西門子S7-200高速計(jì)數(shù)器詳細(xì)解說

1.高速計(jì)數(shù)器指令
    普通計(jì)數(shù)器受CPU掃描速度的影響，是按照順序掃描的方式進(jìn)行工作。在沒個(gè)掃描周期中，對計(jì)數(shù)脈沖只能進(jìn)行一次累加；對于脈沖信號的頻率比PLC的掃描頻率高時(shí)，如果仍采用普通計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加，必然會丟失很對輸入脈沖信號。在PLC中，對比掃描頻率高的輸入信號的計(jì)數(shù)可也使用高速計(jì)數(shù)器指令來實(shí)現(xiàn)。
    在S7-200的CPU22X中，高速計(jì)數(shù)器數(shù)量及其地址編號表如下
    CPU類型 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226
    高速計(jì)數(shù)器數(shù)量 4 6
    高速計(jì)數(shù)器編號 HC0,HC3~HC5 HC0~HC5
    1．高速計(jì)數(shù)器指令
    高速計(jì)數(shù)器的指令包括：定義高速計(jì)數(shù)器指令HDEF 和執(zhí)行高速計(jì)數(shù)指令HSC，如表
    HDEF HSC
   
    (1) 定義高速計(jì)數(shù)器指令HDEF
    HDE指令功能是為某個(gè)要使用的高速計(jì)數(shù)器選定一種工作模式。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器在使用前，都要用HDEF指令來定義工作模式，并且只能用一次。它有兩個(gè)輸入端：HSC為要使用的高速計(jì)數(shù)器編號，數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型，數(shù)據(jù)范圍為0~5的常數(shù)，分別對應(yīng)HC0~
    HC5;MOCE為高速計(jì)數(shù)的工作模式，數(shù)據(jù)類型為字節(jié)型，數(shù)據(jù)范圍為0~11的常數(shù)，分別對應(yīng)12種工作模式。當(dāng)準(zhǔn)許輸入使能EN有效時(shí)，為特定的高速計(jì)數(shù)器HSC定義工作模式MODE。
    （2）執(zhí)行高速計(jì)數(shù)指令HSC
    HSC指令功能功能是根據(jù)與高速計(jì)數(shù)器相關(guān)的特殊繼電器確定在控制方式和工作狀態(tài)，使高速計(jì)數(shù)器的設(shè)置生效，按照指令的工作模式的工作模式執(zhí)行計(jì)數(shù)操作。它有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端N：N為高速計(jì)數(shù)器的編號，數(shù)據(jù)類型的字型，數(shù)據(jù)范圍為0~5的常數(shù)，分別對應(yīng)高速計(jì)數(shù)器HC0~HC5.當(dāng)準(zhǔn)許輸入EN使能有效時(shí)，啟動(dòng)N號高速計(jì)數(shù)器工作。
    2．高速計(jì)數(shù)器的輸入端
    高速計(jì)數(shù)器的輸入端不像普通輸入端那樣有用戶定義，而是由系統(tǒng)特定的輸入點(diǎn)輸入信號，每個(gè)高速計(jì)數(shù)器對它所支持的脈沖輸入端，方向控制，復(fù)位和啟動(dòng)都有專用的輸入點(diǎn)，通過比較或中斷完成預(yù)定的操作。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器專用的輸入點(diǎn)如表
    高速計(jì)數(shù)器的輸入點(diǎn)
   
   
   
