STEP 7-MicroWIN SMART 西門子200smartPLC和編碼器進行高速計數程序學習(xi)

固件版本V1.0 的CPU SR20、 CPU SR40、 CPUST40 、CPU SR60 和 CPU ST60可以使用4個(ge) 60kHz單相高速計數器或2個(ge) 40kHz的兩(liang) 相高速計數器，而CPU CR40可以使用4個(ge) 30kHz單相高速計數器或2個(ge) 20kHz的兩(liang) 相高速計數器。

固件版本V2.0 到V2.2的標準型CPU（ST/SR20、ST/SR30、ST/SR40、ST/SR60）可以使用4個(ge) 200kHz單相高速計數器或2個(ge) 100kHz的兩(liang) 相高速計數器，而緊湊型CPU CR40、CR60可以使用4個(ge) 100kHz單相高速計數器或2個(ge) 50kHz的兩(liang) 相高速計數器。

固件版本V2.3 的標準型CPU支持6個(ge) 高速計數器，具體(ti) 請參考表1和表2。

表1 標準CPU高速計數器

標準型CPU 參數	CPU SR20 AC/DC/Relay	CPU ST20 DC/DC/DC	CPU SR30 AC/DC/Relay	CPU ST30 DC/DC/DC	CPU ST40 DC/DC/DC	CPU SR40 AC/DC/Relay	CPU ST60 DC/DC/DC	CPU SR60 AC/DC/Relay
高速計數器	6（全部）		6（全部）		6（全部）		6（全部）
——單相/雙相	4 @ 200 KHz +2 @30 KHz		5 @ 200 KHz +1 @30 KHz		4 @ 200 KHz +2 @30 KHz		4 @ 200 KHz +2 @30 KHz
——A/B相	2 @ 100 KHz+ 2@20Kz		3 @ 100 KHz+ 1@20Kz		2 @ 100 KHz+ 2@20Kz		2 @ 100 KHz+ 2@20Kz

表2 經濟型CPU參數

經濟型CPU 參數	CPU CR20s AC/DC/Relay	CPU CR30s AC/DC/Relay	CPU CR40s AC/DC/Relay	CPU CR60s AC/DC/Relay
高速計數器	4（全部）
——單相/雙相	4 @100 KHz	4 @ 100 KHz	4 @ 100 KHz	4 @ 100 KHz
——A/B相	2 @ 50 KHz	2 @ 50 KHz	2 @ 50 KHz	2 @ 50 KHz

計數器共有四種基本類型：帶有內(nei) 部方向控製的單相計數器，帶有外部方向控製的單相計數器，帶有兩(liang) 個(ge) 時鍾輸入的雙相計數器和A/B相正交計數器。

表3. 高速計數器的模式及輸入點：

模式	描述	輸入點
	HSC0	I0.0	I0.1	I0.4
	HSC1	I0.1
	HSC2	I0.2	I0.3	I0.5
	HSC3	I0.3
	HSC4	I0.6	I0.7	I1.2
	HSC5	I1.0	I1.1	I1.3
0	帶有內部方向控製的單相計數器	時鍾
1		時鍾		複位
3	帶有外部方向控製的單相計數器	時鍾	方向
4		時鍾	方向	複位
6	帶有增減計數時鍾的雙相計數器	增時鍾	減時鍾
7		增時鍾	減時鍾	複位
9	A/B相正交計數器	時鍾A	時鍾B
10		時鍾A	時鍾B	複位

表4. 高速計數器的尋址

高速計數器號	HSC0	HSC1	HSC2	HSC3	HSC4	HSC5
新當前值（新 CV）	SMD38	SMD48	SMD58	SMD138	SMD148	SMD158
新預置值（新 PV）	SMD42	SMD52	SMD62	SMD142	SMD152	SMD162
當前計數值（僅讀出）	HC0	HC1	HC2	HC3	HC4	HC5

