第4章 应用指令1c

第5章特殊指令

5.2.1

高速计数5.2.2高速脉冲输出

返回本章首页1.高速计数器介绍普通计数器是按照顺序扫描的方式进行工作，每个扫描周期中，对计数脉冲值进行一次累加，当输入脉冲的频率比PLC扫描频率高时，则不能准确计数。可用高速计数器。高速计数器最大计数频率可达20kHz，主要用于电机转速的检测，距离检测等。（1）数量及编号高速处理类指令主要有高速计数器指令和高速脉冲输出指令。5.2.1高速计数器一、高速计数器占用输入端子S7-200PLC有六个高速计数器，其占用的输入端子如下表所示。各高速计数器不同的输入端有专用的功能，如：时钟脉冲端、方向控制端、复位端、启动端等。P135-P136上述输入点在不使用高速计数器时，可作为一般的数字量输入点（2）中断事件类型PLC可用的高速计数器的中断事件大致分为3类：当前值等于预设值中断输入方向改变中断外部复位中断。所有高速计数器都支持当前值等于预设值中断。每个高速计数器的3种中断的优先级由高到低，不同高速计数器之间的优先级又按编号顺序由高到低。具体对应关系如表5.8所示。高速计数器的中断的优先级P136（3）工作模式高速计数器的工作模式共有12种。6个计数器功能不完全一样。可通过编程，使用定义高速计数器指令HDEF来选定工作模式。P1352.高速计数指令

高速计数指令有两条HDEF和HSC。其指令格式见表5-10。

LADSTL功能描述HDEFHSCMODE高速计数器定义指令，使能输入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作模式HSCN高速计数器指令，使能输入有效时，根据高速计数器特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指定的模式，设置高速计数器并控制其工作0~50~50~11每个高速计数器都有固定的特殊功能存储器与之相配合，完成高速计数功能。具体对应关系如表5.11所示。3.高速计数器的使用方法

反映工作状态见书表3-7启动或关闭计数器，控制方向等见书表3-81选择计数器及工作模式2设置控制字节3执行HDEF指令

4设定当前值和预设值

5设置中断事件并全局开中断6执行HSC指令

高速计数器编程步骤：如：对一高速脉冲信号进行增减计数，计数当前值达到120产生中断，计数方向由外部信号控制（主机CPU224）（1）选HSC0模式3，I0.0计数I0.1方向控制（书P135）（2）SMB37---F8（3）执行HDEF指令（4）0—SMD38,120---SMD42（5）12---INT0（6）执行HSC指令4.应用实例

要对一高速事件精确控制，通过对脉冲信号进行增计数，计数当前值达到24产生中断，重新从0计数，对中断次数进行累计。计数方向用一个外部信号控制，并能实现外部复位。所用的主机型号为CPU221。设计步骤：①选择高速计数器HSC0，并确定工作方式4。②令SM37=16#F8③执行HDEF指令，输入端HSC为0，MODE为4。④装入当前值，令SMD38=0。⑤装入设定值，令SMD42=24。⑥执行中断连接ATCH指令，输入端INT为INT0，EVNT为12。

主程序、初始化子程序和中断程序分别如图5.12、图5.13和图5.14所示。图5.12主程序图5.13初始化子程序12图5.14中断程序返回本节5.2.2高速脉冲输出

在需要对负载进行高精度控制时，如对步进电机的控制，需要对步进电机提供一系列的脉冲，高速脉冲输出指令就是为满足这种需求而开发的。1.高速脉冲输出介绍（1）输出端子的确定（Q0.0或Q0.1）（2）高速脉冲输出的形式(PTO或PWM)（3）相关寄存器

(SMB67或SMB77等)（4）脉冲输出指令

(PLS)（1）用于脉冲输出（Q0.0或Q0.1）的特殊存储器

（2）

S7-200PLC有两条高速脉冲输出指令：PTO（输出一个频率可调，占空比为50%的脉冲）和PWM（输出占空比可调的脉冲）。不用高速脉冲时，作普通的数字量输出点用。控制字节寄存器、状态字节寄存器和参数数值寄存器。（3）相关的寄存器控制字节P155

例：设置控制字节。用Q0.0作为高速脉冲输出，对应的控制字节为SMB67，如果希望定义的输出脉冲操作为PTO操作，允许脉冲输出，多段PTO脉冲串输出，时基为ms，设定周期值和脉冲数，则应向SMB67写入2#10101101，即16#AD。脉冲输出（PLS）指令Q取0或1对应Q0.0和Q0.1高速脉冲串输出PTO可采用中断方式进行控制，而脉宽调制输出PWM只能由指令PLS来激活。通常在启动PTO或PWM操作之前，用复位R指令将Q0.0或Q0.1清0。2.高速脉冲串输出PTO（1）周期和脉冲数（2）PTO的种类（3）中断事件类型（4）PTO的使用

