编码器+高速计数器

2017/10/6
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S7-200 高速计数器基础
高速计数器对CPU扫描速率无法控制的高速事件进行计数，最多可配 置12种不同的操作模式。高速计数器的最高计数频率取决于CPU类型 。 其中CPU222和CPU221没有HSC1和HSC2
S7-200 高速计数器基础
模式0、 1、 2 的计数方式
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程序设计
设计思路：
一、传送带运行控制：
1、变频器参数设置 2、变频器运行控制
二、分拣继电器控制：
1、精准定位？
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知识拓展——旋转编码器
旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋 转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移 、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字 量输出（REP）。
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知识拓展-编码器
编码器
脉冲和脉冲当量 计算工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉 冲当量。若某主动轴的直径为d=43 mm,则减速电机每旋转一周，皮 带上工件移动距离L=π•d=3.14×43=136.35 mm。若分辨率500 线， 及旋转一周脉冲数为500，故脉冲当量μ为μ=L/500≈0.273 mm。 上述脉冲当量的计算只是理论上的推算。实际上各种误差因素不 可避免，例如传送带主动轴直径（包括皮带厚度）的测量误差，传 送带的安装偏差、张紧度，系统在工作台面上定位偏差等等，都将 影响理论计算值。脉冲当量的误差所引起的累积误差会随着工件在 传送带上运动距离的增大而迅速增加，甚至达到不可容忍的地步。 须现场测试脉冲当量值。
HSC4
SM146. 0 SM146. 1 SM146. 2 SM146. 3 SM146. 4 SM146. 5 SM146. 6 SM146. 7
HSC5
SM156. 0 SM156. 1 SM156. 2 SM156. 3 SM156. 4 SM156. 5 SM156. 6 SM156. 7
基于编码器、高速计数器的 交流电机传动控制系统
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控制要求
分拣装置
按下启动按键，并且检测到传送带上有工件，变频器带动交流电
机工作，从而使传送带带动工件前行。若检测到此工件为金属材质， 则分拣到A站，若为非金属塑料材质，则分拣到B站。按下停止按键， 整个循环停止。

高速计数器 （HSC）指 令 根 据 HSC 特 殊内存位的 状态配置和 控制高速计 数 器。参 数 N 指定高速计 数 器 的 号 码。
读取高速计数器当前值
欲存取高速计数器的计数值，您需要利用 内存类型（HC）和计数器号码（例如HC0 ）指定高速计数器的地址。如下所示，高 速计数器的当前值是只读数值，只能作为 双字（32位）编址。 格式：HC[高速计数器号码] 例如：HC2
• •
启用全局中断 将设置传给HSC1
子程序SBR_0
例程
•
当前值=预设值时，当前值清零
•
设置允许更新当前值
•
将设置传给HSC1
中断程序INT_0
思考练习题
编写一个高速计数程序，将I0.0的输入模式设置 高速计数，为A相计数，B相高电平为加计数。由 内部信号启动和复位。当计数值为100的时候将 计数值停止计数，并将Q0.0置位。存放计数器当 前值，从V100.0开始
例题
编写一个高速计数程序，将I0.6的输入模式设置高速计数 ，为A/B正交计数，由外部信号启动和复位。当计数值为50 的时候将计数值清零重新计数。
• 项目分析： 1）项目使用模式为： A/B正交计数，由外部信号启动 和复位。所以，我们选择工作模式为“11”； 2）输入端使用I0.6，我们根据模式选择定义使用的高 速计数器为：HSC1（I0.6为A相，I0.7为B相， I1.0为复位, I1.1为启动） 3）由于使用的是HSC1，我们需要选择CPU224以上 的CPU型号
说明
未使用 未使用
SM36.2
SM36.3 SM36.4 SM36.5
SM46.2
SM46.3 SM46.4 SM46.5
SM56.2
SM56.3 SM56.4 SM56.5
未使用
未使用 未使用 当前计数方向状态位：0 = 向下计数；1 = 向上计数 当前值等于预设值状态位：0 = 不相等；1 = 等于 当前值大于预设值状态位：0 = 小于或等于； 1 = 大于
SM57. 1
SM57. 2 SM57. 3 SM57. 4 SM57. 5 SM57. 6 SM57. 7 SM137. 3 SM137. 4 SM137. 5 SM137. 6 SM137. 7 SM147. 2 SM147. 3 SM147. 4 SM147. 5 SM147. 6 SM147. 7 SM157 .3 SM157 .4 SM157 .5 SM157 .6 SM157 .7
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知识拓展-编码器
编码器接线方式
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知识拓展-高速计数器
高速计数，计数自动进行，不受扫描周期的影响，用于捕 捉比CPU扫描速度更快的事件。当前值等于预置值、计数 方向改变或发生外部复位时，可产生中断。在中断程序中 ，可实现高速运动的精准控制等预定操作。 PLC ：S7-224XP DC/DC/DC 集成有6 点的高速计数器， 编号为HSC0～HSC5，每一编号的计数器均分配有固定地址 的输入端。同时，高速计数器可以被配置为12 种模式中 的任意一种。
单倍频模式（1X）
旋转编码器
四倍频模式（4X）
知识拓展-编码器
编码器
旋转编码器是通过光电转换，将输出把轴上的机械、几何位移量转换 成脉冲或数字信号的传感器，主要用于速度或位置（角度）的检测。 典型的旋转编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定 直径的圆板上等分地开通若干个长方形狭缝。由于光电码盘与电动机 同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电 子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图 所示；通过计算每秒旋转编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机 的转速。
SM36.6
SM36.7
SM46.6
SM46.7
SM56.6
SM56.7
状态位
S7-200 高速计数器指令

