东北石油大学本科生毕业设计（论文） 2）输入，输出更新时间t2。因为PLC的输入通道数一般来说总是大于输出通道数，因此，在计算这部分时间时，可以输入通道数为准，即认为在输入更新时间内，输出一定会更新完毕。这部分时间可按下式计算：
t2＝0.29 + 0.07N(ms) 则N应取输出通道数减1。
3）程序执行时间t3。这部分时间取决于在用户程序中使用的指令的类型和条数。把程序中使用的所有指今的执行时间加在一起，就等于t3。
4）执行外设命令所需时间t4。当有外部设备与PLC相连时，其处理时间可按下述方法确定。首先，把上面算出的三个时间相加，再乘以0.05，即：
t4＝(t1 + t2 + t3)×0.05
(4.3) (4.2)
其中N为输入通道数减1。需要注意的是，若输出通道数大于输入通道数，
当t4＜1时，则t4＝1ms；当t4＞1时，则以0.5ms为单位，进行四舍五入。例如，当t4=1.65ms时，则t4＝1.5ms；若T4＝1.8ms时，则取t4＝2ms。
注意：当没有外设与PLC相连时t4＝0ms。 将上面四部分时间算出后相加，即为扫描时间T，即 T＝t1 + t2 + t3 + t4
(4.4)
在PLC内部，系统定时器（俗称“看门狗”）一般在上电时设为130ms，当扫描时间超过130ms时，CPU将停止工作。但是，既使扫描时间没有超过130ms，也可能对系统操作产生不良影响；扫描时间大于10ms时，高速定时器TIMH会出现故障；当扫描时间超过100ms时，普通定时器及0.1时钟脉冲发生器将会出错，并且报警。
④PLC的I/O响应时间
用PLC设计一个控制系统时．必须知道有了一个输入信号后PLC经过多长时间才能有一个对应的输出信号，否则，就不能正确并精确地解决系统各部件之间的配合问题。从PLC的工作过程可知当PLC工作在程序执行阶段时，既使输入状态发生变化，即输入状态寄存器的内容发生变化，CPU执行的输入信号也不会变化，而要到下—个周期的输入、输出更新阶段，才能有效。同理，暂存在输出状态寄存器中的输出信号，也要等到下—个扫描周期的输入、输出更新阶段，才能集中输出给输出部件。从PLC收到一个输入信号到PLC向输出端输出一个控制信号所需的时间，就是PLC的I／O响应时间。响应时间是可变的，例如，在一个扫描周期的I／O更新阶段开始前瞬间收到一个输入信号，则在本周期内该信号就起作用了，这个响应时间最短，它是输入延迟时间、—个扫描周期时间、输出延迟时间三者之和，如图4-2所示：
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东北石油大学本科生毕业设计（论文） 数据输入/输出扫描时间扫描时间指令执行输入输入ON响应时间指令执行CPU读输入信号输出最小I/O响应时间图4-2 PLC的I/O响应时间(a)
输入ON响应时间
数据输入/输出扫描时间扫描时间指令执行输入输入ON响应时间指令执行CPU读输入信号输入ON响应时间输出最大I/O响应时间图4-3 PLC的I/O响应时间(b)
如果在一个扫描周期的I／O更新阶段刚过就收到一个输入信号，则该信号在本周期内不能起作用，必须等到下一个扫描周期才能起作用，这时响应时间最长，它等于输入延迟时间、二个扫描周期时间与输出延迟时间三者之和，见图4-3。
4.2 变频器(ATV38)
4.2.1 变频器简介
变频器的功能是将频率固定的(通常为50Hz)的交流电变换成频率连续可调的三相交流电源。变频器的输入端接至频率固定的三相交流电，输出端输出的是频率在一定范围内连续可调的三相交流电。
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东北石油大学本科生毕业设计（论文） 变频器主要分为间接变频和直接变频两大类，而间接变频又根据中间直流环节的主要储能元件的不同可分为电压型和电流型。电压型变频器主回路由相控整流器，中间直流环节和逆变器三个部分组成。
相控整流器将交流电压整流为可控的直流电压，经滤波由电容Cd输出直流电压Vd，逆变器将直流Ud变换成频率可调的交流电源供给电机进行变频调速。由于中间直流环节是Cd低阻抗输出相当于是恒压源，故称电压型[7]。
电流型交-直-交变频器与电压型变频器的差别仅在于中间直流环节中的储能元件用的是电感而不是电容。由于中间直流环节是高阻抗输出相当于电流源，故称电流型。
4.2.2 ATV38的特性
