西門子S7-2006ES72881ST600AA0功能

1 S 型號 CPU：SR20、ST20、SR30、ST30、SR40、ST40、SR60 和 ST60
2 C 型號 CPU：CR20s、CR30s、CR40s 和 CR60s
7.6.4 高速輸入降噪
使用 HSC 輸入對高速脈沖計數
說明
高速輸入接線必須使 用屏蔽電纜
連接 HSC 輸入通道 I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.6、I0.7、I1.0 和 I1.1 時，所使用屏蔽電纜
的長度不應超過 50 m。
要正確操作高速計數器，可能需要執(zhí)行以下一項或兩項操作。
● 調整 HSC 通道所用輸入通道的“系統塊"數字量輸入濾波時間。在 HSC 通道對脈沖進
行計數前 S7-200 SMART CPU 會應用輸入濾波。這意味著，如果 HSC 輸入脈沖以輸
入濾波過濾掉的速率發(fā)生，則 HSC 不會在輸入上檢測到任何脈沖。請務必將 HSC 的
每路輸入的濾波時間組態(tài)為允許以應用需要的速率進行計數的值。這包括方向和復位
輸入。下表所示為 HSC 可檢測到的各種輸入濾波組態(tài)的大輸入頻率 如果生成 HSC 輸入信號的設備未將輸入信號驅動為高電平和低電平，則高速時可能
出現信號失真。如果設備的輸出是集電極開路晶體管，則可能出現這種情況。晶體管
關閉時，沒有任何因素將信號驅動為低電平狀態(tài)。信號將轉換為低電平狀態(tài)，但所需
時間取決于電路的輸入電阻和電容。這種情況可能導致脈沖丟失?？赏ㄟ^將下拉電阻
連接到輸入信號的方法避免這種情況，如下圖所示。由于 CPU 的輸入電壓是 24 V
DC，因此電阻的額定功率必須為高功率。100 歐 5 瓦的電阻是一個合適的選擇。高速計數器編程
可以使用高速計數器向導簡化 HSC 編程任務。該向導可幫助用戶選擇計數器類型/模式、
預設值/當前值以及計數器選項，并生成必要的特殊存儲器分配、子例程和中斷例程。
說明
使用高速計數器計數高頻信號，必須確保對其輸入進行正確濾波和接線。
在 S7-200 SMART CPU 中，所有高速計數器輸入均連接至內部輸入濾波電路。
S7-200 SMART CPU 的默認輸入濾波設置為 6.4 ms，這樣便將大計數速率限定為 78
Hz。如需以更高頻率計數，必須更改濾波器設置。
有關系統塊濾波選項、大計數頻率、屏蔽要求及外部下拉電路的詳細信息，請參見“高
速輸入降噪 (頁 276)"。
組態(tài)高速計數器
請使用以下操作之一組態(tài)高速計數器向導：
● 打開向導：在“工具"(Tools) 菜單功能區(qū)的“向導"(Wizards) 區(qū)域中選擇“高速計數
器"(High-Speed Counter)。

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原裝

● 打開向導：在項目樹的“向導"(Wizards) 文件夾中雙擊“高速計數器"(High-Speed
Counter) 節(jié)點。
打開向導后，分配 HSC 設置值。可瀏覽向導設置頁面、修改參數，然后生成新向導程序
代碼。
要使用高速計數器，程序必須執(zhí)行以下基本任務：
● 定義計數器和模式（對每個計數器執(zhí)行一次 HDEF 指令）。
● 在 SM 存儲器中設置控制字節(jié)。
● 在 SM 存儲器中設置當前值（起始值）。
● 在 SM 存儲器中設置預設值（目標值）。
● 分配并啟用相應的中斷例程。
● 激活高速計數器（執(zhí)行 HSC 指令）。
HDEF 指令設置計數模式
程序指令
7.6 計數器
S7-200 SMART
280 系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
HDEF 指令分配 HSC 計數器模式。下表列出了為時鐘、方向控制和復位功能分配的物理
輸入。同一輸入無法用于兩個不同的功能，但是其高速計數器的當前模式未使用的任何輸
入均可用于其它用途。例如，如果 HSC0 的當前模式為使用 I0.0 和 I0.4 的模式 1，則可
將 I0.1、I0.2 和 I0.3 用于沿中斷、HSC3 或運動控制輸入。
說明
HSC0 的所有計數模式始終使用 I0.0，而 HSC2 的所有計數模式始終使用 I0.2，因此使用
這些計數器時，無法將這些輸入用于其它用途。
模式 說明 輸入分配
HSC0 I0.0 I0.1 I0.4
HSC1 I0.1
HSC2 I0.2 I0.3 I0.5
HSC3 I0.3
HSC4 I0.6 I0.7 I1.2
HSC5 I1.0 I1.1 I1.3
0 具有內部方向控制的單相計數器 時鐘
1 時鐘 復位
3 具有外部方向控制的單相計數器 時鐘 方向
4 時鐘 方向 復位
6 具有 2 個時鐘輸入的雙相計數器 加時鐘 減時鐘
7 加時鐘 減時鐘 復位
9 AB 正交相計數器 時鐘 A 時鐘 B
10 時鐘 A 時鐘 B 復位

