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高速計數器與CPU的數據交互

在高速計數器的應用中，CPU會將每個計數器的測量值存儲于一個特定的輸入過程映像區，這一數據類型被標識為32位雙整型有符號數。用戶具備在設備組態中修改這些存儲地址的權限，并且能夠在程序中直接訪問這些地址。但值得注意的是，由于過程映像區受到掃描周期的制約，所讀取到的值可能并非當前時刻的實際數值。在一個掃描周期內，這一數值會保持恒定，而計數器內的實際值卻可能在此周期內發生變化，但這些變化并不會被用戶所捕獲。為了獲取當前時刻的實際值，用戶可以通過讀取外設地址的方式來實現，例如ID1000的外設地址就是“ID1000：P”。詳細的高速計數器尋址信息可見表1，它列出了各計數器的訪問路徑。

表1.高速計數器尋址

中斷功能的應用

S7-1200 PLC在高速計數器中集成了中斷功能，這一功能允許在特定條件下觸發相應的程序。具體來說，有三種中斷事件可以觸發：一是當前計數值達到預設的數值；二是使用外部信號進行復位操作；三是在使用外部方向控制時，計數方向發生變化。

頻率測量的特性

除了基本的計數功能，S7-1200 PLC還提供了頻率測量功能。這一功能支持三種不同的測量周期：1.0秒、0.1秒和0.01秒。頻率測量周期是指計算并返回新的頻率值所需的時間間隔。不論選擇哪種測量周期，所得到的頻率值都會以Hz（每秒脈沖數）為單位，并且該值是基于上一個測量周期內所有測量值的平均。

高速計數器指令塊的應用

為了使用高速計數器指令塊，需要指定一個背景數據塊來存儲相關參數，如圖1所示。詳細的參數說明可參考表2，而可能出現的錯誤代碼則列在表3中。

圖1.高速計數器指令塊

表2.高速計數器參數說明

表3.STATUS 錯誤代碼

應用實例分析

假設我們有一個旋轉機械，其上安裝了單相增量編碼器作為反饋裝置，并將其接入到S7-1200 CPU。我們的需求是當計數達到25個脈沖時，計數器復位，并將M0.5置位，同時設定新的預置值為50個脈沖。當計數滿50個脈沖后，M0.5復位，并將預置值重設為25，如此循環執行。針對這一應用，我們選擇CPU 1214C，并設定高速計數器為HSC1，采用單相計數模式，內部方向控制，無需外部復位。為實現這一功能，我們將脈沖輸入接入I0.0，并利用HSC1的預置值中斷（CV=RV）功能。

硬件組態

1、選擇CPU：首先，在PLC編程軟件中選擇適當的CPU型號。

圖1.選中CPU

2、打開組態界面：選擇CPU后，進入其屬性以進行組態。

圖2.選擇屬性打開組態界面

3、激活高速計數功能：在CPU屬性中，找到并激活高速計數功能。

圖3.激活高速計數功能

4、設置計數類型和方向：

圖4.計數類型，計數方向

計數類型：選擇Counting（計數）作為您需要的類型。

模式：根據您的輸入信號類型，選擇適當的模式。對于簡單的脈沖輸入，Single phase（單相）可能就足夠了。

輸入源：使用CPU集成的輸入點作為計數器的輸入。

計數方向：選擇User program (internal direction control)（內部方向控制）允許您在程序中控制計數的方向。

初始計數方向：選擇Count up（向上計數）作為初始方向。

5、初始值及復位組態：設置計數器的初始值和復位條件。

圖5.初始值及復位組態

6、預置值中斷組態：當計數器達到預置值時，配置中斷以執行特定操作。

圖6. 預置值中斷組態

7、添加硬件中斷：在CPU屬性或中斷配置中，添加與高速計數器相關的硬件中斷。

圖7.添加硬件中斷
圖8.組態添加的硬件中斷

8、地址分配與硬件識別號：確認PLC為高速計數器分配的地址和硬件識別號。

圖9.地址分配與硬件識別號

程序編寫

1、打開硬件中斷塊：在PLC編程環境中，找到并打開與高速計數器相關的硬件中斷塊。

圖10. 打開硬件中斷塊

2、添加高速計數器：在中斷塊中，添加高速計數器指令塊或函數塊。

圖11.添加高速計數器

3、定義高速計數器背景數據塊：為背景數據塊分配適當的地址和參數。

圖12. 定義高速計數器背景數據塊

4、程序視圖：在程序視圖中，確保正確設置了高速計數器的參數，包括硬件識別號、使能更新初值、使能更新預置值、新的初始值和新的預置值。

圖13. 程序視圖

5、硬件標識符：確保在程序中使用的硬件識別號與在硬件組態中設置的相匹配。

圖 14. 硬件標識符

6、下載程序：將完成的組態和程序下載到PLC CPU中。

7、執行與監控：一旦程序開始執行，您可以通過PLC編程軟件讀取當前的計數值（如ID1000）。