西门子S7-1200PLC教程 课件 第12章高速计数器

第12章高速计数器S7-1200高速计数器简介S7-1200高速计数器组态与指令介绍S7-1200高速计数器指令应用举例

1S7-1200高速计数器简介

S7-1200高速计数器概述计数器工作模式高速计数器计数类型1S7-1200高速计数器简介——高速计数器概述1S7-1200高速计数器简介——高速计数器概述数字量输入滤波器可以防止程序响应输入信号中的意外快速变化，这些变化可能因开关触点跳跃或电气噪声产生。对于设置为高速计数器的输入，需要将输入滤波时间设置为适合的值以避免计数器遗漏。输入滤波时间可检测到最大频率6.4ms78Hz3.2ms156Hz1.6ms312Hz0.8ms625Hz0.4ms1.25KHz0.2ms2.5KHz128us39KHz6.4us78KHz3.2us156KHz1S7-1200高速计数器简介——高速计数器概述在生产实践中，经常会需要用到高频信号进行检测的场合，如定位控制的应用中用于检测移动的距离或是转过的角度，检测电机运行的速度等。通常使用的反馈传感器为编码器或光栅尺，在运行的过程中编码器或光栅尺通过发出高频脉冲信号来实时对位置或速度进行反馈，PLC通过记录反馈的脉冲数来得到实时的位置或速度，由于PLC中所使用的普通计数器受PLC扫描的影响，往往无法用于对这些高频信号进行采集，因此对于这些高频信号的采集，就需要应用到PLC中的高速计数器进行采集。1S7-1200高速计数器简介——高速计数器概述S7-1200V4.0提供了最多6个高速计数器（HSC1~HSC6），其独立于CPU的扫描周期进行计算。1217C可测量的脉冲频率最高为1MHz，其它型号的S7-1200V4.0CPU可测量的单相脉冲频率最高为100KHz，A/B相最高为80KHz。如果使用信号板还可以测量单相脉冲频率高达200KHz，A/B相最高为160KHz。CPU型号CPU输入通道高速计数器工作模式单相或两个相位计数A/B正交计数CPU1211CIa.0到Ia.5100KHZ80KHZ

CPU1212CIa.0到Ia.5100KHZ80KHZIa.6，Ia.730KHZ20KHZCPU1214C和CPU1215CIa.0到Ia.5100KHZ80KHZIa.6到Ib.530KHZ20KHZCPU1217CIa.0到Ia.5100KHZ80KHZIa.6到Ib.130KHZ20KHZIb.2到Ib.5（2+，2-到5+，5-）1MHZ1MHZSB信号板SB输入通道高速计数器工作模式单相或两个相位计数A/B正交计数SB1211Ie.0到Ie.3200KHZ160KHZSB1223Ie0,Ie1200KHZ160KHZSB1223Ie0,Ie130KHZ20KHZ1S7-1200高速计数器简介——高速计数器概述S7-1200V4.0CPU和信号板具有可组态的硬件输入地址，因此可测量到高速计数器频率与高速计数器无关，而与所使用的CPU和信号板的硬件输入地址有关。每个高速计数器并没有固定脉冲信号输入端。高速计数器数据类型默认地址HSC1DINTID1000HSC2DINTID1004HSC3DINTID1008HSC4DINTID1012HSC5DINTID1016HSC6DINTID10201S7-1200高速计数器简介——计数器工作模式计数器工作模式单相计数双相计数A/B正交单倍频A/B正交四倍频1S7-1200高速计数器简介——计数器工作模式（单相计数）所谓单相计数指的是只有一路脉冲信号输入到PLC，计数器所记录的脉冲数体现为加还是减，取决于方向信号，由方向信号的ON和OFF进行决定。方向信号可以选择为用户程序（内部控制），也可以选择外部输入（外部控制）。1S7-1200高速计数器简介——计数器工作模式（双相计数）双相计数具有两路脉冲输入信号，即一路为增计数脉冲，一路为减计数脉冲，当增脉冲信号输入时，计数器的当前值往上加，当减脉冲信号输入时，计数器的当前值往下减。1S7-1200高速计数器简介——计数器工作模式（A/B正交单倍频）A/B相计数，计数时，A相脉冲和B相脉冲同时输入到PLC,当A相脉冲超前B相脉冲90度时，计数器当前值往上加，当A相脉冲滞后B相脉冲90度时，计数器的当前值往下减。1S7-1200高速计数器简介——计数器工作模式（A/B正交四倍频）A/B正交计数器4倍频计数方式与A/B正交1倍频计数方式一样，不同之处在于每个信号的沿产生时，计数器的当前值都会发生变化1S7-1200高速计数器简介——计数器计数类型计数器计数类型计数周期频率运动控制1S7-1200高速计数器简介——计数器计数类型（计数）计数功能用于对输入脉冲数进行记录，根据输入方向控制的状态递增或递减计数器的当前值，也可通过外部I/O指定对当前值进行重置计数值或取消计数。当选择为计数模式时，需要设置计数器的工作模式和计数方向，及初始化计数方向，初始值及参考值等。1S7-1200高速计数器简介——计数器计数类型（周期）会在指定的时间周期内计算输入脉冲的次数。返回脉冲的计数及持续时间（单位为纳秒）。会在频率测量周期指定的时间周期结束后，捕获并计算值。使用周期功能时，需要设置频率测量周期，频率周期可选择1s,0.1s或0.01s。1S7-1200高速计数器简介——计数器计数类型（频率）测量输入脉冲和持续时间，然后计算出脉冲的频率。程序会返回一个有符号的双精度整数的频率（单位为Hz）。如果计数方向向下，该值为负，会在频率测量周期指定的时间周期结束时，捕获并计算值。同样对于频率测量也需要设置频率测量周期时间。

