S7-200系列PLC计数器指令优化

计数器用来累计输入脉冲的次数，在实际应用中用来对产品迸行计数或完成复杂的逻辑控制任务。计数器的使用和定时器基本相似，编程时输入它的计数设定值，计数器累计它的脉冲输入端信号上升沿的个数。当计数达到设定值时，计数器发生动作，以便完成计数控制任务。

1.几个基本概念

（1）种类 S7-200系列PLC的计数器有三种：加（增）计数器CTU、减计数器CTD和加减计数器CTUD。

（2）编号 计数器的编号用计数器名称和数宇（0～255）组成，即C×××，如C60。

计数器的编号包含两方面的信息：计数器位和计数器当前值。

计数器位：计数器位和继电器一样是一个开关量，表示计数器是否发生动作的状态。当计数器的当前值等于设定值时，该位被置位为1。

计数器当前值：其值是一个存储单元，它用来存储计数器当前所累计的脉冲个数，用16位符号整数来表示，最大值为32767。

（3）计数器的输入端和操作数 设定值输入为数据类型为INT型。寻址范围为VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常数。一般情况下使用常数作为计数器的设定值。

2.计数器指令使用说明

（1）3条计数器指令

1）加计数器CTU（Count Up）。首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为0。在计数脉冲输入端CU的每个上升沿，计数器计数1次，当前值增加一个数值。当前值达到设定值时，计数器位为ON，当前值可继续计数到32767后停止计数。复位输入端有效或对计数器执行复位指令，计数据自动复位，即计数器位为OFF，当前值为0。加计数程序与时序图如图3-10所示。

图3-10 加计数程序与时序图

a）梯形图程序及指令表 b）时序图

2）减计数器CTD（Count Down）。首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为预设定值PV。在计数脉冲输入端CD的每个上升沿计数器计数1次，当前值减小一个数值。当前值减小到0时，计数器位置位为1（ON），其后一直为1。当复位输入端有效或对计数器执行复位指令时，计数器自动复位，即计数器位为OFF，当前值为设定值PV。减计数程序与时序图如图3-11所示。

3）加/减计数器CTUD（Count Up/Down）。加/减计数器有两个计数脉冲输入端：CU输入端用于递增计数，CD输入端用于递减计数。首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为0。CU输入的每个上升沿，都使计数器当前值增加一个数值。CD输入的每个上升沿，都使计数器当前值减小一个数值。当前值达到设定值时，计数器位置位为1（ON）。

加/减计数器当前值计数到32767（最大值）时，下一个CU输入的上升沿将使当前值跳变为最小值（-32767）；当前值达到最小值-32767后，下一个CD输入的上升沿将使当前值跳变为最大值32767。复位输入端有效或只用复位指令对计数器执行复位操作后，计数器自动复位，即计数器位为OFF，当前值为0。加/减计数据程序与时序图如图3-12所示。

三种计数器指令的LAD、STL格式及功能见表3-3。

图3-11 减计数程序与时序图

a）梯形图程序及指令表 b）时序图

图3-12 加/减计数据程序与时序图

a）梯形图程序及指令表 b）时序图

表3-3 三种计数器指令的LAD、STL格式及功能

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（2）计数器的使用

1）使用说明：

①三种计数器号的范围都是0～255，设定值PV端的取值范围都是1～32767。

②可以使用复位指令对计数器迸行复位。

③减计数器的装载输入端LD为ON时，计数器位被复位，设定值被装入当前值；对于加计数器与加减计数器，当复位输入端R为ON或执行复位指令时，计数器位被复位。

④对于加减计数器，当前值达到最大值32767时，下一个CU的正跳变将使当前值变为最小值-32767；反之亦然。

⑤结合时序图分析程序，有助于更好地理解计数器指令的应用。

2）应用举例。用计数器扩大定时器的定时范围，如图3-13所示。

图3-13 用计数器扩大定时器的定时范围

a）梯形图 b）时序图

开始时I0.2断开，T37复位不计时，其当前值变为0，PT值设定为3000（0.1s×3000=300s=5min）。当I0.2接通并保持时，T37线圈通电开始计时，当其当前值等于设定值3000，即300s的定时时间到时，T37位被置1，其常闭触点断开，使T37复位，当前值变为0，同时常闭触点又复位接通，T37线圈通电开始计时。T37周而复始地工作，直到I0.2断开。T37产生的300s（5min）时钟脉冲送给C4计数，计满12000个数宇后，C4的当前值等于设定值，其计数器位被置1，常开触点闭合，Q0.0得电接通。

T37为100ms定时器，经过C4扩大后，其总的定时时间为T_Σ=0.1K_TK_C=0.1s×3000×12000=1000h。

3）常用的计数器控制电路

①定时器和计数器组合实现长延时控制。定时器和计数器组合实现长延时控制的梯形图和语句表如图3-14所示。图中，当输入I0.0端接通，T33开始计时，经过1s后，其常开触点T33闭合，计数器C0开始递增计数；与此同时T33的常闭触点打开，T33断电；常开触点T33打开，计数器C0仅计数一次。而后T33开始重新计时，如此循环……；当C0计数器经过1s×20=20s后，计数器C0有输出，其常开触点C0闭合，输出Q0.0接通。显然，输入I0.0端接通后，延时20s后输出Q0.0接通。

图3-14 定时器和计数器组合实现长延时控制的梯形图和语句表

a）梯形图 b）语句表

由T33定时器和C0计数器组合实现长延时：由T33的1s定时器启动C0计数器计数，反复循环迸行，到C0计数20次后，由于C0常开触点闭合，输出Q0.0接通实现20s长延时控制。

②计数器串联组合实现时钟控制。高精度时钟控制的梯形图和语句表如图3-15所示。秒脉冲特殊存储器SM0.5作为秒发生器，用于计数器C51的计数脉冲信号，当计数器C51的计数累计值达到设定值60次时（即为1min时）计数器位置“1”，即C51的常开触点闭合，该信号将作为计数器C52的计数脉冲信号；计数器C51的另一常开触点使计数器C51复位（称为自复位式）后，使计数器C51从0开始重新计数。相似地，计数器C52计数到60次时（即为1h时）其两个常开触点闭合，一个作为计数器C53的计数脉冲信号，另一个使计数器C52自复位，又重新开始计数；计数器C53计数到24次时（即为1天），其常开触点闭合，使计数器C53自复位，又重新开始计数，从而实现时钟功能。输入信号I0.0、I0.1用于建立期望的时钟设置，即调整分针、时针。

图3-15 高精度时钟控制的梯形图和语句表

a）梯形图 b）语句表

计数器串联组合实现时钟控制，实现24h（即1天）时钟控制，常称为高精度时钟控制，如果加入显示屏输出部分，就可以作为PLC电子时钟。