采用的变频器是施耐德（Schneider）公司的Altivar 38 异步电动机变频器，简称ATV38。Altivar 38是一种用于三相异步电动机的变频器，由360 V至460 V三相电源供电，功率范围0.75 kW至315 kW。Altivar 38设计用于工业或商用建筑中的加热、通风以及空气调节(HVAC)方面的现代化应用场合。Altivar 38 通过对能耗进行优化可以降低运行成本，同时提高了用户的舒适程度。大量的集成化选件可让它与电气设备和复杂的控制系统进行适配和集成。变频器在最初设计中就已经考虑了电磁兼容性的要求。
Altivar 38 的成品可直接用于泵类和通风应用中。它有一个操作盘可用于修改编程、调整、控制或检测功能，以便适应和优化应用以满足不同客户的要求。
Altivar 38 用于泵 / 通风应用的专用功能有： □ 节能
□ 使用速度检测自动捕捉旋转负载 (飞车起动) □ 根据速度调整电流限制 □ 快 / 慢、预置速度
□ 内置PID控制，带有预置PID给定 □ 电气和运行时间仪表 □ 电机降噪
Altivar 38 的保护功能有：
□ 使用 PTC 热传感器的电机和风扇热保护 □ 连续运行中防过载和过电流的保护 □ 通过频率跳跃功能进行的对设备的机械保护 □ 通过多重故障状态管理和可配置警报进行的保护
同时，Altivar 38 还容易集成到控制系统中，它配备了：4 个逻辑输入，2 个继电器输出， 2 个模拟输入和 1 个模拟输出 ；插入式 I/O 接头 ；电气参数显示及运行指示 ；内置EMC滤波器，内置制动单元；变频器中标准配置一个符合
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东北石油大学本科生毕业设计（论文） Modbus 协议的 RS485 多点串口连接。同时，Altivar 38 有多种可选件（远程控制盘，制动电阻，进线电抗，RFI滤波器等）。
A1U1~V1W1UVWL1L2L3R1AR1CR1B246135AO1COMFX2N-4DAL11L12L13L14+24AI1+10压力传感器AI2R2AR2C 图4-9 变频器输入输出接线图
Altivar 38按照欧洲低压 (73/23/CEE 和 93/68/CEE) 标准和 EMC (89/336/CEE) 规范设计。因此，Altivar 38 变频器具有欧盟认可的VDE)。
变频器在接线时，必须接地。动力电缆和设备中的弱电信号（如PLC信号等）电路要保持分隔，以免干扰。
变频器的接线方式如上图4.9所示
输入方面，主电路的电源端子L1、L2、L3通过线路带漏电保护的断路器连接至380V的三相交流电源。对于压力信号，则通过AI1或AI2口输入。对所有位于变频器附近的或连接在同一电路上的专门电路如继电器、接触器、电磁阀、荧光灯等均应安装干扰抑制器。
输出方面，变频器的输出端子（U，V，W）按正确的相序连接至交流接触器的输入电源端子上。如果电机旋转方向不对，则说明连接相序有错，则改变U、V、W中的任意两相的接线。AO1可接电动机频率输出[12]。
变频器系统应连接专用接地极，不要和别的系统串联接地或共同接地。
标志。它也
严格执行了国际及国内有关电子工业控制装置的标准及规范 (IEC， EN， NFC，
4.3 压力传感器简介
本系统采用钱江仪器仪表厂生产的YYB-ES型压力变送器，它是四线制带现场LED数字显示的压力变送器，其供电电源和输出信号分别传送。如图4-10：
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东北石油大学本科生毕业设计（论文） 接线端调整端
图4-10 外形尺寸图
①主要性能有：
1）抗干扰能力强（电源地与信号地隔离），特别适合变频器应用场合； 2）LED数字显示；
3）供电电源可选（交流220V / 直流24V）； 4）输出信号可选（0～10 mA / 4～20Ma）；
5）负载阻抗： 0～600Ω ( 4～20 mA)；0～1.5kΩ ( 0～10 mA)。 ②校验与调整：
通电预热15分钟后，分别在零压力和满量程压力下，检验输出电流值。下显示面端盖，在零压力下调整输出零位电位器，使输出电流为0(Ⅱ型)或4mA(Ⅲ型)或规定值；调整显示零位电位器，使数字显示值为\或规定值。在满量程压力下，调整输出量程电位器，使输出电流为10mA(Ⅱ型)或20mA(Ⅲ型)或规定值；调整显示量程电位器，使数字显示值为满量程压力值。变送器经校验标定后，现场不需要重新标定，一般运行半年至一年，做一次基本性能检查[13]。
③接线方式
旋下接线端盖，连接电缆上套入密封螺套后，由左（或右）引入孔穿入，接至接线端子，旋紧密封螺套；另一端旋紧密封螺盖，并盖紧接线端盖。如图4-11所示：
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