，编写程序实现当OO.0得电后延时10 mS用“MOVE”命令将变量IB0赋给变量MB100;

8 在0B1组织块中编写程序实现当00.1得电后延时j0 mS用“MOVE”命令将变量IB0给变量MB101;9在0B1组织块中编写程序实现当O0.2得电后延时10 mS用“MOVE”命令将变量IB0赋给变量MR102;

10在OB1组织块中编写程序实现当003得电后延时10 mS用“MOVE”命令将变量IBO赋给变量MB1o3;

1 1在OB1组织块中编写程序实现当OO.4得电后延时10 ms用“MOVE”命令将变量IBO赋给变量MB104;

l2在OB1组织块中编写程序实现当O0.5得电后延时10 mS用“MOVE”命令将变量IB0赋给变量MB105;

13在0B1组织块中编写程序实现当QO.6得电后延时10 mS用“MOVE”命令将变量IB0赋给变量MB106;

14在OB1组织块中编写程序实现当O0.7得电后延时10 mS用“MOVE”命令将变量IB0赋给变量MB107。

15程序编写完成，保存并下载至PLC。启动PLC，开始运行以上程序，符号表中的64个变量M100 0～M107.7即为需要采集的64个数字量报警信号的状态。PLC采集滞后时间为50 mS x 8+10 mS=410 mS，这完全在允许范围之内。

上述方法也可以扩展，如l6个输入点和I6个输出点可以最多采集256个数字量输入信号，但PLC采集滞后时间将达到50 mS×16+10 mS=810 mS。输入点数量与输出点数量相等时可以最大限度地节省数字量输入，输出点，但输出点数量越大，PLC采集滞后时间越长。基于以上原因，在实际应用中如果信号采集量较大，可以考虑分成若干组或少量增加输出点、大量增加输入点的方法来缩短PLC采集滞后时间。

结语： PLC采用循环扫描的方式采集数字量信号可以大量地节省数字量输入点，降低系统成本，但在实际应用过程中应充分考虑PLC采集滞后对系统实时性的影响，适当地调整输入点与输出点地比例关系。