高速計數器的具體(ti) 編程及相關(guan) 的中斷和其它參數，請參見《S7-200 SMART 係統手冊(ce) 》，上麵有詳細的闡述及例程。

下麵有編程向導

高速輸入降噪

要正確操作高速計數器，可能需要執行以下一項或兩(liang) 項操作：
● 調整 HSC 通道所用輸入通道的“係統塊”數字量輸入濾波時間。在 S7-200 SMART CPU 中。在 HSC 通道對脈衝(chong) 進行計數前應用輸入濾波。這意味著，如果 HSC 輸入脈衝(chong) 以輸入濾波過濾掉的速率發生，則 HSC 不會(hui) 在輸入上檢測到任何脈衝(chong) 。請務必將 HSC 的每路輸入的濾波時間組態為(wei) 允許以應用需要的速率進行計數的值。包括方向和複位輸入。下表顯示可檢測到的每種輸入濾波組態的最大輸入頻率。

表5.輸入濾波設置和可檢測到的最大輸入頻率

輸入濾波時間	可檢測到的最大頻率
0.2μs	200KHz （標準型CPU） 100KHz(緊湊型或經濟型CPU)
0.4μs	200KHz （標準型CPU） 100KHz(緊湊型或經濟型CPU)
0.8μs	200KHz （標準型CPU） 100KHz(緊湊型或經濟型CPU)
1.6μs	200KHz （標準型CPU） 100KHz(緊湊型或經濟型CPU)
3.2μs	156KHz （標準型CPU） 100KHz(緊湊型或經濟型CPU)
6.4μs	78kHz
12.8μs	39 kHz
0.2ms	2.5kHz
0.4ms	1.25kHz
0.8ms	625 Hz
1.6ms	312 Hz
3.2ms	156 Hz
6.4ms	78 Hz
12.8ms	39 Hz

輸入邏輯電平有效電壓範圍

表6. 輸入邏輯電平有效電壓範圍

CPU型號	邏輯1信號（最小）	邏輯0信號（最大）
SR、CR、CRS	2.5mA時 15VDC	1mA時 5VDC
ST20/30	I0.0-I0.3：8mA時 4VDC I0.6-I0.7：8mA時 4VDC 其他：2.5mA時15VDC	I0.0-I0.3：1mA時 1VDC I0.6-I0.7：1mA時 1VDC 其他：1mA時5VDC

●加入下拉電阻是為(wei) 了使輸入輸出信號達到其邏輯電平有效範圍。如果設備的輸出是集電極開路晶體(ti) 管，則可能出現這種情況。晶體(ti) 管關(guan) 閉時，沒有任何因素將信號驅動為(wei) 低電平狀態。信號將轉換為(wei) 低電平狀態，但所需時間將取決(jue) 於(yu) 電路的輸入電阻和電容。這種情況可能導致脈衝(chong) 丟(diu) 失。可通過將下拉電阻接到輸入信號的方法避免這種情況，如下圖所示。由於(yu) CPU 的輸入電壓是24V，因此電阻的額定0功率必須為(wei) 高功率。100 歐 5 瓦的電阻是一個(ge) 合適的選擇。

 

圖1. 集電極開路HSC輸入驅動接線下拉電阻

高速計數器指令向導

在 Micro/WIN SMART 中的命令菜單中選擇 Tools（工具）> Wizards（向導）中選擇 High Speed Counter（高速計數器向導） ，也可以在項目樹中選擇 Wizards（向導）文件夾中的 High Speed Counter（高速計數器向導）按鈕，如圖 1所示。

 

圖 1.選擇 HSC 向導

步驟一：選擇 HSC 編號，如圖 2所示。

 

圖 2.選擇計數器編號

步驟二：為(wei) 計數器命名，在左側(ce) 樹形目錄中選擇“高速計數器”，如圖 3所示。

 

圖 3.高速計數器命名

步驟三：選擇計數器模式，詳細信息請見“表1.高速計數器的模式及輸入點”。

 

圖 4.選擇高速計數器模式

步驟四：配置初始化信息。

 