   
    高速計(jì)數(shù)器標(biāo)號 輸入點(diǎn) 高速計(jì)數(shù)器標(biāo)號 輸入點(diǎn)
    HC0 I0.0,I0.1,I0.2 HC3 I0.1
    HC1 I0.6,I0.7,I1.0,11.1 HC4 I0.3,I0.4,I0.5
    HC2 I1.2,I1.3,,I1.4,I1.5 HC5 I0.4
    3．高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)
    系統(tǒng)為每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都在特殊寄存器區(qū)SMB提供了一個(gè)狀態(tài)字節(jié)，為了監(jiān)視高速計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)，執(zhí)行由高速計(jì)數(shù)器引用的中斷事件，其格式如表。
    高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)
    HC0 HC1 HC2 HC3 HC4 HC5 描述
    SM36.0 SM46.0 SM56.0 SM36.0 SM146.0 SM156.0 不用
    SM36.1 SM46.1 SM56.1 SM36.1 SM146.1 SM156.1
    SM36.2 SM46.2 SM56.2 SM36.2 SM146.2 SM156.2
    SM36.3 SM46.3 SM56.3 SM36.3 SM146.3 SM156.3
    SM36.4 SM46.4 SM56.4 SM36.4 SM146.4 SM156.4
    SM36.5 SM46.5 SM56.5 SM36.5 SM146.5 SM156.5 當(dāng)前計(jì)數(shù)的狀態(tài)位0=減計(jì)數(shù)，1=增計(jì)數(shù)
    SM36.6 SM46.6 SM56.6 SM36.6 SM146.6 SM156.6 當(dāng)前值等于設(shè)定值的狀態(tài)位0=不等于，1=等于
    SM36.7 SM46.7 SM56.7 SM36.7 SM146.7 SM156.7 當(dāng)前值大于設(shè)定值得狀態(tài)位0=小于等于，1=大于
    只有執(zhí)行高速計(jì)數(shù)器的中斷程序時(shí)，狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位才有效。
    4.高速計(jì)數(shù)器的工作模式
    高速計(jì)數(shù)器有12種不同的工作模式（0`~11）,分為4類。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有多種工作模式，可以通過編程的方法，使用定義高速計(jì)數(shù)器指令HDEF來選定工作模式。
    （1） 各個(gè)高速計(jì)數(shù)器的工作模式
    1． 高速計(jì)數(shù)器HC0是一個(gè)通用的增減計(jì)數(shù)器，工有8種模式，可也通過編程來選擇不同的工作模式，HC0的工作模式如表
    HC0的工作模式
    模式 描述 控制位 I0.0 I0.1 I0.2
    0 內(nèi)部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 SM37.3=0,減 脈沖
    1 SM37.3=1,增 復(fù)位
    3 外部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 I0.1=0，減 脈沖 方向
    4 I0.1=1，增 復(fù)位
    6 增/減計(jì)數(shù)脈沖輸入控制的雙向計(jì)數(shù)器 外部輸入控制 曾計(jì)數(shù)
    脈沖 減計(jì)數(shù)
    脈沖
    7 復(fù)位
    9 A/B相正交計(jì)數(shù)器 A超前B,曾計(jì)數(shù) 外部輸入控制 A相脈沖 B相脈沖
    10 B超前A，減計(jì)數(shù) 復(fù)位
    2高速計(jì)數(shù)器HC1共有12種操作模式如表
    HCI的操作模式
    模式 描述 控制位 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1
    0 內(nèi)部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 SM47.3=0,減
    SM47.3=1,增 脈沖
    1 復(fù)位
    2 啟動(dòng)
    3 外部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 I0.7=0，減
    I0.7=1，增 脈沖 方向
    4 復(fù)位
    5 啟動(dòng)
    6 增/減計(jì)數(shù)脈沖輸入控制的雙向計(jì)數(shù)器 外部輸入控制 曾計(jì)數(shù)
    脈沖 減計(jì)數(shù)
    脈沖
    7 復(fù)位
    8 啟動(dòng)
    9 A/B相正交計(jì)數(shù)器
    A超前B，曾計(jì)數(shù)
    B超前A，減計(jì)數(shù) 外部輸入控制 A相
    脈沖 B相
    Mc
    10 復(fù)位
    11 啟動(dòng)
    3.高速計(jì)數(shù)器HC2共有12種操作模式，如表
    HC2的操作模式
    模式 描述 控制位 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5
    0 內(nèi)部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 SM573=0,減
    SM57.3=1，增 脈沖
    1 復(fù)位
    2 啟動(dòng)
    3 外部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 I1.3=0，減
    I1.3=1，增 脈沖 方向
    4 復(fù)位
    5 啟動(dòng)
    6 增/減計(jì)數(shù)脈沖輸入控制的雙向計(jì)數(shù)器 外部輸入控制 曾計(jì)數(shù)
    脈沖 減計(jì)數(shù)
    脈沖
    7 復(fù)位
    8 啟動(dòng)
    9 A/B相正交計(jì)數(shù)器
    A超前B，曾計(jì)數(shù)
    B超前A，減計(jì)數(shù) 外部輸入控制 A相
    脈沖 B相
    Mc
    10 復(fù)位
    11 啟動(dòng)
    4高速計(jì)數(shù)器HC3只有一種操作模式，如表
    HC3的操作模式
    模式 描述 控制位 I0.1
    0 內(nèi)部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 SM137.0=0,減；SM137.3=1，增 脈沖
    5.高速計(jì)數(shù)器HC4有8操作模式，如表
    HC4的操作模式
   
    模式 描述 控制位 I0.3 I0.4 I0.5
    0 內(nèi)部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 SM147.3=0,減 脈沖
    1 SM147.3=1,增 復(fù)位
    3 外部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 I0.1=0,減 脈沖 方向
    4 I0.1=1，增 復(fù)位
   