PTO功能可输出一定脉冲个数和占空比为50%的方波脉冲。（1）周期和脉冲数周期：单位可以是微秒μs或毫秒ms；为16位无符号数据，周期变化范围是50~65535μs或2~65535ms，通常应设定周期值为偶数，若设置为奇数，则会引起输出波形占空比的轻微失真。如果编程时设定周期单位小于2，系统默认按2进行设置。脉冲数：用双字长无符号数表示，脉冲数取值范围是1~4294967295之间。如果编程时指定脉冲数为0，则系统默认脉冲数为1个。SM67.3（2）PTO的种类根据管线的实现方式分：单段管线---管线中只能存放一个脉冲串的控制参数（入口地址）。在当前脉冲串输出期间，要对下一个脉冲串的相关寄存器进行更新。当前脉冲串输出完成，即可开始输出新脉冲串。编程复杂。多段管线---输出多个脉冲串。需要在变量存储区(V)建包络表，在包络表中存储各脉冲串的参数，当执行PLS指令时，CPU自动按顺序从包络表中调出各个脉冲串的入口地址，连续输出各个脉冲串。多管线PTO

包络表由包络段数和各段构成。每段长度为8个字节，包括：脉冲周期值（16位）、周期增量值（16位）和输出脉冲数（32位）。以包络3段的包络表为例，包络表的结构如表所示。（3）中断事件类型高速脉冲串输出可以采用中断方式进行控制，各种型号的PLC可用的高速脉冲串输出的中断事件有两个，如表5.18所示。（4）PTO的使用----编程要点1.确定脉冲串的输出端及管线的实现方式（单段或多段）

2.设置控制字节---将控制字写入SMB67或SMB773.写入周期值、周期增量值和脉冲数周期增量值=(Tn+1-Tn)/N

其中：Tn-------该段开始的周期时间

Tn+1------该段结束的周期时间

N------该段脉冲数4.装入包络表的首地址5.设置中断事件并全局开中断6.执行PLS指令3.应用实例（1）控制要求步进电机转动过程中，要从A点加速到B点后恒速运行，又从C点开始减速到D点，完成这一过程时用指示灯显示。电机的转动受脉冲控制，A点和D点的脉冲频率为2kHz，B点和C点的频率为10kHz，加速过程的脉冲数为400个，恒速转动的脉冲数为4000个，减速过程脉冲数为200个。工作过程如图5.15所示。图5.15步进电机工作过程400个脉冲4000个脉冲200个脉冲2kHz2kHz10kHz（2）分析确定脉冲发生器及工作模式

设置控制字节

写入周期值、周期增量值和脉冲数

装入包络表首地址

中断调用

执行PLS指令

1用Q0.0，多管线方式—3段（AB段、BC段、

CD段

）2确定周期值的时基单位，BC段频率最大10KHZ，对应的周期值为100us,时基单位为us，所以SMB67---16#A03确定初始周期，周期增量初始周期：求每段的频率的倒数可得AB段500us,BC段100us，CD段100us周期增量=(Tn+1-Tn)/N，AB段-1，BC段0，CD段24设包络表首地址VB400建立包络表。√√包络表（3）程序实现本控制系统主程序如下图5.16所示。初始化子程序SBR_1如图5.17所示。包络表子程序如图5.18所示。中断程序如图5.19所示。图5.16主程序图5.17初始化子程序SBR_1表明包络表的首地址为VB400图5.18包络表子程序SBR_0（1）

LDSM0.0//运行脉冲MOVB3,VB400////定义开始字节//为VB400//装入段数3MOVW+500,VW401////第1段周期初//值为500ms////图5.18包络表子程序SBR_0（1）

MOVW

+100,VW409

//

//第2段周期初

//值为100ms

//

//

MOVW

0,VW411

//

//第2段周期

//增量为0

MOVD

+4000,VD413

//

//第2段脉冲数

//为4000个

图5.18包络表子程序SBR_0（2）图5.19

中断程序4.宽度可调脉冲输出PWM从Q0.0或Q0.1输出周期固定，脉冲宽度变化的脉冲信号（1）周期和脉冲宽度周期同PTO。脉冲宽度为16为无符号数，脉冲宽度增量单位为us或ms。范围0~65535，占空比为0~100%。当脉冲宽度大于或等于周期时输出将连续接通。为0时，输出一直被关断。（2）更新方式

根据在改变脉冲宽度时是否需要改变时间基准，可分为同步更新和异步更新。返回本节同步更新：脉宽的改变和PWM脉冲的新周期同步发生。适用于不需要改变时间基准的情况，常用中断实现。异步更新：需要改变时间基准时使用。异步更新可能会导致PWM功能暂时失效，造成被控装置的振动。（3）PWM的使用---编程要点确定高速PWM的输出端（Q0.0或Q0.1）初始化设置设置控制字节---将控制字写入SMB67或SMB77写入周期值SMW68(78)、写入脉冲宽度值SMW70(80)执行PLS指