S7-1200 計數(shù)器

S7-1200的計數(shù)器為IEC計數(shù)器，用戶程序中可以使用的計數(shù)器數(shù)量僅受CPU的存儲器容量限制。

這里所說的是軟件計數(shù)器，最大計數(shù)速率受所在OB的執(zhí)行速率限制。指令所在OB的執(zhí)行頻率必須足夠高，以檢測輸入脈沖的所有變化，如果需要更快的計數(shù)操作，請參考高速計數(shù)器（HSC）。

注：S7-1200的IEC計數(shù)沒有計數(shù)器號（即沒有C0、C1這種帶計數(shù)器號的計數(shù)器）。

S7-1200的計數(shù)器包含3種計數(shù)器，指令位置參見圖1：

1.計數(shù)器（CTU）

2.減計數(shù)器（CTD）

3.加減計數(shù)器（CTUD）

圖1 指令位置

對于每種計數(shù)器，計數(shù)值可以是任何整數(shù)數(shù)據(jù)類型，并且需要使用每種整數(shù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型的DB結(jié)構(gòu)（見表1）或背景數(shù)據(jù)塊來存儲計數(shù)器數(shù)據(jù)。計數(shù)器引腳參考表2，計數(shù)器使用及時序圖參考表3（本文均以INT計數(shù)器為例）。

表1 計數(shù)器類型及范圍

表2 計數(shù)器引腳匯總

表3計數(shù)器使用及時序圖

指令	說明	時序圖
加計數(shù) LAD： SCL：CTU	當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，CV增加1； 當(dāng)CV=PV時，Q輸出“1”，此后當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，Q保持輸出“1”，CV繼續(xù)增加1直到達到計數(shù)器指定的整數(shù)類型的最大值。； 在任意時刻，只要R為“1”時，Q輸出“0”，CV立即停止計數(shù)并回到0；	?

?
減計數(shù) LAD： SCL：CTD	當(dāng)CD從“0”變?yōu)椤?”，CV減少1； 當(dāng)CV=0時，Q輸出“1”，此后當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，Q保持輸出“1”，CV繼續(xù)減少1直到達到計數(shù)器指定的整數(shù)類型的最小值； 只要LD為“1”時，Q輸出“0”，CV立即停止計數(shù)并回到PV值；	?

?
加減計數(shù) LAD： SCL：CTUD	當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，CV增加1； 當(dāng)CD從“0”變?yōu)椤?”，CV減少1； 當(dāng)CV>=PV時，QU輸出“1”；當(dāng)CV 當(dāng)CV<=0時，QD輸出“1”；當(dāng)CV>0時，QD輸出“0”； CV的上下限取決于計數(shù)器指定的整數(shù)類型的最大值與最小值； 只要R為“1”時，QD輸出“1”，CV立即停止計數(shù)并回到0； 只要LD為“1”時，QU輸出“1”，CV立即停止計數(shù)并回到PV值。	?

S7-1200計數(shù)器創(chuàng)建有以下幾種方法：

1. 指令直接拖入塊中，自動生成計數(shù)器的背景數(shù)據(jù)塊，該塊位于“系統(tǒng)塊>程序資源”中，參見圖2。需要在指令中修改計數(shù)值類型。

圖2 自動生成計數(shù)器的背景數(shù)據(jù)塊

2. 指令直接拖入FB塊中，生成多重背景，參見圖3。多重背景的數(shù)據(jù)類型在TIA博途V14之前是IEC_COUNTER類型，從TIA博途V14開始是CTU_INT、CTD_INT、CTUD_INT等類型（取決于指令）。

圖3 多重背景

3. 指令直接拖入FB、FC塊中，生成參數(shù)實例，從TIA博途V14開始，參見圖4。

圖4 參數(shù)實例

4. 在DB塊、FB的靜態(tài)變量、FC和FB的INOUT變量中新建IEC_COUNTER、CTU_INT、CTD_INT、CTUD_INT類型變量，在程序中將計數(shù)器指令拖入塊中時，在彈出的“調(diào)用選項”頁面點擊“取消”按鈕，之后將該建好的變量填入指定位置。

