第5章-组织块、高速计数器和PWM

电气控制与PLC主讲教师：曾新红选用教材：《电气控制与PLC应用技术》曾新红

等主编广州航海学院5.4.1事件与组织块

5.4.2组织块的实验5.4.1事件与组织块1．启动组织块的事件2．不会启动OB的事件3．事件执行的优先级与中断队列4.

中断的响应时间5．时间延迟中断组织块2．不会启动OB的事件表5-9不会启动OB的事件事件级别事件事件优先级系统反应插入/拔出插入/拔出模块21STOP访问错误刷新过程映像的I/O访问错误22忽略编程错误块内的编程错误23STOPI/O访问错误块内的I/O访问错误24STOP超过最大循环时间的两倍超过最大循环时间的两倍27STOP3．事件执行的优先级与中断队列优先级、优先级组和队列用来决定事件服务程序的处理顺序。每个CPU事件都有它的优先级，不同优先级的事件分为3个优先级组。表5-8给出了各类事件的优先级、优先级组和队列深度。优先级的编号越大，优先级越高。时间错误中断具有最高的优先级26和27。事件一般按优先级的高低来处理，先处理高优先级的事件。优先级相同的事件按“先来先服务”的原则来处理。5.4.2组织块的实验1．循环执行组织块2．启动组织块3．循环中断组织块4．SRT_DINT与CANI_DINT指令5．时间延迟中断组织块OB15.5高速计数器指令5.5.1高速计数器工作模式5.5.2高速计数器寻址5.5.3中断功能5.5.4频率测量5.5.5高速计数器指令块5.5.6应用举例

在生产实际中，经常会遇到检测高频脉冲的应用，例如检测步进电机的运动距离，计算异步电机转速等，而普通计数器受限于扫描周期的影响，无法计量频率较高的脉冲。S7-1200CPU提供了最多6个(1214C)高速计数器，其独立于CPU的扫描周期进行计数。可测量的单相脉冲频率最高为100kHz，双相或A/B相频率最高为30kHz，高速计数器可用于连接增量型旋转编码器，用户通过对硬件组态和调用相关指令块来使用此功能。5.5.1高速计数器工作模式高速计数器定义的工作模式有以下5种：

①单相计数器，外部方向控制。②单相计数器，内部方向控制。③双相增/减计数器，取脉冲输入。④A/B相正交脉冲输入。⑤监控PTO输出。（仅限V2.2版本以前的S7-1200CPU）。

图5-49所示为单相计数，内部方向控制。图5-50所示为双相输入。图5-51所示为A/B相正交输入，1倍速。图5-52所示为A/B相正交输入，4倍速。图5-49单相计数原理图图5-50双相加减计数原理图图5-51A/B相正交1倍速原理图图5-52A/B相正交4倍速原理图

每种高速计数器有两种工作状态：

①外部复位，无启动输入。②内部复位，无启动输人。所有的计数器无需启动条件设置，在硬件向导中设置完成后下载到CPU中即可启动高速计数器。在A/B相正交模式下可选择1X（1倍）和4X（4倍）模式。高速计数功能所能支持的输入电压为24VDC，目前不支持5VDC的脉冲输入。表5-10列出了高速计数器的硬件输入定义和工作模式。表5-10高速计数器的硬件输入定义和工作模式

使用时应注意：

1、并非所有的CPU都可以使用6个高速计数器2、由于不同计数器在不同的模式下，同一个物理点会有不同的定义，在使用多个计数器时需要注意不是所有计数器可以同时定义为任意工作模式。3、高速计数器的输入使用与普通数字量输入相同的地址，当某个输入点已定义为高速计数器的输入点时，就不能再应用于其他功能，但在某个模式下，没有用到的输入点还可以用于其他功能的输入。4、监控PTO的模式只有HSC1和HSC2支持。使用此模式时，不需要外部接线，CPU在内部已做了硬件连接，可直接检测通过PTO功能所发脉冲。5.5.2高速计数器寻址

CPU将每个高速计数器的测量值存储在输入过程映像区内。表5-11为高速计数器寻址列表。表5-11高速计数器寻址高速计数器号数据类型默认地址高速计数器号数据类型默认地址HSC1DINTID1000HSC4DINTID1012HSC2DINTID1004HSC5DINTID1016HSC3DINTID1008HSC6DINTID10205.6PWM指令5.6.1PWM功能简介5.6.2PWM功能组态5.6.3PWM指令块5.6.4应用举例

教学目标

通过本节的学习，掌握PWM指令的应用。5.6.1PWM功能简介

PWM（脉冲宽度可调）是一种周期固定、脉宽可调节的脉冲输出，PWM原理如图5-72所示。图5-72PWM原理

S7-1200CPU提供了两个输出通道用于高速脉冲输出，分别可组态为PTO或PWM：PTO的功能只能由运动控制指令来实现，PWM功能使用CTRL_PWM指令块实现，当一个通道被组态为PWM时，将不能使用PTO功能。反之亦然。脉冲宽度可表示为脉冲周期的百分之几、千分之几、万分之几或S7analog（模拟量）形式，脉宽的范围可从0（无脉冲，数字量输出为0）到全脉冲周期（无脉冲，数字量输出为1）。

对于DC/DC/DC类型的CPU来说，添加信号板可以把PWM的功能移到信号板上，CPU本体上的DO点可以空闲出来作为其他功能。而对于Rly类型的CPU来说如果需要使用PWM功能，则必须添加相应型号的SB信号板。用来组态PWM功能的SB信号板的具体信息如表5-14所示。

表5-14组态PWM功能的SB信号板SB信号版类型订货号脉冲频率高速脉冲输出点个数DO4×24VDC6ES7-222-1BD30-0XB0200KHz可提供4个高速脉冲输出点4×24VDC6ES7-222-1AD30-0XB0200KHz可提供4个高速脉冲输出点DI/DO2DI/2×24VDC6ES7-223-DBD30-0XB020KHz可提供2个高速脉冲输出点2DI/2×24VDC6ES7-223-3BD30-0XB0200KHz可提供2个高速脉冲输出点2DI/2×5VDC6ES7-223-3AD30-0XB0200KHz可提供2个高速脉冲输出点5.6.2PWM功能组态

CPU的两路脉冲发生器，使用特定的输出点，如表5-15所列。用户可使用CPU集成输出点或信号板的输出点，表中所列为默认情况下的地址分配，用户也可自己更改输出地址。

无论点的地址如何变化，PTO1/PWM1总是使用第一组输出，PTO2/PWM2使用紧接着的一组输出，对于CPU集成点和信号板上的点都是如此。

表5-15脉冲功能输出点占用

具体的组态步骤如下所述。

①进入设备组态界面，选中CPU，单击“属性”按钮，选中脉冲发生器(PTO/PWM)选项，如图5-73所示。5.6.3PWM指令块

S7-1200CPU使用CTRL_PWM指令块实现PWM输出。P