SIMATIC S7 PLC原理及应用 教学课件 ppt 作者 龙志文 第四章 西门子200(3)

1、【例4-29】采用中断指令完成每隔0.1s将模拟量输入值采集进来，存放在VW10中。 分析： 要完成定时采集输入信号，可以定时中断0或1来完成，并将定时值送到MW34或MW35中，并将中断事件号（10或11）与中断服务程序连接（ATCH）起来。 定时中断的目的是完成模拟量的采集过程，所以中断服务程序应该是采集模拟量。 具体的参考程序如图4-74所示，本程序采用定时中断0来完成控制。,图4-74 定时采集模拟量程序,（三）高速计数器（High Speed Counter）指令 普通计数器是按照顺序扫描的方式进行工作，在每个扫描周期中，对计数脉冲只能进行一次累加。然而，当输入脉冲信号的频率比PLC的扫描频率高时，普通计数器将无法正确完成计数任务。在PLC中，处理比扫描频率高的输入信号的任务是由高速计数器来完成的。 在S7-200CPU内置46个高速计数器（HSC0HSC5，其中CPU221和CPU222不支持HSC1及HSC2）。这些高速计数器工作频率可达到20kHz，有12种工作模式，而且不影响CPU性能。,1高速计数器的工作模式 高速计数器共有12种工作模式，大体可分为四类： （1）带

2、内部方向控制的单向计数器，这类计数器只有一个计数输入端，工作模式为模式0、1、2； （2）带外部方向控制的单向计数器，这类计数器只有一个计数输入端，增加了一个外部输入点来控制计数方向（增计数还是减计数），工作模式为模式3、4、5； （3）双向计数器，这类计数器有两个计数输入端，一个增计数输入端，一个减计数输入端。这类计数器的工作模式为模式6、7、8； （4）正交计数器，这种计数器有两个时钟脉冲输入端，一个输入端叫A相，一个输入端叫B相。当A相时钟脉冲超前B相时钟脉冲时，计数器进行增计数。当A相时钟脉冲滞后B相时钟脉冲时，计数器进行减计数。这类计数器的工作模式为模式9、10、11。在正交模式下，可选择1倍或4倍计数速率来计数。 对于相同的操作模式，全部计数器的运行方式均相同，并非每种计数器均支持全部工作模式。HSC0、HSC3、HSC4、HSC5的工作模式见表4-29。 HSC1、HSC2的工作模式见表4-30。,表4-29 高速计数器工作模式（一）,表4-30 高速计数器工作模式（二）,*注：上两表中所用到的输入点如果不使用高速计数器，可作为一般的数字量输入点，或作为中断事件的输入点。

3、只有在使用高速计数器时，才分配给高速计数器。,2高速计数器引发的中断事件 为了满足高速计数器的计数频率，使得无法实时监控高速计数器的当前值，而且高速计数器也不存在自己的触点。即对于高速计数器的运行监控是通过中断来完成的，全部高速计数器均支持当前值等于设定值（CV=PV）中断，并且除HC3和HC5外还支持计数方向改变中断和外部复位中断。由表4-28可以看出，与高速计数器有关的中断事件共有14个，整理后如表4-31所示。,表4-31 高速计数器引发的中断事件,3高速计数器的状态字 为了监视高速计数器的工作状态，执行由高速计数器引起的中断事件，每个高速计数器都在特殊继电器区SMB安排一个状态字节，该字节的低5位（04位）均未使用，其高三位反映了这个计数器的工作状态，表示当前计数方向以及当前值是否大于或等于预设数值。高速计数器的状态字的有效位见表4-32。,表4-32 高速计数器的状态字,*注：只有执行高速计数器的中断程序时，状态字节的状态位才有效,4高速计数器的控制字 定义计数器及计数器模式后，可对计数器动态参数进行编程。各高速计数器均有控制字节，可起动或关闭计数器、控制方向（只用于模式0、

