高速计数器与旋转编码器的实际应用场景和作用

1.高速计数器的编程

高速计数器的编程方法有两种，一是采用梯形图或语句表进行正常编程，二是通过STEP7-Micro／WIN编程软件进行引导式编程。不论哪一种方法，都先要根据计数输入信号的形式与要求确定计数模式；然后选择计数器编号，确定输入地址。

分拣单元所配置的PLC是S7-224XPAC／DC／RLY主单元，集成有6点的高速计数器，编号为HSC0～HSC5，每一编号的计数器均分配有固定地址的输入端。同时，高速计数器可以配置为12种模式中的任意一种，如表5-10所示。

表5-10　S7-200PLC的HSC0～HSC5输入地址和计数模式

根据分拣单元旋转编码器输出的脉冲信号形式（A／B相正交脉冲，Z相脉冲不使用，无外部复位和启动信号），由表5-10容易确定，所采用的计数模式为模式9，选用的计数器为HSC0，B相脉冲从I0.0输入，A相脉冲从I0.1输入，计数倍频设定为4倍频。分拣单元高速计数器编程要求较简单，不考虑中断子程序，预置值等。

使用引导式编程，很容易自动生成符号地址为“HSC_INIT”的子程序，其程序清单如图5-19所示。引导式编程的步骤从略，请参考S7-200系统手册。

在主程序块中使用SM0.1（上电首次扫描ON）调用此子程序，即完成高速计数器定义并启动计数器。

2.举例

［例］　旋转编码器脉冲当量的现场测试。

前面已经指出，根据传送带主动轴直径计算旋转编码器的脉冲当量，其结果只是一个估算值。在分拣单元安装调试时，除了要仔细调整尽量减少安装偏差外，尚须现场测试脉冲当量值。一种测试方法的步骤如下所述。

图5-19　子程序HSC_INIT清单

（1）分拣单元安装调试时，必须仔细调整电动机与主动轴联轴的同心度和传送皮带的张紧度。调节张紧度的两个调节螺栓应平衡调节，避免皮带运行时跑偏。传送带张紧度以电动机在输入频率为1Hz时能顺利启动、低于1Hz时难以启动为宜。测试时可把变频器设置为在BOP操作板进行操作（启动／停止和频率调节）的运行模式，即设定参数P0700＝1（使能BOP操作板上的起动／停止按钮），P1000＝1（使能电动电位计的设定值）。(www.xing528.com)

（2）安装调整结束后，变频器参数设置为：P0700＝2，即指定命令源为“由端子排输入”；P0701＝16，即确定数字输入DIN1为“直接选择+ON”命令；P1000＝3，即频率设定值的选择为固定频率；P1001＝25Hz，即DIN1的频率设定值。

（3）在PC机上用STEP7-Micro／WIN编程软件编写PLC程序，主程序清单如图5-20所示，编译后传送到PLC。

（4）运行PLC程序，并置于监控方式。在传送带进料口中心处放下工件后，按启动按钮启动运行。工件传送一段较长距离后，按下停止按钮停止运行。观察STEP7-Micro／WIN软件监控界面上VD0的读数，将此值填写到表5-11的“高速计数脉冲数”一栏中；然后在传送带上测量工件移动的距离，把测量值填写到表中“工件移动距离”一栏中；计算高速计数脉冲数／4的值，填写到“编码器脉冲数”一栏中；则脉冲当量μ计算值＝工件移动距离／编码器脉冲数，填写到相应栏目中。

图5-20　脉冲当量现场测试主程序

表5-11　脉冲当量现场测试数据

（5）重新把工件放到进料口中心处，按下启动按钮即进行第二次测试。进行三次测试后，求出脉冲当量μ平均值为μ＝（μ1+μ2+μ3）／3＝0.2576。

按图5-6所示的安装尺寸重新计算旋转编码器到各位置应发出的脉冲数：当工件从下料口中心线移至传感器中心时，旋转编码器发出456个脉冲；移至第一个推杆中心点时，发出650个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出1021个脉冲；移至第三个推杆中心点时，约发出1361个脉冲。上述数据4倍频后，就是高速计数器HC0的经过值。

在本项工作任务中，编程高速计数器的目的，是根据HC0当前值确定工件位置，与存储到指定的变量存储器的特定位置数据进行比较，以确定程序的流向。特定位置数据是：进料口到传感器位置的脉冲数为1824，存储在VD10单元中（双整数）；进料口到推杆1位置的脉冲数为2600，存储在VD14单元中；进料口到推杆2位置的脉冲数为4084，存储在VD18单元中；进料口到推杆3位置的脉冲数为5444，存储在VD22单元中。

可以使用数据块对上述V存储器赋值，在STEP7-Micro／WIN界面项目指令树中，选择数据块→用户定义1；在所出现的数据页界面上逐行键入V存储器起始地址、数据值及其注释（可选），允许用逗号、制表符或空格作地址和数据的分隔符号，如图5-21所示。

注意：特定位置数据均从进料口开始计算，因此，每当待分拣工件下料到进料口，电机开始启动时，必须对HC0的当前值（存储在SMD38中）进行一次清零操作。

图5-21　使用数据块对V存储器赋值