三菱FX 5U PLC高速计数器基础及模拟量
2021年4月23日 11:29工控课堂【www.gkket.com】工程师必备网站
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高速计数器是使用CPU模块的通用输入端子及高速脉冲输入输出模块，对普通计数器无法计测的高速脉冲的输入数进行计数的功能。
根据所用输入（模块），高速计数器的各功能有以下限制。
（1）普通模式
作为一般的高速计数器使用。
（2）脉冲密度测定模式
测定从输入脉冲数开始到指定时间内的脉冲数。
（3）转速测定模式
测定从输入脉冲数开始到指定时间内的转速。
高速计数器的计测使用高速计数器用的HIOEN/DHIOEN指令进行计数的开始、停止指示等。
还有DHSCS指令、DHSCR指令、DHSZ指令（以下称高速比较指令）等高速计数器用指令。
（1）确认高速计数器的规格。
确认高速计数器的类型、最高频率等规格。
（2）与外部设备连接。
关于与外部设备的配线的详细内容，参照MELSEC iQ-F FX5U用户手册(硬件篇)。
（3）设置参数。
进行高速计数器的通道设置等参数设置。
（4）创建程序。
创建使用高速计数器所需的程序。
（5）执行并调试程序。
（1）1相1输入计数器（S/W）--受扫描周期影响
1相1输入计数器（S/W）的计数方法如下所示。
（2）1相1输入计数器（H/W）--受硬件输入影响
1相1输入计数器（H/W）的计数方法如下所示。
（3）1相2输入计数器
1相2输入计数器的计数方法如下所示。
（4）2相2输入计数器[1倍频]
2相2输入计数器[1倍频]的计数方法如下所示。
（5）2相2输入计数器[2倍频]
2相2输入计数器[2倍频]的计数方法如下所示。
（6）2相2输入计数器[4倍频]
2相2输入计数器[4倍频]的计数方法如下所示。
（7）内部时钟
内部时钟的计数方法如下所示。
内部时钟始终以1Mhz的时钟进行计数递增/递减。不使用来自外部的输入。
1Hz，即在单位时间内完成振动的次数,单位为赫兹(1赫兹=1次/秒)。
1MHz=1000kHz(1百万赫兹，即每秒振动1百万次)。
根据环长设置，高速计数器的形式为环形计数器。
（1）设置了链接长度时
（2）未设置链接长度时（环形计数器）
各类高速计数器的可计数最高频率如下所示。
关于各输入分配的最高频率，参照【高速计数器的各输入分配的最高频率】。
注意：最高频率会受到输入电路的限制。
（1）CPU模块
使用高速比较指令（DHSCS、DHSCR、DHSZ指令）、高速比较表、多点输出高速比较表输出到Y0～Y17时，脉冲的输入→计数值的比较（一致）→输出至Y为止的时间为5μs+输入响应时间。
输出到Y20以后时，从脉冲的输入到输出为止的时间将受到通信及用户中断的影响。
（2）高速脉冲输入输出模块
高速比较表的一致输出只能是自身模块内的输出。
输入脉冲→比较计数值（一致）→输出至Y所花费的时间是5μs+输入响应时间。
（3）动作图
动作图如下所示。（比较值：5）
高速计数器的输入软元件的分配通过参数进行设置。
通过参数对各通道设置各自的功能时，即确定与之对应的分配。
使用内部时钟时，为与1相1输入（S/W）相同的分配，不使用A相。
高速计数器的输入分配如下所示。
A：A相输入 P：外部预置输入 E：外部使能输入
B：B相输入（但是，1相1输入（H/W）时，变为方向切换输入。）
各输入的□是各高速脉冲输入输出模块的起始输入编号。
要点
高速脉冲输入输出模块的通道编号分配如下。按距离CPU模块的顺序排列，从近到远分别为第1台、第2台……。
1）高速脉冲输入输出模块 第1台：通道9、通道10
2）高速脉冲输入输出模块 第2台：通道11、通道12
3）高速脉冲输入输出模块 第3台：通道13、通道14
4）高速脉冲输入输出模块 第4台：通道15、通道16
高速计数器的各输入分配的最高频率如下所示。
（1）FX5U-32M□ 、FX5UC-32M□
