基本信息
隨著生產力的發展和自動化水平的提高,在越來越多的控制過程中需要對高速脈衝信號進行處理,而普通的計數方式遠遠不能滿足要求。如:PLC中計數器的最短計數周期為程式的掃描周期,隨著系統程式增加,則計數周期也將隨之增加,這樣PLC就無法檢測到比程式掃描周期更短的脈衝信號,造成系統出錯。為此,生產廠家為 PLC增加了處理高速脈衝的功能,即高速計數器功能。
計數器是PLC內部重要的軟元件之一,在PLC為核心部件的自動控制系統中,這種軟元件通過相應的程式實現系統的實時準確的計數。高速計數器是PLC計數器中常用的一種,PLC 內部有兩種計數器,一種是對PLC內部信號進行計數的計數器,另一種是對外部事件信號進行計數的計數器,高速計數器屬於第二種。在PLC中,這兩種計數器的責任不同、分工明確、工作上不能互相代替。
工作原理
高速計數器至少需從兩個端子輸入信號方能實現計數。其中一個端子輸入連續高電平信號,使計數器線圈得電,從而選中該計數器,另一個端子輸入外部事件信號計數脈衝。其工作原理如圖所示:
特點
計數頻率較高
高速計數器由於採用中斷方式計數,因此其計數頻率遠高於內部信號計數器。高速計數器計數的脈衝信號頻率一般在幾千Hz以上,達最高頻率時可從計數器的輸入端子X(n = 0、2、3)輸入10kHz的外部事件脈衝信號。但由於內部信號計數器是執行掃描操作時對內部元件X、Y、M、S、T等的信號進行計數,因此,其接通(ON)時間和斷開(OFF)時間應比PLC掃描周期稍長,通常其輸入信號頻率大約為幾個掃描周期。設PLC掃描周期為10ms,內部元件ON和OFF的時間為5個PLC掃描周期,則內部信號計數器的計數頻率為:
f為內部信號計數器計數頻率,T為內部信號計數器計數的周期。由此可見,內部信號計數器是一種低速計數器,而外部事件信號計數器是一種高速計數器。
點數少類型多
高速計數器的點數遠比內部信號計數器少。如FX2系列PLC內部信號計數器有16bit的通用二進制增計數器C0~C99、停電保持用二進制增計數器C100~C199,還有32bit通用的計數器C200~C219、保持計數器C220~C234。它們總計235點。而高速計數器只有C235~C255,共僅21點。後者僅為前者的1/10左右。
雖然高速計數器點數少,但是它們的功能分布和使用條件卻比內部信號計數器複雜得多。高速計數器的選擇並不是任意的,它取決於所需計數器的類型及高速輸入的端子。高速計數器的類型為4種:即1相無啟動/復位端子的計數器C235~C240;1相帶啟動/復位端子的計數器C241~C245;2相雙向計數器C246~C250和2相A~B相計數器C251~C255。同時,高速計數器各輸入端子的回響速度不同,X0、X2和X3端子的回響最高頻率為10kHz,X1、X4和X5端子的回響最高頻率為7kHz。在使用高速計數器時,只有弄清它的類型、各輸入端子的回響最高頻率、計數器的功能和使用條件,才能達到正確使用該計數器的要求。
頻率總和必須小於某一確定值
各高速計數器的頻率總和必須小於某一確定值。如FX2系列PLC高速計數器的頻率總和必須小於20kHz。若使用的高速計數器越少,則這些計數器的計數頻率越高。若一些高速計數器用較低頻率計數,則另一些高速計數器可用較高頻率計數。高速計數器總頻率必須小於某一確定值的原因,是這種計數器獨立於PLC的掃描周期,按中斷原則進行操作運行。在高速計數器的操作運行中各外部事件計數信號輸入端都為PLC外部中斷信號源。當某一外部事件計數信號從高速計數器輸入端輸入時,其輸入電平的跳變產生向CPU申請的中斷請求信號。CPU回響中斷後轉向執行高速計數器的計數中斷服務程式。由於各外部事件計數信號中斷源都共用同一個計數中斷服務程式,因此,各高速計數器的頻率總和為一常數。在使用多個高速計數器分別對外部事件計數時,只有被使用的高速計數器的計數頻率總和保持常數,並且這個常數符合最高頻率的限制條件,才能使高速計數器實現準確計數。