1.高速计数器
(1)普通计数器
PLC的普通计数器的计数过程与扫描工作方式有关,CPU通过每一个扫描周期读取一次被测信号的方法来捕捉被测信号的上升沿,被测信号的频率较高时,会丢失计数脉冲,因此普通计数器的最高工作频率一般仅有几十赫兹。高速计数器可以对普通计数器无能为力的高速事件进行计数。
(2)高速计数器
S7-1200 PLC集成有6个高速计数器(HSC)。HSC1~HSC3的最高计数频率为100kHz。CPU 1211C可以使用HSC1~HSC3,CPU 1212C可以使用HSC1~HSC4,使用信号板DI2/DO2后,它们还可以使用HSC5。CPU 1214C可以使用HSC1~HSC6。在用户程序使用HSC之前,应为HSC组态,设置HSC的计数模式。大多数HSC的参数只能在项目的设备组态中设置,某些HSC的参数在设备组态中初始化,以后可以用程序来修改。
HSC有4种工作模式:内部方向控制的单相计数器,外部方向控制的单相计数器,两路计数脉冲输入的计数器和A/B相正交计数器。并非每个HSC都能提供所有的模式,每种HSC模式都可以使用或不使用复位输入。复位输入为1状态时,HSC的实际计数值被清除。直到复位输入变为0状态,才能启动计数功能。高速计数器有两种功能:频率测量功能和计数功能。某些HSC模式可以选用3种频率测量的周期(0.01s、0.1s和1.0s)来测量频率值。频率测量周期决定了多长时间计算和报告一次新的频率值。得到的是根据信号脉冲的计数值和测量周期计算出的频率平均值,频率的单位为Hz(每秒的脉冲数)。
2.高速计数器使用的输入点
表4-11给出了用于高速计数器的计数脉冲、方向控制和复位的输入点的地址。同一个输入点不能同时用于两种不同的功能,但是高速计数器当前模式未使用的输入点可以用于其他功能。例如HSC1未使用外部复位输入I0.3时,可以将I0.3用于边沿中断或用于HSC2。
表4-11 高速计数器的输入点
HSC1和HSC2可以分别用来监视脉冲列输出PTO1和PTO2。I4.0和I4.1是2DI/2DO信号板的输入点,I0.0~I1.5是CPU集成的输入点,复位信号和Z相脉冲仅用于计数模式。
数字量I/O点指定给HSC、PWM(脉冲宽度调制)和PTO(脉冲列输出)后,不能用监视表的强制功能来修改这些I/O点。
HSC1~HSC6的实际计数值的数据类型为DInt,默认的地址为ID1000~ID1020(见图4-85),可以在组态时修改地址。
由于CPU 1211C和CPU 1212C集成的输入点较少,它们不支持某些HSC,具体的情况见S7-1200的系统手册。
3.高速计数器的组态
1)打开PLC的设备视图,选中其中的CPU。
2)选中巡视窗口的“属性”选项卡左边的高速计数器HSC1的“常规”参数组,如图4-80所示,用复选框选中“允许使用该高速计数器”,激活HSC。
图4-80 激活高速计数器
如果激活了脉冲发生器PTO1或PTO2,它们分别使用HSC1和HSC2的“运动轴”计数模式,来监视硬件输出。如果组态HSC1或HSC2用于其他任务,它们不能被脉冲发生器PTO1或PTO2使用。
3)选中左边的“功能”参数组,如图4-81所示,在右边可以设置下列参数:
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图4-81 高速计数器的功能设置
①使用“计数类型”下拉式列表,可选“计数”、“频率”(测频)或“运动轴”。
②使用“运行阶段”下拉式列表,可选“单相”、“两相”、“AB相正交计数器×1”和“AB相正交计数器×4”。
③使用“输入源”下拉式列表,可选“板载CPU输入”(CPU集成的输入点)或“信号板输入”。
④使用“计数方向取决于”下拉式列表,可选“用户程序(内部方向控制)”或“输入点(外部方向控制)”。
⑤如果选择了“用户程序(内部方向控制)”,可用“初始计数方向”下拉式列表,选择“加计数”或“减计数”。
⑥如果设置为频率测量模式,使用“频率测量周期”下拉式列表,可以选择0.01s、0.1s和1.0s。
图4-82 设置高速计数器的初始值与各复位信号
4)选中图4-82左边的“重置为初始值”参数组,可以设置“初始计数器值”、“初始参考值”。还可以用复选框设置是否使用外部复位输入,用下拉式列表选择“复位信号电平”是高电平或是低电平有效。
5)选中图4-83左边的“事件组态”参数组,可以用右边的复选框激活下列事件出现时是否产生中断(见图4-83):计数值等于参考值、出现外部复位事件和出现计数方向变化事件。
图4-83 高速计数器的事件组态
可以输入中断事件名称或采用默认的名称。生成处理各事件的硬件中断组织块后,可以将它们指定给中断事件。
6)选中图4-82左边的“硬件输入”参数组,在右边可以看到该HSC使用的硬件输入点和可用的最高频率(见图4-84)。
图4-84 输入点与计数频率
7)选中图4-82左边的“IO地址/硬件标识符”参数组,可以在右边修改HSC的起始地址(见图4-85)。
图4-85 地址与硬件ID
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