4、1、2）或其它全部模式的初试计数方向、装载当前数值及预设数值。高速计数器的控制字见表4-33。,表4-33 高速计数器的控制字节,5高速计数器的当前值和设定值 每个高速计数器都有一个32位的当前值寄存器和一个32位的设定值寄存器，当前值和设定值都是有符号整数。为了向高速计数器装入新的当前值和设定值，必须设定包含当前值或设定值的控制字节及特殊内存字节。然后执行HSC指令，使新数值传送到高速计数器。表4-34列举了用于装入新当前值及设定值的特殊内存字节。,表4-34 高速计数器的当前值和设定值,6高速计数器指令 高速计数器的指令有2条：定义高速计数器指令HDEF和执行高速计数指令HSC。 （1）定义高速计数器指令HDEF（High-speed counter Definition） HDEF指令的功能是为某个要使用的高速计数器选定一种工作模式。每个高速计数器在使用前，都要用HDEF指令来定义工作模式，并且每个高速计数器只能有一种工作模式，即只能定义一次。其格式如图4-75所示,图4-75 定义高速计数器指令HDEF,定义高速计数器指令有两个数据输入端： HSC为要使用的高速计数器编号，数据

5、类型为字节型，数据范围为05的常数，分别对应HSC0HSC5； MODE为高速计数器的工作模式，数据类型为字节型，数据范围为011的常数，分别对应12种工作模式。当允许输入EN有效时，为指定的高速计数器HSC定义工作模式MODE。 影响高速计数器允许输出ENO正常工作的出错条件为：SM4.3（运行时间），0003（输入冲突），0004（中断中的非法指令），000A（HSC重新定义）。,（2）执行高速计数指令HSC（High-Speed Counter） 高速计数器在定义之后，高速计数器在复位、更新当前值、更新设定值时，都要使用执行高速计数器指令HSC，执行HSC的目的是使高速计数器的设置生效，按照指定的工作模式执行计数操作。,执行高速计数指令有一个数据输入端N： N为高速计数器的编号，数据类型为字型，数据范围为05的常数，分别对应高速计数器HC0HC5。当允许输入EN有效时，启动N号高速计数器工作。 影响HSC指令允许输出ENO正常工作的出错条件为：SM4.3（运行时间），0001（在HDEF之前使用HSC），0005（同时使用HSC/PLS）。,图4-76 执行高速计数器指令HSC,

6、7高速计数器的初始化 由于高速计数器的HDEF指令在进入RUN模式后只能执行一次，为了使减少程序运行时间，优化程序结构，一般以子程序的形式进行初始化。下面以HC1为例，介绍高速计数器的各个工作模式的初始化步骤。 （1）调用初始化程序：利用SM0.1来调用一个初始化子程序。 （2）装载控制字：在初始化子程序中，根据需要向SMB47装入控制字节。 例如： 对于模式0，1，2来说，SMB47=16#F8，其意义是：允许计数，允许写入新的当前值，允许写入新的设定值，计数方向为增计数，启动和复位信号均为高电平有效。 对于模式3，4，5来说，SMB47=16#F8，其意义是：允许计数，允许写入新的当前值，允许写入新的设定值，计数方向由外部输入点I0.7控制（I0.7=0为减，I0.7=1为增），启动和复位信号均为高电平有效。 对于模式6，7，8来说，SMB47=16#F8，其意义是：允许计数，允许写入新的当前值，允许写入新的设定值，I0.6为增脉冲输入端，T0.7为减脉冲输入端，启动和复位信号均为高电平有效。 对于模式6，7，8来说，SMB47=16#F8，其意义是：允许计数，允许写入新的当前值，

7、允许写入新的设定值，计数方向为增计数，启动和复位信号均为高电平有效，计数频率为4倍频。如果SMB47=16#FC时，计数频率改为1倍频。,（3）执行HDEF指令：HSC端为1（选择1号高速计数器），MODE端为011（12种模式区别见表4-30）。 （4）装载高速计数器的当前值：将希望的当前计数值装入SMD48（装载0进行清除）。 （5）装载高速计数器的设定值：将希望的设定值装入SMD52（双字尺寸数值）。 （6）设置中断：如果希望捕获当前值等于设定值，将CV=PV中断事件（事件13）与中断程序连接（ATCH），并编写中断服务程序；如果希望捕获外部复位中断事件，编写与中断事件号15相关联的中断服务程序。 （7）全局开中断：执行ENI指令，启动全局中断。 （8）执行HSC指令：执行HSC指令，使S7-200对HSC1进行编程。 （9）退出初始化子程序。,【例4-30】高速计数器应用举例：某产品包装生产线应用高速计数器对产品进行累计和包装，每检测到500个产品时，自动启动包装机进行包装，计数方向由内部信号控制（增计数），能够手动复位采用的PLC为S7-200的CPU222。 设计步骤： 选

