PLC的高速计数模块

    在PLC内部一般均设有计数器，这种计数器可接受外部现场送来的计数脉冲信号，但计数脉冲的宽度应大于PLC的一个扫描周期才能正确计数。如果计数脉冲频率太高，脉冲宽度小于PLC的扫描周期，用一般计数器计数就会导致大批脉冲丢失，造成计数错误。    为了解决这类问题，有的PLC（如F1系列PLC）对某些计数器可用程序设定为“高速计数方式”，使指定输入点的输入滤波器常数自动地呈现最小值，执行中断计数和中断复位；PLC可并行地执行用户程序，这样可提高计数速度，计数频率可达2kHz。为了进一步地提高计数速度，不少PLC都开发有专门用于高速计数的“高速计数模块”。    高速计数模块是一种智能模块。它本身具有CPU和系统软件，可与PLC中的CPU并行工作，因而能满足快速变化过程的需要。其响应的延迟仅受电路中硬件器件的影响，而与PLC的扫描周期无关。可用于脉冲和方波计数器、实时时钟、脉冲发生器、图形码盘译码、机电开关等信号处理过程中，为高速计数、时序控制、采样控制等提供强有力的工具。它与PLC的CPU之间通过信息交换实现有关控制和计数结果传送。    各种PLC上的高速计数模块完成的主要功能都是对快速变化的信号进行计数，其内部结构一般都是由微处理器、高速计数器、内存储器、控制单元和与PLC的接口电路组成。具体电路、操作方式（如工作方式设置等）和具体特征参数，如每个模块内计数器的路数、计数最高频率和计数范围等，各有所不同。    例如，美国GE公司的高速计数模块内有4路计数器，最高计数频率为50kHz，计数范围为-8 388 607～+8 388 607;德国西门子公司的高速计数模块内有5路计数器，最高计数频率为2MHz，单路计数器的计数范围为0～65536（5个计数器连接起来使用时最大计数范围可达280）；日本三菱公司的高速计数模块只有2路计数器，最高计数频率为50kHz，计数范围为0～16 777 215。    图2.13所示为西门子公司的高速计数模块的内部结构框图，从图2.13所示中不难看出高速计数模块的组成。西门子公司的高速计数模块采用的是8085微处理器，由它管理协调整个模块。系统软件存放在EPROM中，运行中所需要的数据存放在RAM中（还包括4KB用户存储区）。计数器采用AM9513，它包括了5个相互独立的16位高速计数器，可以完成所需的计数操作。AM9519是中断控制器，用来控制用户编程的中断结构。模块内的各种逻辑控制，由控制逻辑单元完成。与PLC中的CPU联系是通过总线接口完成的。模块内还有2个内部频率发生器、很多功能寄存器等。
    图2.13    高速计数模块内部结构框图    应当说明，5个高速计数器分别有5个计数输入、5个计数输出和5个门控制。计数输入可以是外部生产过程的计数信号、其他计数器的输出或模块内的脉冲源等。计数输出可以连接到其他计数器，也可以连接到外部生产过程供用户直接使用。门控制的主要作用是控制计数器的“使能”和“禁止”。其控制信号可以是模块内产生的信号，如其他计数器的输出，也可以是从外部生产过程中来的信号。    使用高速计数模块要作好两个方面的工作：与PLC主板的扩展连接及与现场计数设备的连接、进行高速计数模块的程序编写。高速计数模块应用程序用各自PLC的编程语言编写，这种应用程序或称接口程序所要解决的问题一般包括对高速计数模块的参数设定、功能选择、结果传送等方面。    西门子公司的高速计数模块应用程序主要是依靠调用相应的软件功能块来实现。软件功能包括计数器测试和启动功能块以及计数器控制功能块。    ·测试和启动功能块用于删除模块的变量数据并对模块进行测试。如果测试结果正确就    将数据块中的初始数据传送到模块并启动计数器。    ·控制功能块用于计数器各种操作功能的控制。用户程序对它进行调用，对参数赋值，    实现操作功能的控制。