    6
    增/減計(jì)數(shù)脈沖輸入控制的雙向計(jì)數(shù)器
    外部輸入控制 增計(jì)數(shù)
    脈沖 減計(jì)數(shù)
    脈沖
    7 復(fù)位
    9 A/B相正交計(jì)數(shù)器
    A超前B，曾計(jì)數(shù)
    外部輸入控制 A相
    脈沖 B相
    脈沖
    10 B超前A，減計(jì)數(shù) 復(fù)位
    6.高速計(jì)數(shù)器HC5只有一種操作模式如表
    HC5的操作模式
    模式 描述 控制位 I0.4
    0 內(nèi)部方向控制的單向增/減計(jì)數(shù)器 SM157.3=0,減SM157.3=1,增 脈沖
   
    4.高速計(jì)數(shù)器的控制字節(jié)
    系統(tǒng)為每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都安排了一個(gè)特殊寄存器SMB作為控制字，可也通過對控制字節(jié)特定為的設(shè)置，確定高速計(jì)數(shù)器的工作模式。S7-200在執(zhí)行HSC指令前，首先要檢查與每個(gè)高速計(jì)數(shù)器相關(guān)的控制字節(jié)，在控制字節(jié)中設(shè)置了啟動(dòng)輸入信號和復(fù)位輸入信號的有效電平，正交計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)倍率，計(jì)數(shù)方向采用內(nèi)部控制的有效電平，是否允許改變計(jì)數(shù)方向，是否允許更新設(shè)定值，是否允許更新當(dāng)前值，以及是否允許執(zhí)行高速計(jì)數(shù)指令。
    高數(shù)計(jì)數(shù)器的控制字節(jié)
    HCO HC1 HC2 HC3 HC4 HC5 描述
    SM37.0 SM47.0 SM57.0 ---- SM147.0 ------ 復(fù)位輸入控制電平有效值：、
    0=高電平有效，1=低電平有效
    ------ SM47.1 SM57.1 ----- ----- ------- 啟動(dòng)輸入控制電平有效值：
    0=高電平有效，1=低電平有效
    SM37.2 SM47.2 SM57.2 ----- SM147.2 -------- 倍率選擇：0=4倍率，1=1倍率
    SM37.3 SM47.3 SM57.3 SM137.3 SM147.3 SM157.3 計(jì)數(shù)方向控制：0為減1為曾
    SM37.4 SM47.4 SM57.4 SM137.4 SM147.4 SM157.4 改變計(jì)數(shù)方向控制：0=不改變
    1=準(zhǔn)許改變
    SM37.5 SM47.5 SM57.5 SM137.5 SM147.5 SM157.5 改變設(shè)定值控制：0=不改變
    1=準(zhǔn)許改變
    SM37.6 SM47.6 SM57.6 SM137.6 SM147.6 SM157.6 改變當(dāng)前值控制：0=不改變
    1=準(zhǔn)許改變
    SM37.7 SM47.7 SM57.7 SM137.7 SM147.7 SM157.7 高速計(jì)數(shù)控制：0=禁止計(jì)數(shù)
    1=準(zhǔn)許計(jì)數(shù) 
    說明：
    （1） 在高速計(jì)數(shù)器的12種工作模式中，模式0、模式3、模式6和模式9，是既無啟動(dòng)輸入，又無復(fù)位輸入的計(jì)數(shù)器，在模式1、模式4、模式7和模式10中，是只有復(fù)位輸入，而沒有啟動(dòng)輸入的計(jì)數(shù)器；在模式2、模式5、模式8和模式11中，是既有啟動(dòng)輸入，又有復(fù)位輸入的計(jì)數(shù)器。
    （2） 當(dāng)啟動(dòng)輸入有效時(shí)，允許計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；當(dāng)啟動(dòng)輸入無效時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變；當(dāng)復(fù)位輸入有效時(shí)，將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值寄存器清零；當(dāng)啟動(dòng)輸入無效，而復(fù)位輸入有效時(shí)，則忽略復(fù)位的影響，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變；當(dāng)復(fù)位輸入保持有效，啟動(dòng)輸入變?yōu)橛行r(shí)，則將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值寄存器清零。
    （3） 在S7-200中，系統(tǒng)默認(rèn)的復(fù)位輸入和啟動(dòng)輸入均為高電平有效，正交計(jì)數(shù)器為4倍頻，如果想改變系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，需要設(shè)置如上表中的特殊繼電器的第0，1，2位。