1S7-1200高速计数器简介——计数器计数类型（运动控制）用于运动控制计数对象，不适用于HSC指令，主要用于运动控制时实现闭环控制时使用，使用运动控制功能时，需要设置好工作模式。

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍高速计数器配置高速计数器指令高速计数器扩展指令2S7-1200高速计数器组态与指令介绍S7-1200高速计数器在使用时，需要在设备视图的CPU属性中对其进行配置，在S7-1200的高速计数器的配置项中，可根据实际使用的需要去进行选择配置。注意在使用时，根据所选择的CPU固件版本不一样，所需要配置的内容也会有所区别。固件版本为V4.1的CPU固件版本为V4.2的CPU2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——基本配置

所谓基本配置，就是指V4.1版本CPU中一些高速计数器功能的配置，使用时只需要配置完成后，不需要使用高速计数器指令，就可以进行高速计数器的计数。在基本配置中主要包含的配置内容有：启用高速计数器、

高速计数器的计数类型、工作模式、初始值以及相应的组态时间及输出事件、相应的脉冲输入点及I/O地址。启用高速计数器2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——配置高速计数器计数类型及工作模式

每个高速计数器可选择为不同的计数器类型及工作模式，因此在使用时需要根据需要的计数器类型及所接收的脉冲信号的类型选择对应的计数器类型及工作模式，在高速计数器名称下的功能选项中可以进行设置。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——初始值配置

当高速计数器的计数器类型选择为计数模式时，那么需要对初始值进行设置，若选择为周期或频率的计数模式时，无需设置初始值。在初始的设置中，需要设置初始计数器值和初始参考值，初始参考值可设置为两个。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——脉冲信号输入点配置

每个高速计数器并未指定固定的脉冲信号输入点，所以使用时需要进行配置，选择的高速脉冲输入信号点不一样，则所能接收的最高脉冲频率会不一样。输入滤波时间可检测到最大频率6.4ms78Hz3.2ms156Hz1.6ms312Hz0.8ms625Hz0.4ms1.25KHz0.2ms2.5KHz128us39KHz6.4us78KHz3.2us156KHz注意：需要调整响应的脉冲输入点的滤波时间2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——I/O地址配置

每个HSC当前值都以双字的存储空间存储在I存储器中，输入地址的可用范围：I0.0至I1023.7，默认起始地址从ID1000开始，使用时注意不要出现使用重复的情况。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——事件组态配置

高速计数器的计数器模式选择为计数时，可以在事件组态中组态当前值等于预设值中断，使用外部复位信号中断及带有外部方向控制时的方向改变中断，可通过点击下拉列表分配（或新建）成对应的硬件OB块。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——比较输出配置

