第十章_高速计数及脉冲输出指

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一节,S7-200,系列,PLC,高速计数器,1.各种,CPU,支持的高速计数器,高速计数器工作在中断方式，并配有专用的输入口用于计数信号输入、外启动、外复位及计数方向的控制。,S7-200,系列,PLC,中规定了,6,个高速计数器编号，在程序中使用时用,HCn,来表示,(,在非程序中一般用,HSCn,),高速计数器的地址，,n,的取值范围为,05。,HCn,还表示高速计数器的当前值，该当前值是一个只读的,32,位双字，可使用数据传送指令随时读出计数当前值。不同的,CPU,模块中可使用的高速计数器是不同的，,CPU221、CPU222,可以使用,HC0、HC3、HC4,和,HC5；CPU224、CPU226,可以使用,HC0HC5。,2.高速计数器类型及工作模式,每一高速计数器都有多种运行模式，其使用的输入端子各有不同，主要分为脉冲输入端子、方向控制输入端子、复位输入端子、启动输入端子等。,高速计数器运行模式主要分为4类。,(1)带内部方向控制的单相增/减计数器 它有一个计数输入端，没有外部方向控制输入信号。计数方向由内部控制字节中的方向控制位设置，只能进行单向增计数或减计数。如,HC0,的模式0，其计数方向控制位为,SM37.3，,当该位为0时为减计数，该位为1时为增计数。,(2)带外部方向控制的单相增/减计数器 它有一个计数输入端，由外部输入信号控制计数方向，只能进行单向增计数或减计数。如,HC1,的模式3，,I0.7,为0时为减计数，,I0.7,为1时为增计数。,运行模式,描,述,HCO,HC4,I0.0,I0.1,I0.2,I0.3,I0.4,I0.5,0,带内部方向控制的单相增/减计数器,计数,计数,1,计数,复位,计数,复位,3,带外部方向控制的单相增/减计数器,计数,方向,计数,方向,4,计数,方向,复位,计数,方向,复位,6,带增减计数输入的双向计数器,增计数,减计数,增计数,减计数,7,增计数,减计数,复位,增计数,减计数,复位,9,A/B,相正交计数器,A,相计数,B,相计数,A,相计数,B,相计数,10,A,相计数,B,相计数,复位,A,相计数,B,相计数,复位,(3)带增减计数输入的双向计数器 它有两个计数输入端，一个为增计数输入，一个为减计数输入。增计数输入端有一个脉冲到达时，计数器当前值增加1；减计数输入端有一个脉冲到达时，计数器当前值减少1。若增计数脉冲与减计数脉冲相隔时间大于0.3,ms，,高速计数器就能够正确计数，若相隔时间小于0.3,ms，,高速计数器认为两个脉冲同时发生，计数器当前值不变。,运行模式,描,述,HC1,HC2,I0.6,I0.7,I1.0,I1.1,I1.2,I1.3,I1.4,I1.5,0,带内部方向控制的单相增/减计数器,计数,计数,1,计数,复位,计数,复位,2,计数,复位,启动,计数,复位,启动,3,带外部方向控制的单相增/减计数器,计数,方向,计数,方向,4,计数,方向,复位,计数,方向,复位,5,计数,方向,复位,启动,计数,方向,复位,启动,运行模式,描,述,HC1,HC2,I0.6,I0.7,I1.0,I1.1,I1.2,I1.3,I1.4,I1.5,6,带增减计数输入的双向计数器,增计数,减计数,增计数,减计数,7,增计数,减计数,复位,增计数,减计数,复位,8,增计数,减计数,复位,启动,增计数,减计数,复位,启动,9,A/B,相正交计数器,A,相计数,B,相计数,A,相计数,B,相计数,10,A,相计数,B,相计数,复位,A,相计数,B,相计数,复位,11,A,相计数,B,相计数,复位,启动,A,相计数,B,相计数,复位,启动,(4),A/B,相正交计数器 它有两个计数输入端,A,相和,B,相，,A/B,相正交计数器利用两个输入脉冲的相位确定计数方向。,A,相脉冲上升沿超前于,B,相脉冲上升沿时为增计数，反之则为减计数。