S7-1200PLC高速計數(shù)器的用法及應用

時間：2020-08-14

作者：上海騰希電氣技術有限公司

S7-1200 CPU 提供了較多 6 個（1214C ）高速計數(shù)器，其獨立于 CPU 的掃描周期進行計數(shù)。

可測量的單相脈沖頻率較高為 100KHz ，雙相或 A/B 相較高為 30KHz ，除用來計數(shù)外還可用來進行頻率測量，高速計數(shù)器可用于連接增量型旋轉編碼器，用戶通過對硬件組態(tài)和調用相關指令塊來使用此功能。

一、高速計數(shù)器工作模式

高速計數(shù)器定義為 5 種工作模式

1、計數(shù)器，外部方向控制。

2、單相計數(shù)器，內(nèi)部方向控制。

3、雙相增 /減計數(shù)器，雙脈沖輸入。

4、5A/B 相正交脈沖輸入。

5、監(jiān)控 PTO 輸出。

每種高速計數(shù)器有兩種工作狀態(tài)。

1、外部復位，無啟動輸入。

2、內(nèi)部復位，無啟動輸入。

所有的計數(shù)器*啟動條件設置，在硬件向導中設置完成后下載到 CPU 中即可啟動高速計數(shù)器，在 A/B 相正交模式下可選擇 1X(1 倍) 和 4X（4 倍）模式，高速計數(shù)功能所能支持的輸入電壓為 24V DC, 目前不支持 5V DC 的脈沖輸入，表 8-1 列出了高速計數(shù)器的硬件輸入定義和工作模式。

并非所有的 CPU 都可以使用 6 個高速計數(shù)器，如 1211C 只有 6 個集成輸入點，所以較多只能支持 4 個（使用信號板的情況下）高速計數(shù)器。

由于不同計數(shù)器在不同的模式下，同一個物理點會有不同的定義，在使用多個計數(shù)器時需要注意不是所有計數(shù)器可以同時定義為任意工作模式。

高速計數(shù)器的輸入使用與普通數(shù)字量輸入相同的地址，當某個輸入點已定義為高速計數(shù)器的輸入點時，就不能再應用于其它功能，但在某個模式下，沒有用到的輸入點還可以用于其它功能的輸入監(jiān)控 PTO 的模式只有 HSC1 和 HSC2 支持，使用此模式時，不需要外部接線， CPU 在內(nèi)部已作了硬件連接，可直接檢測通過 PTO 功能所發(fā)脈沖。

二、高速計數(shù)器尋址

CPU 將每個高速計數(shù)器的測量值，存儲在輸入過程映像區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)類型為 32 位雙整型有符號數(shù)，用戶可以在設備組態(tài)中修改這些存儲地址，在程序中可直接訪問這些地址，但由于過程映像區(qū)受掃描周期影響，在一個掃描周期內(nèi)，此數(shù)值不會發(fā)生變化，但高速計數(shù)器中的實際值有可能會在一個周期內(nèi)變化，用戶可通過讀取外設地址的方式，讀取到當前時刻的實際值。以 ID1000 為例，其外設地址為“ ID1000 ：P”。表 8-2 所示為高速計數(shù)器尋址列表

三、頻率測量

S7-1200 CPU 除了提供計數(shù)功能外，還提供了頻率測量功能，有 3 種不同的頻率測量周期： 1.0 秒， 0.1 秒和 0.01 秒，頻率測量周期是這樣定義的：計算并返回新的頻率值的時間間隔。返回的頻率值為上一個測量周期中所有測量值的平均，無論測量周期如何選擇，測量出的頻率值總是以 Hz( 每秒脈沖數(shù) )為單位。

四、高速計數(shù)器指令塊

高速計數(shù)器指令塊，需要使用*背景數(shù)據(jù)塊用于存儲參數(shù)。圖 8-5 所示為高速計數(shù)器指令塊

五、應用舉例

為了便于理解如何使用高速計數(shù)功能，通過一個例子來學習組態(tài)及應用。

假設在旋轉機械上有單相增量編碼器作為反饋，接入到 S7-1200 CPU, 要求在計數(shù) 25 個脈沖時，計數(shù)器復位，并重新開始計數(shù)，周而復始執(zhí)行此功能。

針對此應用，選擇 CPU 1214C ，高速計數(shù)器為： HSC1 。模式為：單相計數(shù)，內(nèi)部方向控制，無外部復位。據(jù)此，脈沖輸入應接入 I0.0 ，使用 HSC1 的預置值中斷（ CV=RV ）功能實現(xiàn)此應用。

組態(tài)步驟：

先在設備與組態(tài)中，選擇 CPU ，單擊屬性，激活高速計數(shù)器，并設置相關參數(shù)。此步驟必須實現(xiàn)執(zhí)行， 1200 的高速計數(shù)器功能必須要先在硬件組態(tài)中激活，才能進行下面的步驟

添加硬件中斷塊，關聯(lián)相對應的高速計數(shù)器所產(chǎn)生的預置值中斷

在中斷塊中添加高速計數(shù)器指令塊，編寫修改預置值程序，設置復位計數(shù)器等參數(shù)

將程序下載，執(zhí)行功能

1、硬件組態(tài)

選中 CPU 如圖 8-6

圖 3 所示為選擇屬性打開組態(tài)界面

激活高速計數(shù)功能如圖 4

計數(shù)類型，計數(shù)方向組態(tài)如圖 5 所示

1、此處計數(shù)類型分為 3 種， Axis of motion( 運動軸 )，F(xiàn)requency （頻率測量），Counting( 計數(shù) )。這里選擇 Counting

2、模式分為 4 種： Single phase( 單相 ), Two phase （雙相） , AB Quadrature 1X（A/B 相正交 1 倍速） , AB Quadrature 4X （A/B 相正交 4 倍速）。這里擇 Single phase

3、輸入源，這里使用的為 CPU 集成輸入點。

4、計數(shù)方向選擇，這里選用 User program (internal direction control) （內(nèi)部方向控制）

5、初始計數(shù)方向。這里選擇 Count up （向上計數(shù)）

初始值及復位組態(tài)如圖 6

預置值中斷組態(tài)如圖 7

組態(tài)添加的硬件中斷，如圖 8-13

至此硬件組態(tài)部分已經(jīng)完成，下面進行程序編寫

2、程序編寫

將高速計數(shù)指令塊添加到硬件中斷中

圖 12 定義高速計數(shù)器背景數(shù)據(jù)塊

程序視圖如圖 13

1、這里就是圖 9 中系統(tǒng)*的高速計數(shù)器硬件識別號，這里填 1

2、 “1”為使能較新初值

3、 “0”新初始值為 0

至此程序編制部分完成，將完成的組態(tài)與程序下載到 CPU 后即可執(zhí)行，當前的計數(shù)值可在 ID1000 中讀出，關于高速計數(shù)器指令塊，若不需要修改硬件組態(tài)中的參數(shù)，可不需要調用，系統(tǒng)仍然可以計數(shù)。

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