高速计数器的基础知识解析

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：S7-1200 PLC提供了最多6个高速计数器，其独立于CPU的扫描周期进行计算，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。每种高速计数器有外部复位和内部复位两种工作状态。表9-13列出了高速计数器的工作模式和硬件输入定义。表9-14为高速计数器默认地址列表。图9-20 高速计数器指令块表9-15 所示为高速计数器指令块参数

S7-1200 PLC提供了最多6个高速计数器，其独立于CPU的扫描周期进行计算，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，通过对硬件组态和调用相关指令块来使用此功能。

1.高速计数器的工作模式

S7-1200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，如图9-17所示。

②单相计数器，内部方向控制，如图9-17所示。

图9-17 单相计数器原理图

③双相增/减计数器，双脉冲输入，如图9-18所示。

图9-18 双相加/减计数器原理图

④A/B相正交脉冲输入，图9-19所示为1倍速A/B相正交输入示意图。

图9-19 A/B相正交1倍速原理图

⑤监控PTO输出。

每种高速计数器有外部复位和内部复位两种工作状态。所有的计数器无需启动条件设置，在硬件设备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1×（1倍）和4×（4倍）模式。高速计数功能所能支持的输入电压为DC24 V，目前不支持DC 5 V的脉冲输入。表9-13列出了高速计数器的工作模式和硬件输入定义。

表9-13 高速计数器硬件输入定义与工作模式

注：高速计数器功能的硬件指标，如最高计数器频率等，请以最新的系统手册为准。

并非所有的CPU都可以使用6个高速计数器，例如1211C只有6个集成输入点，所以最多只能支持4个（使用信号板的情况下）高速计数器。

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。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。

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。

S7-1200 PLC除了提供技术功能外，还提供了频率测量功能，有3种不同的频率测量周期：1.0 s，0.1 s和0.01 s。频率测量周期是这样定义的：计算并返回频率值的时间间隔。返回的频率值为上一个测量周期中所有测量值的平均值，无论测量周期如何选择，测量出的频率值总是以Hz（每秒脉冲数）为单位。

2.高速计数器寻址

CPU将每个高速计数器的测量值以32位双整型有符号数的形式存储在输入过程映像区内，在程序中可直接访问这些地址，可以在设备组态中修改这些存储地址。由于过程映像区受扫描周期的影响，在一个扫描周期内高速计数器的测量数值不会发生变化，但高速计数器中的实际值有可能会在一个扫描周期内发生变化，因此可通过直接读取外设地址的方式读取到当前时刻的实际值。以IDI000为例，其外设地址为“ID100：P”。表9-14为高速计数器默认地址列表。

表9-14 高速计数器寻址