,运行模式,描,述,HC3,HC5,I0.0,I0.3,0,带内部方向控制的单相增/减计数器,计数,计数,根据高速计数器号和模式的不同，以上4类运行模式还可增加复位端和启动端。当复位输入有效时，将清除计数器当前值并保持到复位输入无效。当启动输入有效时，则表示允许高速计数器计数，启动输入无效时，计数器忽略计数脉冲的输入，当前值保持不变。,要正确使用高速计数器，除用好指令外，还要正确设置高速计数器的控制字节及当前值与预置值。而状态位则表明了高速计数器的运行状态，可以作为编程的参考点。,3.高速计数器编程设置,高速计数器控制字节,控制位功能,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,复位有效电平控制位：,0(高电平有效)；1(低电平有效),SM37.0,SM47.0,SM57.0,SM147.0,启动有效电平控制位：,0(高电平有效)；1(低电平有效),SM47.1,SM57.1,正交计数器计数速率选择：,0(4,X)；1(1X),SM37.2,SM47.2,SM57.2,SM147.2,计数方向控制位：0(减计数)；,1(增计数),SM37.3,SM47.3,SM57.3,SM137.3,SM147.3,SM157.3,向,HSC,中写入计数方向：,0(不更新)；1(更新计数方向),SM37.4,SM47.4,SM57.4,SM137.4,SM147.4,SM157.4,向,HSC,中写入预置值：,0(不更新)；1(更新预置值),SM37.5,SM47.5,SM57.5,SM137.5,SM147.5,SM157.5,向,HSC,中写入新的当前值：,0(不更新)；1(更新当前值),SM37.6,SM47.6,SM57.6,SM137.6,SM147.6,SM157.6,HSC,允许：,0(禁止,HSC)；1(,允许,HSC),SM37.7,SM47.7,SM57.7,SM137.7,SM147.7,SM157.7,高速计数器初始值/预置值,要装入的值,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,初始当前值,SMD38,SMD48,SMD58,SMD138,SMD148,SMD158,预置值,SMD42,SMD52,SMD62,SMD142,SMD152,SMD162,当前值和预置值都是32位带符号整数。必须先将当前值和预置值存入表所示的特殊存储器中，然后执行,HSC,指令，才能够将新值送入高速计数器当中。,高速计数器状态字节，其中某些位指出了当前计数方向、当前值与预置值是否相等、当前值是否大于预置值的状态。可以通过监视高速计数器的状态位产生相应中断，完成重要操作。但要注意，状态位只有在执行高速计数器终端程序时才有效。,高速计数器状态位,状态位功能,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,不用,SM36.0,SM36.4,SM46.0,SM46.4,SM56.0,SM56.4,SM136.0,SM136.4,SM146.0,SM146.4,SM156.0,SM156.4,当前计数方向状态位：,0,(,减计数,)；1(,增计数,),SM36.5,SM46.5,SM56.5,SM136.5,SM146.5,SM156.5,当前值等于预置值状态位：,0,(,不等,)；1(,相等,),SM36.6,SM46.6,SM56.6,SM136.6,SM146.6,SM156.6,当前值大于预置值状态位：,0,(,小于等于,)；1(,大于,),SM36.7,SM46.7,SM56.7,SM136.7,SM146.7,SM156.7,状态位功能,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,第二节 高速计数器指令,在工业应用中，电动机的调速、测速及定位是常见的控制方式。