    各個(gè)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向的控制，設(shè)定值和當(dāng)前值的控制和執(zhí)行高速計(jì)數(shù)的控制，是由表4-22中各個(gè)相關(guān)控制字節(jié)的第3位至第7位決定的。
    6.高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值寄存器和設(shè)定值寄存器
    每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有1個(gè)32位的經(jīng)過值寄存器HC0-HC5，同時(shí)每個(gè)高速計(jì)數(shù)器還有1個(gè)32位的當(dāng)前值寄存器和1個(gè)32位的設(shè)定值寄存器，當(dāng)前值和設(shè)定值都是有符號的整數(shù)。為了向高速計(jì)數(shù)器裝入新的當(dāng)前值和設(shè)定值，必須先將當(dāng)前值和設(shè)定值以雙字的數(shù)據(jù)類型裝入如表所列的特殊寄存器中。然后執(zhí)行HSC指令，才能將新的值傳送給高速計(jì)數(shù)器。
    高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值
    HC0 HC1 HC2 HC3 HC4 HC5 說明
    SMD38 SMD48 SMD58 SMD138 SMD148 SMD158 新當(dāng)前值
    SMD42 SMD52 SMD62 SMD142 SMD152 SMD162 新設(shè)定值  
    7.高速計(jì)數(shù)器的初始化
    由于高速計(jì)數(shù)器的HDEF指令在進(jìn)入RUN模式后只能執(zhí)行1次，為了減少程序運(yùn)行時(shí)間優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，一般以子程序的形式進(jìn)行初始化。下面以HC2為例，介紹高速計(jì)數(shù)器的各個(gè)工作模式的初始化步驟。
    1． 利用SM0.1來調(diào)用一個(gè)初始化子程序。
    2． 在初始化子程序中，根據(jù)需要向SMB47裝入控制字。例如，SMB47=16#F8，其意義是：準(zhǔn)許寫入新的當(dāng)前值，準(zhǔn)許寫入新的設(shè)定值，計(jì)數(shù)方向?yàn)樵?jì)數(shù)，啟動(dòng)和復(fù)位信號為高電平有效。
    3． 執(zhí)行HDEF指令，其輸入?yún)?shù)為:HSC端為2（選擇2號高速計(jì)數(shù)器），MODE端為0/1/2(對應(yīng)工作模式0，模式1，模式2)
    4． 將希望的當(dāng)前技術(shù)值裝入SMD58(裝入0可進(jìn)行計(jì)數(shù)器的清零操作)
    5． 將希望的設(shè)定值裝入SMD62
    6． 如果希望捕獲當(dāng)前值等于設(shè)定值的中斷事件，編寫與中斷事件號16相關(guān)聯(lián)的中斷服務(wù)程序
    7． 如果希望捕獲外部復(fù)位中斷事件，編寫與中斷事件號18相關(guān)聯(lián)的中斷服務(wù)程序。
    8． 執(zhí)行ENI指令
    9． 執(zhí)行HSC指令
    10． 退出初始化子程序
    8高速計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例
    某產(chǎn)品包裝生產(chǎn)線用高速計(jì)數(shù)器對產(chǎn)品進(jìn)行累計(jì)和包裝，每檢測1000個(gè)產(chǎn)品時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行包裝，計(jì)數(shù)方向可由外部信號控制，。
    設(shè)計(jì)步驟：
    1． 選擇高速計(jì)數(shù)器，確定工作模式
    在本例中，選擇的高速計(jì)數(shù)器為HC0，由于要求技術(shù)方向可由外部信號控制，而其不要復(fù)位信號輸入，確定工作模式為模式3，采用當(dāng)前值等于設(shè)定值得中斷事件，中斷事件號為12，啟動(dòng)包裝機(jī)工作子程序，高速計(jì)數(shù)器的初始化采用子程序。
    2． 用SM0.1調(diào)用高速計(jì)數(shù)器初始化子程序，子程序號為SBR_0
    3． 向SMB37寫入控制字SMB37=16#F8
    4． 執(zhí)行HDEF指令，輸入?yún)?shù)：HSC為0，MODE為3
    5． 向SMD38寫入當(dāng)前值，SMD38=0
    6． 向SMD42寫入設(shè)定值。SMD42=1000
    7.,執(zhí)行建立中斷連接指令A(yù)TCH,輸入?yún)?shù)：INT為INT-0,EVNT為12
    8．編寫中斷服務(wù)程序INT0,在本例中為調(diào)用包裝機(jī)控制子程序，子程序號為SBR
    -1
    9.執(zhí)行全局開中斷指令ENI
    10.執(zhí)行HSC指令，對高速計(jì)數(shù)器編程并投入運(yùn)行。
    MAIN
   
    SBR_0