西门子PLC(如S7-1200、S7-1500等)中的IO更新时间自动计算,一般指PLC内部对输入输出数据(IO)更新的时间控制原理。IO更新时间影响到数据新鲜度和控制实时性,在西门子TIA Portal配置或程序调试时常常会遇到“IO更新时间”这个参数。那么它是如何自动计算的呢?
1. IO更新时间的概念
I/O(输入/输出)更新时间,也叫“过程映像刷新时间”,指PLC从输入模块采集数据、向输出模块写数据的刷新(或采样)周期。
在循环扫描过程中,PLC周期性地读取输入信号、执行程序,并赋值输出。
2. 自动计算原理
在西门子PLC里,IO更新时间主要与PLC扫描周期和所连接的IO设备通讯速率相关,自动计算大致遵循以下原理:
(1) 本地IO更新时间
对本地下挂的模块(非远程分布式IO),PLC会自动安排在每次扫描周期的开始时读取所有输入,在末尾写所有输出。
IO更新时间 ≈ PLC的OB1循环(扫描)周期
举例:如果主程序每30ms扫描一次,那么过程输入输出数据每30ms更新一次。
(2) 分布式IO(如Profinet/Profibus)的更新时间
远程IO的刷新(通讯)周期受通讯帧刷新周期设置影响,这个时间在硬件配置里有参数(称为“IO周期”、“更新时间”或“发送周期”)。
西门子PLC会根据所有分布式IO的通讯要求和PLC的总体负载,自动分配合理的刷新周期,但以你在组态里设置的刷新周期为基准,不能快于物理网络条件允许的最小周期。
如果你没有手动指定,系统会根据站点的数量、通讯负载、协议带宽自动计算推荐的最优IO更新时间。
(3) 过程映像区域与直接访问
如果程序中用了直接访问(过程映像外直接I地址Q地址读取),更新时间和通讯/模块的实际能力有关,不再等同于主循环周期。
3. 自动计算举例
假如你在TIA Portal硬件组态里,未手动设定IO刷新的“发送周期”,系统会自动为你分配一个合适的周期,确保网络不拥塞、更新及时。可以在硬件组态中查看每个IO设备的“刷新周期”(更新时间/Update Time)参数。
4. 用户可手动干预
高端PLC允许用户在组态里调整IO设备的通讯周期,以适应不同的现场应用。
通常,不建议手动改太低,否则可能导致带宽瓶颈或CPU过载。
总结
IO更新时间主要由PLC扫描周期、本地或分布式IO模块的通讯刷新周期自动推算得出。
西门子PLC和TIA Portal会根据硬件配置参数和网络条件自动分配合适IO刷新周期,确保稳定和高效。
更详细的自定义需求可以通过参数设置手动调整。