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6ES72881ST600AA0

原裝
 程序指令
7.6 計數器
S7-200 SMART
系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 281
模式選擇對計數操作的影響
HSC 模式 0 和 1 1
HSC 模式 3 和 4 4
程序指令
7.6 計數器
S7-200 SMART
282 系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
HSC 模式 6 和 7 7
使用計數模式 6 或 7 時，如果加時鐘和減時鐘輸入的上升沿在 0.3 微秒內發(fā)生，高速計
數器可能認為這些事件同時發(fā)生。如果發(fā)生這種情況，當前值不改變，而且計數方向不改
變。只要加時鐘和減時鐘輸入的上升沿之間的間隔大于該時段，高速計數器就能夠單獨捕
獲每個事件。在兩種情況下，均不會生成程序錯誤，而且計數器保持正確計數值。
 程序指令
7.6 計數器
S7-200 SMART
系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 283
HSC 模式 9 和 10 （ AB 正交相位 1X ）
HSC 模式 9 和 10 （ AB 正交相位 4X ）
程序指令
7.6 計數器
S7-200 SMART
284 系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
復位操作
下圖顯示的復位操作適用于使用復位輸入的所有模式。在下圖中，顯示的復位操作將有效
狀態(tài)分配為高位。
HSC 復位
 程序指令
7.6 計數器
S7-200 SMART
系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 285
HDEF 指令設置復位有效電平和計數速率
HSC0、HSC2、HSC4 和 HSC5 計數器有兩個控制位，用于組態(tài)復位的激活狀態(tài)并選擇
1x 或 4x 計數模式（僅限 AB 正交相計數器）。這些控制位位于各自計數器的 HSC 控制
字節(jié)內，僅當執(zhí)行 HDEF 指令時才會使用。下表定義了這些控制位。
說明
執(zhí)行 HDEF 指令之前，必須將這兩個控制位設置為所需狀態(tài)。否則，計數器會采用所選
計數器模式的默認組態(tài)。
執(zhí)行 HDEF 指令后，將無法再更改計數器設置，除非首先將 CPU 設為 STOP 模式。
HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 描述（僅在執(zhí)行 HDEF 時使
用）
SM37.0 不
支持
SM57.0 不
支持
SM147.
0
SM157.
0
復位的有效電平控制位： *
? 0 = 高電平激活時復位
? 1 = 低電平激活時復位
SM37.2 不
支持
SM57.2 不

PLC工作狀態(tài)一目了然安裝便捷,支持導軌式和螺釘式安裝所有模塊的輸入輸出端子可拆卸集成以太網口,程插針式連接,模塊序下載、設備組網連接更加緊密通用 Micro sD卡支持程序下載和信號板擴展實現化PLC固件更新配置,同時不占用電控西門子高速芯片配備超級電容,掉電基本指令執(zhí)行時間可情況下,依然能保證時鐘正常工作