高速计数 器定义 （HDEF） 指令选择 特定的高 速计数器 （HSCx） 的操作模 式。模式 选择定义 高速计数 器的时钟、 方向、起 始和复原 功能。
例：将HSC0设置 成计数模式1
S7-200 高速计数器指令
M
I0.2 Q0.0 I0.3 Q0.1 I0.4 Q0.2 I0.5 Q0.3 I0.6 Q0.4
说明：（1）启动、停止接JDO2A的点动按钮或直接用钮子开关代替。 （2）接线时，应结合接线原理图及端子接线说明，确保接线无误。
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电路设计
PBiblioteka BaiduC I/O分配
2017/10/6
例题
程序设计：在首次运行时需要对 高速计数器参数初始化，初始化程 序为SBR_0
例题
将HSC1的预设值和当前值设置为允许更新， 方向允许更新，4倍频的向上计数
•
将HSC1的计数模式设置为11
•
将HSC1的当前值更新为0
•
将HSC1的预设值设置为50
子程序SBR_0
例题
•
设置中断为预设值=当前值，触发中断INT_0
HSC0 SM37. 0 HSC1 SM47. 0 HSC2 SM57. 0 HSC3 HSC4 SM147. 0 HSC5 说明 复原现用水平控制位：0=复原现用水平高1=复原现用 水平低
SM47. 1
SM37. 2 SM37. 3 SM37. 4 SM37. 5 SM37. 6 SM37. 7 SM47. 2 SM47. 3 SM47. 4 SM47. 5 SM47. 6 SM47. 7
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电路设计
主电路设计
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电路设计
控制电路设计
交流电机接线图
CPU224XP 晶体管 (DC/DC/DC)
COM 编码器A相（19） 编码器B相（20） （上料）光电传感器检测（10） （金属）电感传感器检测（13） （尼龙）电容传感器检测（16） 启动 停止 I0.0 I0.1 1L+ V M 电磁铁(23) 绿灯(25) 红灯(26) 黄灯(24) DIN1 DC24V + 西门子 MM420/440 变频器 +24V AIN+ AINU V W 交流电机
• 当我们需要手动更新计数器预设值和当前值时，需要将SM**.5 和SM**.6设置为1。然后，将要输入的值更新给对应计数器的 特殊寄存器中
S7-200 高速计数器特殊寄存器
HSC0
SM36.0 SM36.1
HSC1
SM46.0 SM46.1
HSC2
SM56.0 SM56.1
HSC3
SM136. 0 SM136. 1 SM136. 2 SM136. 3 SM136. 4 SM136. 5 SM136. 6 SM136. 7
高速输出前言
S7-200自带了两个高速输出Q0.0和Q0.1（仅限 DC输出） 高速输出的分类： 分为两种：PTO和PWM
PTO提供方波（50%占空比）输出，配备周期和 脉冲数用户控制功能。 PWM提供连续性变量占空比输出，配备周期和脉 宽用户控制功能。
高速输出前言
PTO脉冲数 脉冲周期
在使用高速计数功能的时候，需要修改系统内 的部分特使寄存器。以改变我们的计数模式。 SMB36至SMB65被用于监控和控制高速计数器 HSC0、HSC1和HSC2； SMB136至SMB165被用于监控和控制高速计数 器HSC3、HSC4和HSC5。 下面，我们就对相应的特殊寄存器进行介绍
S7-200 高速计数器特殊寄存器
起始现用水平控制位：0=起始现用水平高1=起始现用 水平低
正交计数器的计数速率选项：0=4x计数速率1=1x计数 速率 计数方向控制位：0 = 向下计数1 = 向上计数 向HSC写入计数方向：0 = 无更新1 = 更新方向 向HSC写入新预设值：0 = 无更新1 = 更新预设值 向HSC写入新当前值：0 = 无更新1 = 更新当前值 启用HSC：0 = 禁用HSC1 = 启用HSC
S7-200 高速计数器基础
模式3、 4、 5 的计数方式
S7-200 高速计数器基础
模式6、7、8 的计数方式
S7-200 高速计数器基础
模式9、10、11 （1X）的计数方式
S7-200 高速计数器基础
模式9、10、11 （4X）的计数方式
S7-200 高速计数器特殊寄存器
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知识拓展-编码器
编码器
一般来说，根据旋转编码器产生脉冲的方式的不同，可以分为增量式 、绝对式以及复合式三大类。自动线上常采用的是增量式旋转编码器 。
2017/10/6
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知识拓展-编码器
编码器
增量式编码器是直接利用光电转换 原理输出三组方波脉冲A、B 和Z 相； A、B 两组脉冲相位差90，用于辩向： 当A相脉冲超前B 相时为正转方向，而 当B相脉冲超前A 相时则为反转方向。 Z 相为每转一个脉冲，用于基准点定 位。如图所示。
控制字节
S7-200 高速计数器特殊寄存器
载入 数值 新当 前值 新预 设值 HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5
SMD3 SMD4 SMD5 SMD1 SMD1 SMD1 8 8 8 38 48 58 SMD4 SMD5 SMD6 SMD1 SMD1 SMD1 2 2 2 42 52 62
高速输出前言
脉冲周期
PKW宽度
高速输出关联特殊寄存器
Q0.0 SM66.4 SM66.5 SM66.6 SM66.7
知识拓展——旋转编码器
编码器的分类 编码器按照信号电压分类：24V和5V 按照信号类型分为：绝对式编码器、增量式编码器、混合式编码器 绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值 。 增量式编码器轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲 。 按照信号采集方式分为：单倍频和四倍频