图1  机械手控制步进梯形图

    PLC系统对现场信号的响应速度大多以毫秒为单位，外界设备的微小变化，都会在PLC控制程序中得到迅速的响应。而现场输入信号，由于噪声、干扰、误动作、模拟信号误差等因素的影响，可能会产生瞬间的电平变化，例如当按钮作为输入信号时则不可避免产生抖动，输入信号是继电器触点有时会产生瞬间跳动。这些输入信号的变化被扫描周期中输入采样阶段采样，则会不可避免形成输入信号的错误，引起系统误动作，造成事故。因此须在信号输入端设计定时器滤波电路，滤除这种瞬间产生的错误信号，从而提高系统抗干扰可靠性。例如机械手控制程序中，如图1所示，为了使机械手准确夹紧、放松工件，采用定时器T0、T1，延时1s且必须在扫描周期的输入采样阶段才能对输入信号进行采样，1s的延时时间是用于输入信号的确认，保证机械手确实稳定夹紧或放松后才执行输出动作。延时时间的长短，可根据触点抖动情况和系统要求的响应速度而定，采样延时时间越长，信息采集的可靠性越高，但实时性也越差，因此，在保障系统可靠性的基础上，此延时时间应尽量短些。

4  对系统故障诊断能力的影响

    PLC在每个扫描周期中只在输入采样阶段对输入端的输入信号状态进行处理。在程序执行阶段，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变，这将使输入的高频率信号或窄脉冲不能得到处理[2]。在实际控制系统中，有一些传感器主要是用来保护一些关键设备的，当某些工艺参数达到这些传感器的设定值之后，这些传感器向PLC传递一个报警信号，使PLC控制程序发出相应的控制命令，但存在这样一个现象：当设备做出相应的动作后，工艺参数随之恢复正常，传感器不再发出报警信号。这样就导致这些报警信号持续时间非常短，远小于采集时间，导致无法采集到这个变化，因此也就没有相应的报警显示。表现为设备运行状态发生变化，但不知道原因。为防止这种情况出现，可以在PLC程序中增加锁定逻辑，当出现异常工况时，对异常情况进行锁定，这就避免了当上述现象发生时，无法得知具体的故障部位和故障原因，为判断设备故障提供了一定的依据。

5  对系统I/O响应快速性的影响

    I/O响应时间是指PLC接收到传感器信号到执行元件动作所需的时间，它与扫描周期有关，对系统的控制性能影响较大。I/O响应时间并不是固定的，有一个变化范围，从控制精度考虑，关键是要了解最大响应时间，如图2所示。

    图2中，输入采样阶段刚刚完成时，输入信号经输入导通延时T1到达PLC的输入端，因为正好错过输入采样时间，必须等下一个周期的输入采样阶段才能将这一信号读入PLC，然后再经程序执行和输出刷新阶段，将控制信号送到执行元件，并经过输出延时T2，最后执行器动作。因此，最大I/O响应时间ｔ为Tmax= T1+2T+ T2，I/O响应时间滞后，必然使控制精度下降，因此用户在设计控制系统时，应充分考虑到这个因素，尽管在一般的应用场合，这个问题并不十分突出。

    综上所述， 在使用PLC进行工业控制时，必须了解PLC的工作原理，考虑到PLC的循环扫描工作方式的扫描周期对控制系统控制精度的影响，才能达到满意的控制要求。

图2  I/O响应时间