支持
SM147.
2
SM157.
2
AB 正交相計數器的計數速率
選擇
： *
? 0 = 4X 計數速率
? 1 = 1X 計數速率
* 復位輸入的默認設置為高電平有效，AB 正交相計數速率為 4x（或 4 倍輸入時鐘頻率）。PID 回路指令（比例、積分、微分回路）用于執(zhí)行 PID 計算。 邏輯堆棧棧頂 (TOS) 值必
須為 1（能流），才能啟用 PID 計算。 該指令有兩個操作數： 作為回路表起始地址的表
地址和取值范圍為常數 0 到 7 的回路編號。
可以在程序中使用八條 PID 指令。 如果兩條或兩條以上的 PID 指令使用同一回路編號
（即使它們的表地址不同），這些 PID 計算會互相干擾，輸出不可預料。
回路表存儲九個用于監(jiān)控回路運算的參數，這些參數中包含過程變量當前值和先前值、設
定值、輸出、增益、采樣時間、積分時間（復位）、微分時間（速率）以及積分和（偏
置）。
要在所需采樣速率下執(zhí)行 PID 計算，必須在定時中斷例程或主程序中以受定時器控制的
速率執(zhí)行 PID 指令。 必須通過回路表提供采樣時間作為 PID 指令的輸入。
PID 指令已集成自整定功能。 有關自整定的詳細說明，請參見“PID 回路和整定"
(頁 729)。 “PID 整定控制面板" (頁 738)只能用于通過 PID 向導創(chuàng)建的 PID 回路。
STEP 7-Micro/WIN SMART 提供 PID 向導，指導您為閉環(huán)控制過程定義 PID 算法。 從
“工具"(Tools) 菜單中選擇“指令向導"(Instruction Wizard) 命令，然后從“指令向
導"(Instruction Wizard) 窗口中選擇“PID"。
說明
上限設定值和下限設定值應與過程變量的上下限對應。
 程序指令
7.9 PID
S7-200 SMART
系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 323
7.9.1 使用 PID 向導
使用 PID 向導組態(tài) PID 回路
畫面 說明
在此對話框中選擇要組態(tài)的回
路。 多可組態(tài) 8 個回路。
在此對話框上選擇回路時，PID
向導左側的樹視圖隨組態(tài)該回路
所需的所有節(jié)點一起更新。
可為回路組態(tài)自定義名稱。 此部
分的默認名稱是“回路 x"，其中“x"
等于回路編號。
程序指令

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功能

原裝

7.9 PID
S7-200 SMART
324 系統手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
畫面 說明
設置下列回路參數：
? 增益（默認值 = 1.00）
? 采樣時間（默認值 = 1.00）
? 積分時間（默認值 = 10.00）
? 微分時間（默認值 = 0.00）
回路過程變量 (PV) 如何標
定。 可以從以下選項中選擇：
? 單極性（默認值： 0 到
27648；可編輯）
? 雙極性（默認值： -27648 到
27648；可編輯）
? 單極性 20% 偏移量（范圍：
5530 到 27648；已設定，不
可變更）
? 溫度 x 10 °C
? 溫度 x 10 °F
在“標定"(Scaling) 參
回路設定值 (SP) 如何標定。 默
認值是 0.0 和 100.0 之間的一個
實數。PID 算法
在穩(wěn)態(tài)運行中，PID 控制器調節(jié)輸出值，使偏差 (e) 為零。 偏差是設定值 (SP)（所需工
作點）與過程變量 (PV)（實際工作點）之差。 PID 控制的原理基于以下方程，輸出 M(t)
是比例項、積分項和微分項的函數：
輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項
M(t) = K K C * e + K C ∫ ∫ 0 t e dt + M initial + K K C * de/dt
其中：
M(t) 回路輸出（時間的函數）
K K C 回路增益
e e 回路偏差（設定值與過程變量之差）
M initial 回路輸出的初始值
要在數字計算機中執(zhí)行該控制函數，必須將連續(xù)函數量化為偏差值的周期采樣，并隨后計
算輸出。 數字計算機進行處理采用的相應方程如下：
輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項

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西門子S7-200

原裝

M n = K K c * e e n + K K I * ∑ ∑ 1 n e e x + M initial + K K D * (e e n - e e n-1 )
其中：
M n 采樣時間 n 時的回路輸出計算值
K K c 回路增益
e e n 采樣時間 n 時的回路偏差值
e e n-1 前一回路偏差值（采樣時間 n - 1 時）
K K I 積分項的比例常數
M initial 回路輸出的初始值
K K D 微分項的比例常數
從該公式中可以看出，積分項是從第 1 次采樣到當前采樣所有偏差項的函數。 微分項是
當前采樣和前一次采樣的函數，而比例項僅是當前采樣的函數。 在數字計算機中，保存
偏差項的所有樣本既不實際，也沒有必要。
因為從個樣本開始，每次對偏差進行采樣時數字計算機都必須計算輸出值，因此僅需
存儲前一偏差值和前一積分項值。 由于數字計算機解決方案具有重復特性，因此可以簡
化在任何采樣時間都需計算的方程。 簡化后的方程如下：
輸出 = 比例項 + 積分項 + 微分項中斷
7.10.1 中斷指令
切換到 RUN 模式時，中斷開始時被禁止。在 RUN 模式下，可通過執(zhí)行 ENI（中斷啟

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