S7-200PLC用高速计数器实现测量模拟量信号的方法

S7-200PLC用高速计数器实现测量模拟量信号的方法

电气自动化技术2010-05-28 12:58:14 阅读265 评论0 字号：大中小订阅

1、模拟量采集要求信号本身环境要好，包括传感器、仪表的供电良好！模拟量传输线路尽量避开强电电

缆和高、中、低频干扰，例如：高频焊管机、中频加热炉和变频器的输出到电机的电缆等，否则，给你的

真实信号中加点“佐料”，从而污染了信号源；

2、电气系统接地在施工设计中就要特别重视，如果现场接地处理不好，轻者干扰PLC系统正常工作，重者

在带有模拟量的控制回路中根本不能使用或者会损坏传感器、PLC的电源、模拟量等模块。如果说上面的注意事项仅仅是施工设计中需要注意的话，而下面的情况你就需要花更大的功夫了：

1、PLC的模拟量采集模块，没有采用模拟量与PLC回路隔离方式，因此，模拟量输入、输出回路就需要特

别当心，如果传感器或者输入回路串入高电压信号，当心其损坏PLC主机？

2、PLC模块采用了高速采样方式，可分辨0.25ms的信号变化，这本来是件好事，但实际使用其来却十分讨

厌，因为它太敏感了，以致影响了模拟量信号的正常采集，如果遇到信号回路串入干扰、屏蔽不良，则想

去掉干扰，单靠增加滤波时间是根本无法解决这类问题，我们曾经就遇到此类问题，不得已，将输入信号

经RC滤波回路过滤后才能勉强工作！

由于PLC控制的某些系统，经常要测量各类模拟电压/电流信号，以往通常用电压/电流传感器进行采样，

由PLC的模拟量扩展模块进行运算处理。电压传感器输出是模拟量，在电磁骚扰较强的环境中，容易出现

较大的测量误差；同时，由于占用模拟量扩展模块宝贵的输入点（模拟量扩展模块价格接近中、小型PLC

的价格，且输入点极少），使系统的性价比降低。当用电压/电流/频率转换器进行采样，进而用PLC高速

计数器计数，能较好地解决上述问题，VFC或IFC转换器输出是脉冲信号，该信号在电磁骚扰下变化极小；

另外，该信号是数字量，可直接接入PLC高速计数器的输入点。

CPU224有HSC0-HSC5共6个高速计数器，每个高速计数器都有多种工作模式以完成不同的功能，在使用一个

高速计数器时，根据系统的控制需要，首先要给计数器选定一种工作模式，可用高速计数器定义指令HDEF

来进行设置。只有定义了计数器和计数器模式，才能对计数器的动态参数进行编程。编程时，每个高速计

数器只能使用一条HDEF指令。每个高速计数器都有一个控制字节，包括允许或禁止计数，计数方向的控制

，要装入的计数器当前值和要装入的预置值。

V/F传感器把测量的模拟电压信号按着固定的比率转换成矩形脉冲信号，

首先，VFC或IFC变送器将输入电压（电流）转换为脉冲信号，再将此信号送入高速计数器HSC1的输入端，

并累计脉冲数。通过设置定时中断0的间隔时间，来控制高速计数器累计脉冲的时间，当预置的间隔时间

到后，根据累计脉冲数，计算出被测电压（电流）值。

编程原理：

主程序在第一个扫描周期调用子程序SBR0；

SBR0高速计数器和定时中断的初始化；

INT0对高速计数器求值的定时中断程序；

程序和注释

主程序在第一个扫描周期调用初始化子程序SBR0，仅在第一个扫描周期标志位SM01=1

。由子程序

SBR0实现初始化。

首先，把高速计数器HSC1的控制字节MB47置为16进制数FC，其含义是：正方向计数，可更新预置值

（PV），可更新当前值（CV），激活HSC1。

然后，用定义指令HDEF把高速计数器HSC1设置成工作模式0，即没有复位或启动输入，

也没有外部的方向

选择。当前值SMD48复位为0，预置值SMD52置为FFFF（16进制）。定时中断0间隔时间SMB34置为100ms，中

断程序0分配给定时中断0，并允许中断，用指令HSC1启动高速计数器。

每100ms调用一次中断程序0，读出高速计数器的数值后，将其置零。通过HSC1计数值及变换关系来求

被测的电压值。

以上方法已用于多个自控项目，实践证明，该方法进行模拟电压信号测量，具有精度高，抗干扰性强，运行可靠。