西门子S7-1200 PLC的高速计数功能是其重要的特性之一,以下是对该功能的详细介绍:
一、概述
S7-1200 CPU提供了最多6个(在1214C型号中)高速计数器,这些计数器独立于CPU的扫描周期进行计数。高速计数器可测量的单相脉冲频率最高为100KHz,双相或A/B相最高为30KHz。除了计数功能外,高速计数器还可用于频率测量,并且可以与增量型旋转编码器连接,实现更复杂的控制任务。
二、工作模式
高速计数器定义了五种工作模式,以满足不同的应用需求:
计数器,外部方向控制:在此模式下,计数器的计数方向由外部信号控制。
单相计数器,内部方向控制:计数器的计数方向由内部程序控制,适用于单相脉冲输入。
双相增/减计数器,双脉冲输入:计数器根据双相脉冲的上升沿和下降沿进行增减计数。
A/B相正交脉冲输入:此模式适用于A/B相正交脉冲输入,可以选择1X(1倍)和4X(4倍)模式进行计数。
监控PTO输出:此模式用于监控脉冲宽度可调的输出(PTO)所发出的脉冲。
三、工作状态
每种高速计数器有两种工作状态:
外部复位,无启动输入:计数器的复位由外部信号控制,无需启动输入。
内部复位,无启动输入:计数器的复位由内部程序控制,同样无需启动输入。
四、输入电压与地址
高速计数功能所能支持的输入电压为24V DC,目前不支持5V DC的脉冲输入。高速计数器的输入使用与普通数字量输入相同的地址,但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。
五、寻址与存储
CPU将每个高速计数器的测量值存储在输入过程映像区内,数据类型为32位双整型有符号数。用户可以在设备组态中修改这些存储地址,并在程序中直接访问。然而,由于过程映像区受扫描周期影响,在一个扫描周期内,此数值不会发生变化,但高速计数器中的实际值有可能会在一个周期内变化。因此,用户可通过读取外设地址的方式,读取到当前时刻的实际值。
六、频率测量
S7-1200 CPU除了提供计数功能外,还提供了频率测量功能。频率测量周期有三种不同的选择:1.0秒、0.1秒和0.01秒。无论选择何种测量周期,测量出的频率值总是以Hz(每秒脉冲数)为单位,且为上一个测量周期中所有测量值的平均数。
七、指令块与参数
高速计数器指令块需要使用指定背景数据块用于存储参数。这些参数包括高速计数器硬件识别号、方向选择、新初始值、新参考值以及新频率测量周期等。
八、应用实例
假设在旋转机械上有单相增量编码器作为反馈,接入到S7-1200 CPU,要求在计数25个脉冲时,计数器复位,并重新开始计数,周而复始执行此功能。针对此应用,可以选择CPU 1214C,高速计数器为HSC1,模式为单相计数、内部方向控制、无外部复位。脉冲输入应接入I0.0,使用HSC1的预置值中断(CV=RV)功能实现此应用。
综上所述,西门子S7-1200 PLC的高速计数功能具有多种工作模式、灵活的工作状态选择、广泛的输入电压支持和强大的频率测量功能。通过合理的配置和编程,可以实现精确计数和频率测量,满足各种工业自动化控制任务的需求。