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高速计数器与CPU的数据交互

在高速计数器的应用中，CPU会将每个计数器的测量值存储于一个特定的输入过程映像区，这一数据类型被标识为32位双整型有符号数。用户具备在设备组态中修改这些存储地址的权限，并且能够在程序中直接访问这些地址。但值得注意的是，由于过程映像区受到扫描周期的制约，所读取到的值可能并非当前时刻的实际数值。在一个扫描周期内，这一数值会保持恒定，而计数器内的实际值却可能在此周期内发生变化，但这些变化并不会被用户所捕获。为了获取当前时刻的实际值，用户可以通过读取外设地址的方式来实现，例如ID1000的外设地址就是“ID1000：P”。详细的高速计数器寻址信息可见表1，它列出了各计数器的访问路径。

表1.高速计数器寻址

中断功能的应用

S7-1200 PLC在高速计数器中集成了中断功能，这一功能允许在特定条件下触发相应的程序。具体来说，有三种中断事件可以触发：一是当前计数值达到预设的数值；二是使用外部信号进行复位操作；三是在使用外部方向控制时，计数方向发生变化。

频率测量的特性

除了基本的计数功能，S7-1200 PLC还提供了频率测量功能。这一功能支持三种不同的测量周期：1.0秒、0.1秒和0.01秒。频率测量周期是指计算并返回新的频率值所需的时间间隔。不论选择哪种测量周期，所得到的频率值都会以Hz（每秒脉冲数）为单位，并且该值是基于上一个测量周期内所有测量值的平均。

高速计数器指令块的应用

为了使用高速计数器指令块，需要指定一个背景数据块来存储相关参数，如图1所示。详细的参数说明可参考表2，而可能出现的错误代码则列在表3中。

图1.高速计数器指令块

表2.高速计数器参数说明

表3.STATUS 错误代码

应用实例分析

假设我们有一个旋转机械，其上安装了单相增量编码器作为反馈装置，并将其接入到S7-1200 CPU。我们的需求是当计数达到25个脉冲时，计数器复位，并将M0.5置位，同时设定新的预置值为50个脉冲。当计数满50个脉冲后，M0.5复位，并将预置值重设为25，如此循环执行。针对这一应用，我们选择CPU 1214C，并设定高速计数器为HSC1，采用单相计数模式，内部方向控制，无需外部复位。为实现这一功能，我们将脉冲输入接入I0.0，并利用HSC1的预置值中断（CV=RV）功能。

硬件组态

1、选择CPU：首先，在PLC编程软件中选择适当的CPU型号。

图1.选中CPU

2、打开组态界面：选择CPU后，进入其属性以进行组态。

图2.选择属性打开组态界面

3、激活高速计数功能：在CPU属性中，找到并激活高速计数功能。

图3.激活高速计数功能

4、设置计数类型和方向：

图4.计数类型，计数方向

计数类型：选择Counting（计数）作为您需要的类型。

模式：根据您的输入信号类型，选择适当的模式。对于简单的脉冲输入，Single phase（单相）可能就足够了。

输入源：使用CPU集成的输入点作为计数器的输入。

计数方向：选择User program (internal direction control)（内部方向控制）允许您在程序中控制计数的方向。

初始计数方向：选择Count up（向上计数）作为初始方向。

5、初始值及复位组态：设置计数器的初始值和复位条件。

图5.初始值及复位组态

6、预置值中断组态：当计数器达到预置值时，配置中断以执行特定操作。

图6. 预置值中断组态

7、添加硬件中断：在CPU属性或中断配置中，添加与高速计数器相关的硬件中断。

图7.添加硬件中断
图8.组态添加的硬件中断

8、地址分配与硬件识别号：确认PLC为高速计数器分配的地址和硬件识别号。

图9.地址分配与硬件识别号

程序编写

1、打开硬件中断块：在PLC编程环境中，找到并打开与高速计数器相关的硬件中断块。

图10. 打开硬件中断块

2、添加高速计数器：在中断块中，添加高速计数器指令块或函数块。

图11.添加高速计数器

3、定义高速计数器背景数据块：为背景数据块分配适当的地址和参数。

图12. 定义高速计数器背景数据块

4、程序视图：在程序视图中，确保正确设置了高速计数器的参数，包括硬件识别号、使能更新初值、使能更新预置值、新的初始值和新的预置值。

图13. 程序视图

5、硬件标识符：确保在程序中使用的硬件识别号与在硬件组态中设置的相匹配。

图 14. 硬件标识符

6、下载程序：将完成的组态和程序下载到PLC CPU中。

7、执行与监控：一旦程序开始执行，您可以通过PLC编程软件读取当前的计数值（如ID1000）。