圖 5. HSC 初始化選項

在上圖中：

1. 為(wei) 初始化子程序命名，或者使用默認名稱。

2. 設置計數器預置值：可以為(wei) 整數、雙字地址或符號名：如 5000、VD100、PV_HC0。用戶可使用全局符號表中雙字整數對應的符號名。如果用戶輸入的符號名尚未定義(yi) ，點擊' Generate （生成）’後會(hui) 看到：
   

 

這個(ge) 提示框顯示：“這不是定義(yi) 的全局符號。您希望定義(yi) 符號嗎”，點擊“是”

 

填入地址和注釋，注意：地址必須為(wei) 雙字地址， 注釋可以不填。

1. 設置計數器初始值：可以為(wei) 整數、雙字地址或符號名：5000、VD100、CV_HC0。

2. 初始化計數方向：增，減。

3. 對於(yu) 帶外部複位端的高速計數器，可以設定複位信號為(wei) 高電平有效或者低電平有效。

4. 使用A/B相正交計數器時，可以將計數頻率設為(wei) 1倍速或4倍速。使用非A/B相正交計數器時，此項為(wei) 虛。

5. S7-200 SMART 均不支持帶外部啟動端的高速計數器，因此此項為(wei) 虛。
   注意：所謂“高/低電平有效”指的是在物理輸入端子上的有效邏輯電平，即可以使 LED 燈點亮的電平。這取決(jue) 於(yu) 源型/漏型輸入接法，並非指實際電平的高、低。

步驟五：配置中斷事件，如圖 6所示。

 

圖 6.配置中斷

如圖 6所示，一個(ge) 高速計數器最多可以有 3 個(ge) 中斷事件，在白色方框中填寫(xie) 中斷服務程序名稱或者使用默認名稱：

在這裏配置的中斷事件並非必須，係由用戶根據自己的控製工藝要求選用。

1. 外部複位輸入有效值時中斷，如果使用的高速計數器模式不具有外部複位端，則此項為(wei) 虛。

2. 方向控製輸入狀態改變時的中斷，有以下 3 種情況會(hui) 產(chan) 生該中斷：

   • 單項計數器的內(nei) 部或外部方向控製位改變瞬間

   • 雙相計數器增、減時鍾交替的瞬間

   • A/B相脈衝(chong) 相對相位（超前或滯後）改變時瞬間

3. 當前值等於(yu) 預置值時產(chan) 生的中斷，通過向導，可以在該中斷的服務程序中重新設置高速計數器的參數，如預置值、當前值。一個(ge) 這樣的過程稱為(wei) '一步'。

步驟六：配置 HSC 步數，如圖 7所示，最多可設置 10 步。

 

圖 7. 配置 HSC 步數

步驟七：定義(yi) 高速計數器每一步的操作，如圖 8所示：

 

圖 8. HSC 第一步

在這裏配置的是當前值等於(yu) 設定值中斷的服務程序中的操作：

1. 向導會(hui) 自動為(wei) 當前值等於(yu) 預置值匹配一個(ge) 新的中斷服務程序，用戶可以對其重新命名，或者使用默認的名稱。

2. 勾選後，用戶在右側(ce) 輸入新的預置值。

3. 勾選後，用戶在右側(ce) 輸入新的當前值。

4. 如果選用的高速計數器模式有內(nei) 部方向控製位。

5. 使用相同的方法完成其餘(yu) 兩(liang) 步的設置

步驟八：完成向導，如圖 9所示：

 

圖 9. 完成向導

點擊向導對話框左側(ce) 樹形目錄中的選項“組件（Components）”可以看到此時向導生成的子程序和中斷程序名稱及描述，點擊“生成（Generate）”按鈕，完成向導。

注意：Micro/WIN SMART 高速計數器指令向導采用樹形目錄的形式，用戶可以直接在目錄樹中選擇相應選項進行設置，這種方式便於(yu) 用戶在完成指令向導後根據實際需求進行快速修改。

步驟九：調用子程序：

 

注意：

• HSC_INIT 為(wei) 初始化子程序，請在主程序塊中使用 SM0.1 或一條邊沿觸發指令調用一次此子程序。

• 向導生成的中斷服務程序及子程序都未上鎖，用戶可以根據自己的控製需要進行修改。