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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

S7-1200PLC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，S7-1200PLC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S7-1200CPU。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，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CPU1214C，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：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，Singlephase（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Userprogram (internal directioncontrol)（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PLCCPU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）。