为实现电动机的精确控制，经常使用编码器将电动机的转速转换为高频脉冲信号，反馈至,PLC，,通过,PLC,对高频脉冲的计数和相关编程实现对电动机的各种控制。,PLC,中普通计数器受到扫描周期的影响，对高速脉冲的计数可能会出现脉冲丢失现象，导致计数不准确，也就不能实现精确控制。,PLC,提供的高速计数器独立于扫描周期之外，可以对脉宽小于扫描周期的高速脉冲准确计数，高速脉冲频率最高可达30,kHz。,1.,高速计数器指令,名,称,定义高速计数器,高速计数器运行控制,指令,HDEF,HSC,指令表格式,HDEF HSC，MODE,HSC N,梯形图格式,指,令,输入,/,输出,操,作,数,数据类型,HDEF,HSC,常数,(05),BYTE,MODE,常数,(011),BYTE,HSC,N,常数,(05),WORD,2.指令功能,HDEF,定义高速计数器指令，“,HSC”,端口指定高速计数器编号，“,MODE”,端口指定具体的运行模式(各高速计数器最多有12种工作模式)。,EN,端口执行条件存在时，,HDEF,指令可指定具体的高速计数器编号，并将其与某一工作模式联系起来。,在一个程序中，每一个高速计数器只能且必须使用一次,HDEF,指令。,HSC,高速计数器指令，根据高速计数器特殊存储器位的设置，按照,HDEF,指令指定的工作模式，控制高速计数器的工作。,为更好地理解和使用高速计数器，下面给出高速计数器的一般设置过程。,(1)使用初始化脉冲触点,SM0.1,调用高速计数器初始化操作子程序。这个结构可以使系统在后续的扫描过程中不再调用这个子程序，从而减少了扫描时间，且程序更加结构化。,(2)在初始化子程序中，对相应高速计数器的控制字节写入希望的控制字。如要使用,HSC1，,则对,SMB47,写入16#,F8(2#11111000)，,表示允许高速计数器运行，允许写入新的当前值，允许写入新的预置值，可以改变计数器方向，置计数器的计数方向为增，置启动和复位输入为高电平有效。,(3)执行,HDEF,指令，根据所选计数器号和运行模式将高速计数器号与具体运行模式进行连接。,(4)在所选计数器号对应的当前值单元内装入所希望的当前值，若装入0，则清除原当前值。,(5)在所选计数器号对应的预置值单元内装入所希望的预置值。,高速计数器设置过程,(6),为捕获高速计数器对应的中断事件,(,当前值等于预置值、计数方向改变、外部复位,),，编写相应的中断程序，并参考中断事件及其优先级，用,ATCH,中断连接指令建立中断事件和中断程序的联系。,(7),执行全局中断允许指令,(,ENI),来允许高速计数器中断。,(8),执行,HSC,指令，使高速计数器开始运行。,6.高速计数器应用举例,使用高速计数器指令、变频器及光电码盘实现三相异步电动机的启动及二级减速自动定位控制系统。由于高速运行的交流电动机转动惯量较大，所以在高速下定位精度很低，必须采用减速的方式减小转动惯量，最后在低速运行时实现准确定位。在本例的控制中，电动机每次启动后运行距离均相等，所以使用光电码盘反馈方式进行二级减速及定位控制。,输入触点,功能说明,输出线圈,功能说明,I0.0,光电码盘脉冲输入,Q0.6,电动机运行驱动输出,I0.1,电动机启动按钮,Q1.3,高速运行输出,Q1.4,中速运行输出,Q1.5,低速运行输出,第三节 高速输出功能指令,高速脉冲输出功能可以使,PLC,在指定的输出点上产生高速的,PWM(,脉宽调制)脉冲或输出频率可变的,PTO,脉冲，可以用于步进电动机和直流伺服电动机的定位控制和调速。在使用高速脉冲输出功能时，,CPU,模块应选择晶体管输出型，以满足高速脉冲输出的频率要求。,1.高速脉冲输出指令,名,称,高速脉冲输出,指令,PLS,指令表格式,PLS Q,梯形图格式,2.指令功能,PLS,脉冲输出指令，在,EN,端口执行条件存在时，检测脉冲输出特殊存储器的状态，然后激活所定义的脉冲操作，从,Q,端口指定的数字输出端口输出高速脉冲。,PLS,指令可在,Q0.0,和,Q0.1,两个端口输出可控的,PWM,脉冲和,PTO,高速脉冲串波形。由于只有两个高速脉冲输出端口，所以,PL