【文章內(nèi)容簡介】 高時，就不能滿足控制要求了。為此，S7200系列PLC設計了高速計數(shù)功能HSC(High Speed Counter)，其計數(shù)自動進行，不受掃描周期的影響，最高計數(shù)頻率取決于CPU的類型，CPU22x系列最高計數(shù)頻率為30Hz，用于捕捉比CPU掃描更快的事件，并產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷程序，完成預定的操作。高速計數(shù)器最多可設置12種不同的操作模式。用高速計數(shù)器可以實現(xiàn)高速運動的精確控制，這種控制與PLC的掃描周期關(guān)系不大。 高速計數(shù)器的工作模式S7200 CPU224有HSC0~HSC5六個高速計數(shù)器，每個高速計數(shù)器有多種不同的工作模式。高速計數(shù)器的工作模式和輸入端子的關(guān)系及說明如表42所示。表42高速計數(shù)器0工作模式及其輸入端子的關(guān)系說明HSC模式HSC編號及其對應輸入端子功能及說明占用的輸入端子及其功能HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC50單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)。計數(shù)方向控制位=0，減計數(shù)；計數(shù)方向控制位=1，加計數(shù)。脈沖輸入端1復位端2復位端啟動3單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)。計數(shù)方向控制位=0，減計數(shù)；計數(shù)方向控制位=1，加計數(shù)。脈沖輸入端方向控制端4復位端5復位端啟動6兩路脈沖輸入的單相加/減計數(shù)。加計數(shù)有脈沖輸入，加計數(shù)；減計數(shù)端脈沖輸入，減計數(shù)。加計數(shù)脈沖輸入端減計數(shù)脈沖輸入端7復位端8復位端啟動9兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。A相脈沖超前B相脈沖，加計數(shù)；A相脈沖滯后B相脈沖，減計數(shù)。A相脈沖輸入端B相脈沖輸入端10復位端啟動11復位端啟動注意：同一個輸入端不能用于兩種不同的功能。但是高速計數(shù)器當前模式未使用的輸入端均可以用于其他用途，如作為中斷輸入端或作為數(shù)字量輸入端。圖43為0模式計數(shù)器功能的時序圖。圖43 模式0操作實例定義了計數(shù)器和工作模式之后，還要設置高速計數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個高速計數(shù)器均有一個控制字節(jié)，它決定了計數(shù)器的計數(shù)允許或禁止，方向控制（僅限模式0/1和2）或?qū)λ衅渌Ｊ降某跏蓟嫈?shù)方向，裝入當前值和預置值?？刂谱止?jié)每個控制位的說明如表44所示。表44高速計數(shù)器的控制字節(jié)HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明復位有效電平控制：0=復位信號高電平有效；1=低電平有效。啟動有效電平控制：0=啟動信號高電平有效；1=低電平有效。正交計數(shù)器計數(shù)速率選擇：0=4x計數(shù)速率；1=1x計數(shù)速率。計數(shù)方向控制位：0=減計數(shù)；1=加計數(shù)。向HSC寫入計數(shù)方向：0=無更新；1=更新計數(shù)方向。向HSC寫入新預置值：0=五更新；1=更新預置值。向HSC寫入新的當前值：0=無更新；1=更新當前值。HSC允許：0=禁用HSC；1=啟用HSC。 高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當前計數(shù)方向以及當前值是否大于或等于預置值。，每個高速計數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位如表45所示。只有執(zhí)行中斷服務程序時，狀態(tài)位才有效，目的是使其它事件能夠產(chǎn)生中斷以完成更重要的操作。表45高速計數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明當前計數(shù)方向狀態(tài)位：0=減計數(shù)；1=加計數(shù)。當前值等于預設值狀態(tài)位：0=不相等；1=等于。當前值大于預設值狀態(tài)位：0=小于或等于；1=大于。高速計數(shù)器指令有兩條：（1）高速計數(shù)器定義指令HDEF：指定高速計數(shù)器（HSCx）的工作模式，即選擇了高速計數(shù)器的輸入脈沖、計數(shù)方向、復位和起動功能。每個高速計數(shù)器只能用一條“高速計數(shù)器定義”指令。（2）高速計數(shù)器指令HSC：根據(jù)高速計數(shù)器控制位的狀態(tài)和按照HDEF指令的工作模式，控制高速計數(shù)器。參數(shù)N指定高速計數(shù)器的號碼。每個高速計數(shù)器都有一個32位當前值和一個32位預置值，當前值和預置值均為帶符號的整數(shù)值。要設置高速計數(shù)器的新當前值和預置值，必須設置控制字節(jié)（表44），令其第五位和第六位為1，允許更新預置值和當前值，新當前值和新預置值寫入特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆嫈?shù)器。當前值和預置值占用的特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)如表46所示。表46 HSC0—HSC5當前值和預置值占用的特殊內(nèi)部標志存儲區(qū)要裝入的數(shù)值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新的當前值SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新的預置值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD162如果要訪問高速計數(shù)器的計數(shù)值，可以使用存儲器類型HC和計數(shù)器。（例如HC0）。高速計數(shù)器的當前值是只讀值，只能是雙字（32位）。執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計數(shù)器控制字節(jié)的位設置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認設置。默認設置為：復位和起動輸入高電平有效，正交計數(shù)速率選擇4模式。執(zhí)行指令后，就不能再改變計數(shù)器的設置，除非CPU進入停止模式。執(zhí)行HSC指令時，CPU檢測控制字節(jié)和有關(guān)的當前值和預置值。第五章 PID控制回路指令 PID回路控制指令PID(Proportional, Integral and Derivative) 是比例、積分、微分的縮寫，是閉環(huán)控制中最常用的一種算法，在溫控、水泵、張力、運控等行業(yè)得到了廣泛的應用。 PID算法PID控制原理如圖51 PID所示。圖51 PID控制原理示意圖每個PID回路有兩個輸入量，給定值（SP）和過程變量（PV）。給定值通常是一個固定的值，比如設定的汽車速度。過程變量是與PID回路輸出有關(guān)，可以衡量輸出對控制系統(tǒng)作用的大小。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例（P）、積分（I）、微分（D）計算出控制量進行控制。比例（P）調(diào)節(jié)作用：按比例反應系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成反饋的震蕩。積分（I）調(diào)節(jié)作用：使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。因為有誤差，積分調(diào)節(jié)就進行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分時間越短，偏差得到的修正越快。過短的積分時間有可能造成不穩(wěn)定。加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。如果將積分時間設為最大值，則相當于沒有積分作用。微分（D）調(diào)節(jié)作用：偏差值發(fā)生改變時，微分作用將增加一個尖峰到輸出中，隨著時間流逝