8、择高速计数器，确定工作模式。 在本例题中，选择的高速计数器为HC0，由于要求计数方向可由外部信号控制，且不要求复位信号输入，确定工作模式为模式3。采用当前值等于设定值的中断事件，中断事件号为12，启动包装机工作子程序。高速计数器的初始化采用子程序。 用SM0.1调用高速计数器初始化子程序，子程序号为SBR_0。 向SMB37写入控制字，SMB37=16#F8。,执行HDEF指令，输入参数：HSC为0，MODE为1，需要2个输入端：I0.0为脉冲端，I0.2为手动复位端。 向SMD38写入当前值，SMD38=0。 向SMD42写入设定值，SMD42=500。 执行建立中断连接指令ATCH，输入参数：INT为INT_0，EVNT为12。 编写中断服务程序INT0，在本例题中为调用包装机控制子程序，子程序号为SBR_1。 执行全局开中断指令ENI。 执行HSC指令，对高速计数器编程并投入运行。 控制系统的梯形图程序如图4-77所示。,图4-77 高速计数器应用举例,（四）高速脉冲输出指令PLS（Pulse） 在需要对负载进行高精度控制时，例如对步进电机的控制，需要对步进电机提供一系列的脉冲，

9、PLC的高速脉冲输出功能就是为了满足这种需要而开发的。 S7-200每个CPU有两个PTO/PWM生成器，输出高速脉冲序列及脉宽调制波形。指令格式如图4-78所示,图4-78 高速脉冲输出指令,高速脉冲输出指令的功能是当允许输入EN有效时，检测各个相关特殊继电器的状态，激活由控制字节定义的高速脉冲输出操作。PLS指令只有一个数据输入端Q，只能取常数0或1，对应从Q0.0或Q0.1输出高速脉冲。,1高速脉冲输出端子 在S7-200中，只有输出继电器Q0.0和Q0.1具有高速脉冲输出功能，如果不需要进行高速脉冲输出时，Q0.0和Q0.1可以作为普通的数字量输出点使用。一旦需要使用高速脉冲输出功能时，必须通过Q0.0和Q0.1输出高速脉冲，同时不能有其他附加功能。 2高速脉冲输出形式 高速脉冲输出有两种输出形式： （1）高速脉冲序列（或称高速脉冲串）输出PTO（Pulse Train Output），功能是提供周期及脉冲数目由用户控制的方波（50%占空比）输出。 （2）脉冲宽度调制输出PWM（Pulse Width Modulation），功能是提供周期时间及脉宽时间由用户控制的、持续的变化的占空比输出，其中周期时间与脉宽时间间的关系如图4-79所示。,图4-79 PWM输出形式,3.与高速脉冲输出控制相关的特殊继电器 在S7-200中，如果使用高速脉冲输出功能时，都对应一些特殊继电器，包括1个8位的状态字节（SMB66，对应Q0.0，或SMB76，对应Q0.1），1个8位的控制字节（SMB67或SMB77），2个16位的时间寄存器（SMB68或SMB78，存周期时间，SMB70或SMB80（只有PWM使用），存脉宽时间），1个32位的PTO计数器（SMB72或SMB82），1个8位的段数寄存器（SMB166或SMB176），1个16位的偏移地址寄存器（SMB168或SMB178）。通过这些特殊继电器，来控制高速脉冲输出的工作状态，输出形式及设置各种参数。,（1）高速脉冲输出的状态字节 在采用PTO输出形式时，Q0.0和Q0.1都有一个状态字节来监控PTO的运行状态，分别为SMB66和SMB67，它们的低四位均未使用，其高四位的功能见表4-35。,表4-35 PTO输出的状态字节,（2）高速脉冲输出的控制字节 高速脉冲输出的控制字节

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