高速计数器

高速脉冲计数器

高速计数器是指能计算比普通扫描频率更快的脉冲信号，它的工作原理与普通计数器类似，只是计数通道的响应时间更短。

基本信息

随着生产力的发展和自动化水平的提高，在越来越多的控制过程中需要对高速脉冲信号进行处理，而普通的计数方式远远不能满足要求。如：PLC中计数器的最短计数周期为程序的扫描周期，随着系统程序增加，则计数周期也将随之增加，这样PLC就无法检测到比程序扫描周期更短的脉冲信号，造成系统出错。为此，生产厂家为 PLC增加了处理高速脉冲的功能，即高速计数器功能。

计数器是PLC内部重要的软元件之一，在PLC为核心部件的自动控制系统中，这种软元件通过相应的程序实现系统的实时准确的计数。高速计数器是PLC计数器中常用的一种，PLC 内部有两种计数器，一种是对PLC内部信号进行计数的计数器，另一种是对外部事件信号进行计数的计数器，高速计数器属于第二种。在PLC中，这两种计数器的责任不同、分工明确、工作上不能互相代替。

工作原理

高速计数器至少需从两个端子输入信号方能实现计数。其中一个端子输入连续高电平信号，使计数器线圈得电，从而选中该计数器，另一个端子输入外部事件信号计数脉冲。其工作原理如《高速计数器工作原理图》所示：

特点

计数频率较高

高速计数器由于采用中断方式计数，因此其计数频率远高于内部信号计数器。高速计数器计数的脉冲信号频率一般在几千Hz以上，达最高频率时可从计数器的输入端子Xn(n = 0、2、3)输入10kHz的外部事件脉冲信号。但由于内部信号计数器是执行扫描操作时对内部元件X、Y、M、S、T等的信号进行计数，因此，其接通(ON)时间和断开(OFF)时间应比PLC扫描周期稍长，通常其输入信号频率大约为几个扫描周期。设PLC扫描周期为10ms，内部元件ON和OFF的时间为5个PLC扫描周期，则内部信号计数器的计数频率为：

，则

f为内部信号计数器计数频率，T为内部信号计数器计数的周期。由此可见，内部信号计数器是一种低速计数器，而外部事件信号计数器是一种高速计数器。

点数少类型多

高速计数器的点数远比内部信号计数器少。如FX2系列PLC内部信号计数器有16bit的通用二进制增计数器C0～C99、停电保持用二进制增计数器C100～C199，还有32bit通用的计数器C200～C219、保持计数器C220～C234。它们共计235点。而高速计数器只有C235～C255，共仅21点。后者仅为前者的1/10左右。

虽然高速计数器点数少，但是它们的功能分布和使用条件却比内部信号计数器复杂得多。高速计数器的选择并不是任意的，它取决于所需计数器的类型及高速输入的端子。高速计数器的类型为4种：即1相无启动/复位端子的计数器C235～C240；1相带启动/复位端子的计数器C241～C245；2相双向计数器C246～C250和2相A～B相计数器C251～C255。同时，高速计数器各输入端子的响应速度不同，X0、X2和X3端子的响应最高频率为10kHz，X1、X4和X5端子的响应最高频率为7kHz。在使用高速计数器时，只有弄清它的类型、各输入端子的响应最高频率、计数器的功能和使用条件，才能达到正确使用该计数器的要求。

频率总和必须小于某一确定值

各高速计数器的频率总和必须小于某一确定值。如FX2系列PLC高速计数器的频率总和必须小于20kHz。若使用的高速计数器越少，则这些计数器的计数频率越高。若一些高速计数器用较低频率计数，则另一些高速计数器可用较高频率计数。高速计数器总频率必须小于某一确定值的原因，是这种计数器独立于PLC的扫描周期，按中断原则进行操作运行。在高速计数器的操作运行中各外部事件计数信号输入端都为PLC外部中断信号源。当某一外部事件计数信号从高速计数器输入端输入时，其输入电平的跳变产生向CPU申请的中断请求信号。CPU响应中断后转向执行高速计数器的计数中断服务程序。由于各外部事件计数信号中断源都共用同一个计数中断服务程序，因此，各高速计数器的频率总和为一常数。在使用多个高速计数器分别对外部事件计数时，只有被使用的高速计数器的计数频率总和保持常数，并且这个常数符合最高频率的限制条件，才能使高速计数器实现准确计数。

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