（1） DB塊中新建IEC_COUNTER等類型變量（LAD/FBD），如果是IEC_COUNTER等類型變量的數(shù)組，S7-1200從V2.0版本開始支持，參見圖5、6。

圖5 DB塊中的定義

圖6 計數(shù)器使用

（2） FB的靜態(tài)變量中新建IEC_COUNTER等類型變量（LAD/FBD），如果是IEC_COUNTER等類型變量的數(shù)組，S7-1200從V2.0版本開始支持，參見圖7。

圖7 靜態(tài)變量中定義

（3） FC和FB的INOUT變量中新建IEC_COUNTER等類型變量（LAD/FBD），如果是IEC_COUNTER等類型變量的數(shù)組，S7-1200從V2.0版本開始支持，從TIA博途V14開始支持IEC_COUNTER等類型變量的變長數(shù)組（ARRAY[#]），參見圖8。

圖8 INOUT中定義

（4） 以上三種方法的SCL版本，從TIA博途V14開始支持，參見圖9。

圖9 SCL中使用

從以上四個示例可以看出，IEC_COUNTER、CTU_INT、CTD_INT、CTUD_INT四種數(shù)據(jù)類型沒有本質(zhì)的區(qū)別，可以互換使用，為使得程序明確，建議只使用計數(shù)器對應(yīng)名字的數(shù)據(jù)類型。

5. 在插入DB時，選擇IEC_COUNTER類型的數(shù)據(jù)塊，將該數(shù)據(jù)塊填在指令上方。此種方法生成的數(shù)據(jù)塊等同于第一種的背景數(shù)據(jù)塊，位于“系統(tǒng)塊>程序資源”中，從TIA博途V11開始，參見圖10.

圖10 新建IEC_COUNTER類型DB

S7-1200 計數(shù)器常見問題

1. 為什么計數(shù)器不計數(shù)？

答：可能原因如下：

（1）計數(shù)器的輸入位（CU、CD）需要有電平信號的跳變，計數(shù)器才會計數(shù)。如果保持不變的信號作為輸入位是不會開始計數(shù)的。

（2）計數(shù)器的背景數(shù)據(jù)塊重復(fù)使用。

2. 如何編程自復(fù)位計數(shù)器并產(chǎn)生脈沖？

答：正確答案見圖11，錯誤答案見圖12、13。

圖11 正確程序

圖12 錯誤程序1

圖13 錯誤程序2

正確原因：當(dāng)計數(shù)值達到10，"DB77".Static_15（False）作為計數(shù)器R的輸入，并沒有復(fù)位，Q輸出"DB77".Static_15為True，在下一周期時執(zhí)行復(fù)位指令，使得計數(shù)值清零，之后Q輸出"DB77".Static_15為False，實現(xiàn)自復(fù)位計數(shù)器并產(chǎn)生脈沖。

錯誤1原因：當(dāng)計數(shù)值達到10，首先置位"數(shù)據(jù)塊_2".QU，緊接著"數(shù)據(jù)塊_2".QU作為計數(shù)器R的輸入，使得計數(shù)值清零，同時復(fù)位"數(shù)據(jù)塊_2".QU，在下一網(wǎng)絡(luò)段"DB77".Static_15依然是False，無法實現(xiàn)脈沖。

錯誤2原因：當(dāng)計數(shù)值達到10，"數(shù)據(jù)塊_2".CV=10，緊接著"數(shù)據(jù)塊_2".CV與"數(shù)據(jù)塊_2".PV的比較結(jié)果（True）作為計數(shù)器R的輸入，使得計數(shù)值清零，同時復(fù)位"數(shù)據(jù)塊_2".QU，在下一網(wǎng)絡(luò)段"DB77".Static_15依然是False，無法實現(xiàn)脈沖。

從例子可知，計數(shù)器的執(zhí)行是先處理輸入，再處理輸出，在指令塊執(zhí)行過程中，內(nèi)部變量（例如QU、CV）可能出現(xiàn)多次變化。

編輯：黃飛

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