X6～X17为止的输入频率与最高频率的值无关，最高为10kHz。
预置输入、使能输入的输入频率与最高频率的值无关，最高为10kHz。
A：A相输入、B：B相输入、P：外部预置输入、E：外部使能输入
（2）FX5U-64M□、FX5U-80M□、FX5UC-64M□、FX5UC-96M□
X10～X17为止的输入频率与最高频率的值无关，最高为10kHz。
预置输入、使能输入的输入频率与最高频率的值无关，最高为10kHz。
（3）高速脉冲输入输出模块
X□+6、X□+7为止的输入频率与最高频率的值无关，最高为10kHz。
预置输入、使能输入的输入频率与最高频率的值无关，最高为10kHz。
各输入的□是各高速脉冲输入输出模块的起始输入编号。
A：A相输入、B：B相输入、P：外部预置输入、E：外部使能输入
高速计数器的设置、高速比较表、多点输出高速比较表、输入响应时间的设置通过参数进行。
可通过参数设置的主要项目如下所示。
（1）基本设置
（2）高速比较表的设置
（3）多点输出高速表的设置
（4）输入响应时间的设置
（1）高速计数器（普通模式）。
（2）高速计数器（脉冲密度测定模式）。
（3）高速计数器（转速测定模式）。
（4）高速比较表。
（5）多点输出高速比较表。
（6）输入响应时间的设置。
要点：
参数在CPU模块的电源ON时或复位时变为有效。此外，也将同时向特殊继电器、特殊寄存器传送值，通过用程序更改该值，可执行与参数设置不同的动作。
关于高速计数器的特殊继电器、特殊寄存器，参照【特殊继电器一览】、【特殊寄存器一览】。
（1）高速计数器（普通模式）
作为一般的高速计数器使用时使用普通模式。
1）参数设置
通过高速计数器的参数，将动作模式设置为普通模式。
进行要使用的通道的详细设置。
CPU模块的参数设置位置：导航窗口［参数］→［FX5UCPU］→［模块参数］→［高速I/O］→“输入功能” →“高速计数器”→“详细设置”→“基本设置”。
2）设置步骤：
① 通道启用：可选择[使用]或者[不使用]；
② 设置[运行模式]；
③ 设置[脉冲输入模式]；
④ 设置[预置输入]和[预置值]；
⑤ 设置[使能输入]；
对应高速计数器的 E：外部使能输入；
设定禁用，E信号对应的硬件信号无效，不需使能输入；
设定启动，需要E信号输入才可使用高速计数器。
⑥ 设置[链接长度]；
3）开始/停止高速计数器的计测：
高速计数器仅通过设置参数无法进行计数。
要开始/停止计数，需要通过HIOEN/DHIOEN指令执行开始/停止。
4）读取/写入高速计数器的当前值
高速计数器的当前值按每个通道存储在特殊寄存器中，通过监视该值可确认当前值。但是，特殊寄存器会因END处理而被更新，因此有可能与实际的值不同。
希望读取最新的值时，可使用HCMOV/DHCMOV指令读取最新的值。
（1）HIOEN(P)指令：控制高速输入输出功能的开始/停止。
（2）指令格式
（3）功能编号S1的值
*1：动作中使高速计数器(功能编号: K0)停止时，虽然功能仍处于工作状态，但因计数器停止，因此将变为无处理。
*2：使多点输出高速比较表(功能编号: K30)停止时，相同通道的高速计数器也将同时停止。
（4）S2和S3的值
① 功能编号S1为K0的情况
可对每个高速计数器的通道，分别控制计数器的开始、停止。
通道1～通道8变为CPU模块，通道9～通道16变为高速脉冲输入输出模块。
例如：
要启用通道3时，应在(s2)中设置04H。要停止时，在(s3)中设置04H。
要启用通道1、通道4、通道5时，应在(s2)中设置19H。要停止时，在(s3)中设置19H。
要启用通道1、通道4、停止通道5时，应在(s2)中设置09H、在(s3)中设置10H。
② 功能编号S1为K10的情况
可对每个高速计数器的通道，分别控制脉冲密度测定(转速测定)的开始、停止。
③ 功能编号S1为K20～K24的情况
设置将启用、停止的高速比较表编号位设为ON的值。
