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

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

固件版本V1.0 的CPU SR20、 CPU SR40、 CPUST40 、CPU SR60 和 CPU ST60可以使用4個60kHz單相高速計數器或2個40kHz的兩相高速計數器，而CPU CR40可以使用4個30kHz單相高速計數器或2個20kHz的兩相高速計數器。

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200kHz單相高速計數器或2個100kHz的兩相高速計數器，而緊湊型CPU CR40、CR60可以使用4個100kHz單相高速計數器或2個50kHz的兩相高速計數器。

固件版本V2.3 的標準型CPU支持6個高速計數器，具體請參考表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 SR30 AC/DC/Relay	CPU ST40 DC/DC/DC	CPU ST60 DC/DC/DC
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：帶有內部方向控制的單相計數器，帶有外部方向控制的單相計數器，帶有兩個時鐘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	帶有內部方向控制的單相計數器	時鐘
1	帶有內部方向控制的單相計數器	時鐘		復位
3	帶有外部方向控制的單相計數器	時鐘	方向
4	帶有外部方向控制的單相計數器	時鐘	方向	復位
6	帶有增減計數時鐘的雙相計數器	增時鐘	減時鐘
7	帶有增減計數時鐘的雙相計數器	增時鐘	減時鐘	復位
9	A/B相正交計數器	時鐘A	時鐘B
10	A/B相正交計數器	時鐘A	時鐘B	復位

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

高速計數器的具體編程及相關的中斷和其它參數，請參見《S7-200 SMART 系統手冊》，上面有詳細的闡述及例程。

下面有編程向導

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項操作：
● 調整 HSC 通道所用輸入通道的“系統塊”數字量輸入濾波時間。在 S7-200 SMART CPU 中。在 HSC 通道對脈沖進行計數前應用輸入濾波。這意味著，如果 HSC 輸入脈沖以輸入濾波過濾掉的速率發生，則 HSC 不會在輸入上檢測到任何脈沖。請務必將 HSC 的每路輸入的濾波時間組態為允許以應用需要的速率進行計數的值。包括方向和復位輸入。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范圍

表6. 輸入邏輯電平有效電壓范圍

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

●加入下拉電阻是為了使輸入輸出信號達到其邏輯電平有效范圍。如果設備的輸出是集電極開路晶體管，則可能出現這種情況。晶體管關閉時，沒有任何因素將信號驅動為低電平狀態。信號將轉換為低電平狀態，但所需時間將取決于電路的輸入電阻和電容。這種情況可能導致脈沖丟失。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。由于 CPU 的輸入電壓是24V，因此電阻的額定0功率必須為高功率。100 歐 5 瓦的電阻是一個合適的選擇。

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：為計數器命名，在左側樹形目錄中選擇“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：

為初始化子程序命名，或者使用默認名稱。
設置計數器預置值：可以為整數、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，點擊' Generate （生成）’后會看到：

這個提示框顯示：“這不是定義的全局符號。您希望定義符號嗎”，點擊“是”

填入地址和注釋，注意：地址必須為雙字地址，注釋可以不填。

設置計數器初始值：可以為整數、雙字地址或符號名：5000、VD100、CV_HC0。
初始化計數方向：增，減。
對于帶外部復位端的高速計數器，可以設定復位信號為高電平有效或者低電平有效。
使用A/B相正交計數器時，可以將計數頻率設為1倍速或4倍速。使用非A/B相正交計數器時，此項為虛。
S7-200 SMART 均不支持帶外部啟動端的高速計數器，因此此項為虛。
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。這取決于源型/漏型輸入接法，并非指實際電平的高、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，一個高速計數器最多可以有 3 個中斷事件，在白色方框中填寫中斷服務程序名稱或者使用默認名稱：

在這里配置的中斷事件并非必須，系由用戶根據自己的控制工藝要求選用。

外部復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復位端，則此項為虛。
方向控制輸入狀態改變時的中斷，有以下 3 種情況會產生該中斷：
- 單項計數器的內部或外部方向控制位改變瞬間
- 雙相計數器增、減時鐘交替的瞬間
- A/B相脈沖相對相位（超前或滯后）改變時瞬間
當前值等于預置值時產生的中斷，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。一個這樣的過程稱為'一步'。

步驟六：配置 HSC 步數，如圖 7所示，最多可設置 10 步。