启用“比较输出”值功能会生成一个可组态脉冲，每次发生组态的事件时便会产生脉冲，脉冲周期可设置为1~500ms，占空比可设置为1~100%。注意：如果正在输出脉冲期间又发生了组态的事件，则该事件不会产生新的脉冲。

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——同步输入功能

同步输入功能的作用西门子S7-1200产品从固件版本V4.2起新增了高速计数器的同步功能，同步功能可通过外部输入信号给计数器设置起始刻度值。也可通过执行CTRL_HSC_EXT指令对起始刻度值进行更改，这样用户可以对高速计数器进行复位操作。同步始终以输入信号出现值为准，且无论内部门状态如何，同步时钟有效。若使用了CTRL_HSC_EXT指令必须将“HSC_Count.EnSync”位沿为true才能启用同步功能。

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——同步输入功能

同步输入功能的作用当EnSync=1时，外围同步信号成立时，计时器设置起始刻度值。

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——同步输入配置

同步输入的信号电平，可设置高电平或低电平有效，上升沿或下降沿等几种方式。当使用同步输入后，需要在硬件输入选项中设置对应的输入点。

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——门输入功能

门输入功能的作用西门子S7-1200产品从固件版本V4.2起新增了高速计数器的门输入功能，通过内部门的状态来决定高速计数器是否开始计数。

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——门输入功能

门信号的分类

每个HSC通道有“软件门和硬件门”，这些门的状态将决定内部门的状态。当内部门状态打开时，高速计数器可进行计数，硬件门在计数器的组态配置时进行配置，软件门通过对计数器指令CTRL_HSC_EXT对应的变量的状态来表示。硬件门软件门

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——门输入功能

内部门的状态使用CTRL_HSC_EXT指令后，必须要保证内部门功能打开后，计数器才能开始计数。内部门功能的状态由硬件门和软件门来控制，关系如下所示：

使用CTRL_HSC_EXT指令关联的SDT中的“HSC_Count.EnHSC”使能位可对控制软件门进行控制。开启软件门时，将“HSC_Count.EnHSC”位设置为true,关闭软件门时，将“HSC_Count.EnHSC”位设置为false。硬件门软件门内部门打开/未组态打开打开打开/未组态已关闭已关闭已关闭打开已关闭已关闭已关闭已关闭

2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——门输入功能

硬件门信号输入的配置硬件门信号的配置，可配置为高电平有效或低电平有效，设置完成后，需要设置对用的输入点作为硬件门信号的输入点。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——捕捉功能捕捉功能的作用西门子S7-1200产品从固件版本V4.2起新增了高速计数器的门输入功能，通过“HSC_Count.EnCapture”位组态并启用捕获功能。捕获功能会在外部输入沿出现的位置捕获当前计数。指向CTRL_HSC_EXT指令后，程序会“HSC_Count.CapturedCount”存储捕获的值，无论内部门状态如何都可执行捕获功能始终有效必须通过用CTRL_HSC_EXT指令来获取捕获值。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——捕捉功能捕获信号输入配置通过捕获功能可实现对该高速计数器当前值进行保存。可以组态在上升沿或是下降沿或是上升沿与下降沿都进行捕捉。注意：捕捉输入功能在使用的过程中，需要配合高速计数器的扩展指令来一起使用。2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——高速计数器指令CTRL_HSC指令在使用时，可根据情况给相应的管脚赋相应的值，管脚说明及数据类型如下所示：引脚参数数据类型说明ENBOOL使能输入ENOBOOL使能输出HSCHW_HSC高速计数器硬件标识符DIRBOOL为1表示使能新方向CVBOOL为1表示使能新初始值RVBOOL为1表示使能新参考值PERIODBOOL为1表示使能新频率测量周期NEW_DIRINT方向选择1：=加计数器；-1：=减计数NEW_CVDINT新初始值NEW_RVDINT新参考值NEW_PERIODINT新频率测量周期BUSYBOOL处理状态STATUSWORD运行状态2S7-1200高速计数器组态与指令介绍——高速计数器指令CTRL_HSC指令主要用于完成参数写入的功能