CPU模块（K20）时，可以使用b0～b15。
高速脉冲输入输出模块（K21～K24）时，可以使用b0～b14。
④ 功能编号S1为K30的情况
在多点输出高速比较表的情况下，无需指定通道。
启用时，在(s2)中设置01H。停止时，在(s3)中设置01H。
⑤ 功能编号S1为K40、K50的情况
可对每个通道，分别控制脉冲宽度测定及PWM的开始、停止。
通道1～通道4变为CPU模块，通道5～通道12变为高速脉冲输入输出模块。
（5）HIOEN(P)指令编程示例
使用高速计数器[普通模式]时，则（s1）设为K0；
设定CH1、CH3通道开启计数时，则（s2）设为H5；
设定CH4、CH6通道关闭计数时，则（s3）设为H28。
（1）DHIOEN(P)指令：控制高速输入输出功能的开始/停止。
（2）指令格式
（3）与16位指令HIOEN不同的地方在于
当s1为K20时，s2、s3需使用32位的数据。
高速计数器的当前值按每个通道存储在特殊寄存器中，通过监视该值可确认当前值。但是，特殊寄存器会因END处理而被更新，因此有可能与实际的值不同。
希望读取最新的值时，可使用HCMOV/DHCMOV指令读取最新的值。
（1）32位数据高速当前值传送
DHCMOV(P)指令：以高速计数器/脉冲宽度测定/PWM/定位用特殊寄存器为对象，进行读取或写入(更新)操作时使用该指令。
（2）指令格式
（3）功能
将(s)中指定的软元件值传送至(d)中指定的软元件。此时，
如果(n)的值为K0，则保留(s)的值。
如果(n)的值为K1，传送后将(s)的值清零。仅在高速计数器的当前值SD软元件或作为高速计数器使用FX3兼容高速计数器时的LC软元件时执行清除。
（4）要点
① (s)为支持高速传送的软元件时
执行DHCMOV指令时，获取高速计数器当前值等的最新值后，传送至(d)。
② (d)为支持高速传送的软元件时
执行DHCMOV指令时，可以更改高速计数器当前值等值。
（4）高速计数器对应的特殊存储器编号
R/W表示可读可写。
1、使用FX-5U的高速计数器功能，对增量式编码器进行计数，读取计数值。
2、编码器的介绍
（1）选用的编码器规格：
① 4线的增量式编码器：A相、B相、24V、0V；
② 每转脉冲数：400P/R，即编码器旋转一圈发出400个脉冲；
③ 编码器输出类型：NPN，即A/B相输出的电压为0V。
（2）编码器的接线
3、FX-5U的高速计数器参数设置
（1）[CH1]使用高速计数器；
（2）运行模式设置为[普通模式]；
（3）脉冲数入模式设置为[2相1倍频]；
（4）预置输入设置为[禁用]，则预置值无效；
（5）使能输入设置为[禁用]；
（6）链接长度设置为[禁用]，则对应计数范围为-2147483648～+2147483747；
（7）运行模式为[普通模式]，[测定的单位时间]和[每转的脉冲数]无效。
4、程序编程
（1）启用/停止高速计数器计数功能，指令HIOEN
① 高速计数器的普通模式，则S1为K0；
② 启用CH1，则S2为2#0000 0000 0000 0001，即H0001；
③ 未使用CH16～CH2，停止功能无需设置，则S3为2#0000 0000 0000 0000，即H0000。
（2）读取高速计数器的当前值，指令DHCMOV
① 将CH1的当前值SD4501、SD4500传送给D1001、D1000
② n的值设为为K0，则传送完成后保留s的值。
（3）设置输入响应时间
将X0和X1的输入响应时间由10ms修改为10μs，保证能够获取全部的高速脉冲输入信号。
（4）查看SD4500、SD4501的值，D1001、D1000的值
① 打开监视功能，在程序中查看SD4500、SD4501的值，D1001、D1000的值
② 打开【监看窗口】，查看SD4500、SD4501的值，D1001、D1000的值
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