案例丨S7-1200PLC的HSC应用实例

高速计数器寻址

CPU 将每个高速计数器的测量值，存储在输入过程映像区内，数据类型为 32 位双整型有符号数，用户可以在设备组态中修改这些存储地址，在程序中可直接访问这些地址，但由于过程映像区受扫描周期影响，读取到的值并不是当前时刻的实际值，在一个扫描周期内，此数值不会发生变化，但计数器中的实际值有可能会在一个周期内变化，用户无法读到此变化。

用户可通过读取外设地址的方式，读取到当前时刻的实际值。以 ID1000 为例，其外设地址为 “ID1000：P”。表1. 所示为高速计数器寻址列表。

表1.高速计数器寻址

中断功能

S7-1200 在高速计数器中提供了中断功能，用以处理某些特定条件下触发的程序共有 3 种中断事件：1、当前值等于预置值2、使用外部信号复位3、带有外部方向控制时，计数方向发生改变

频率测量

S7-1200 除了提供计数功能外，还提供了频率测量功能，有 3 种不同的频率测量周期：1.0 秒，0.1 秒和0.01 秒。

频率测量周期是这样定义的：计算并返回新的频率值的时间间隔。返回的频率值为上一个测量周期中所有测量值的平均，无论测量周期如何选择，测量出的频率值总是以 Hz (每秒脉冲数)为单位。

高速计数器指令块

高速计数器指令块，需要使用指定背景数据块用于存储参数，如图１所示。

图1.高速计数器指令块

表2.高速计数器参数说明

表3.STATUS 错误代码

应用举例

假设在旋转机械上有单相增量编码器作为反馈，接入到S7-1200 CPU,要求在计数25个脉冲时，计数器复位，置位 M0.5，并设定新预置值为50个脉冲，当计满50个脉冲后复位M0.5，并将预置值再设为25，周而复始执行此功能。

针对此应用，选择CPU 1214C，高速计数器为：HSC1。模式为：单相计数，内部方向控制，无外部复位。据此，脉冲输入应接入I0.0，使用HSC1的预置值中断（CV=RV）功能实现此应用。

组态步骤 先在设备与组态中，选择CPU，单击属性，激活高速计数器，并设置相关参数。此步骤必须事先执行，1200的高速计数器功能必须要先在硬件组态中激活，才能进行下面的步骤。添加硬件中断块，关联相对应的高速计数器所产生的预置值中断，在中断块中添加高速计数器指令块，编写修改预置值程序，设置复位计数器等参数。将程序下载，执行功能。

硬件组态

选中CPU如图１．所示。

图1.选中CPU

图2.选择属性打开组态界面

激活高速计数功能如图３

图3.激活高速计数功能

计数类型，计数方向组态如图４所示

图4.计数类型，计数方向

1、此处计数类型分为3种，Axis of motion(运动轴)，Frequency（频率测量），Counting(计数)。这里选择Counting2、模式分为4种：Single phase(单相), Two phase（双相）, AB Quadrature 1X（A/B相正交1倍速）, ABQuadrature 4X（A/B相正交4倍速）。这里择Single phase3、输入源，这里使用的为CPU集成输入点。4、计数方向选择，这里选用User program (internal direction control)（内部方向控制）5、初始计数方向。这里选择Count up（向上计数）

初始值及复位组态如图５．

图5.初始值及复位组态

预置值中断组态如图６

图6. 预置值中断组态

图７.添加硬件中断

组态添加的硬件中断，如图８

图８.组态添加的硬件中断

图9.地址分配与硬件识别号

至此硬件组态部分已经完成，下面进行程序编写

程序编写

将高速计数指令块添加到硬件中断中

图10. 打开硬件中断块

图11.添加高速计数器

图12. 定义高速计数器背景数据块

程序视图如图13

图13. 程序视图

1、这里就是图9中系统指定的高速计数器硬件识别号，这里填1

注意：应根据CPU属性里的硬件标识符设置该值， 如硬件标识符为257，应将指令输入的 HSC 值从 1 改为 257，如下图 14 所示：

图 14. 硬件标识符

2、1为使能更新初值；3、1为使能更新预置值；4、新的初始值；5、新的预置值。

至此程序编制部分完成，将完成的组态与程序下载到CPU后即可执行，当前的计数值可在ID1000中读出 ，关于高速计数器指令块，若不需要修改硬件组态中的参数，可不需要调用，系统仍然可以计数。

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西门子 200PLC编码器测速方案

可以用到高速计数器hsc，中断及运算，最大脉冲数为32767。

速度测量方法

用定时中断测前一次计数和本次计数差值，乘以定时中断的频率，再除以编码器分辨率就是转速了。

假如本次中断计数器计数值是vd4，上次计数值是vd0

，定时中断时间为0.1秒，编码器分辨率是2000p/r

那么转速就是（vd4-vd0）/10/2000

计数方法参见如下资料

1、建一个初始化程序，用SM0.1控制；

2、在初始化程序中，初始化高速计数器

2.1 设置控制寄存器（HSC0为SMB37）,不同的计数器对应不同的DI点，HSC0为I0.0,HSC3为I0.1,HSC4为I0.2,HSC5为I0.3（222不支持HSC1和HSC2）

2.2 执行HDEF指令，你可以用模式0

2.3 置计数器初始值（HSC0为SMD38），如果从零启动就置零

2.4 置预置值（HSC0为SMD42），计数器计到这个值可以产生一个中断，一般利用这个中断调用相应的中断程序把当前值（SMD38）复零，否则计数器到头就不再计数了，当然你也可以置一个大点的值，在其他程序中清除当前值（SMD38），确保永远到不了头就可以了。

2.5 指定中断程序（ATCH），中断事件是12，程序号看你程序了

2.6 打开中断（ENI），这条指令没有的话，2.5是不起作用的

2.7 启动高速计数器（HSC），按前面的初始化，你就要启动HSC0，即N为0

3、程序中读取高速计数器的值，对于HSC0，HC0单元中的内容就是当前的计数值，这个单元只读不能写，你可以通过修改SMD38的内容改变当前的计数值。

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