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1、第5章 程序计数器5.1 目的及目标5.2 机械与电子计数器5.3 Allen-Bradley公司计数器介绍5.4 Allen-Bradley计数器及其复位指令5.5 级联计数器5.6 PLC计数器的经验设计过程5.7 继电器逻辑计数梯形图到PLC逻辑图的转换5.8 计数器梯形逻辑的故障排除5.9 指令的位置4.1 目的及目标目的提供硬件计数器的功能与使用信息如何使用PLC的计数器指令解决自动化问题目标了解机械与电子计数器的故障原理描述计数器操作的程序数据制作、分析工业中加计数、减计数、加/减计数的梯形图实现计数器级联来满足更高的计数需求用完成位、使能位和上溢/下溢位来控制自动系统使用PLC系
2、统的计数指令开发梯形图将继电器梯形图计数器转换为等价的PLC梯形图描述计数器梯形图的故障排除技术5.2 机械与电子计数器5.3 Allen-Bradley公司计数器介绍计数器指令如图所示，指令参数包计数器指令如图所示，指令参数包括：括：计数器编号计数器编号 对于对于SLC 500SLC 500及及PLC 5PLC 5，计数器标识为字母计数器标识为字母C C，默认文件号为，默认文件号为5 5，计数器编号从，计数器编号从0 0 999 999，文件号，文件号9 9255255有效有效预置值预置值 用来判断输出是否为真的参考值。对用来判断输出是否为真的参考值。对SLCSLC系列，有效范围为系列，有效
3、范围为-32768-32768+32767+32767；LogixLogix系系统的有效范围统的有效范围-2147483648-2147483648+2147483648+2147483648累加值累加值 寄存器或标签存放指令所在梯级由假寄存器或标签存放指令所在梯级由假变真的次数变真的次数计数器输出位计数器输出位加计数使能位（加计数使能位（.CUCU）当加计数指令梯级条件为真，）当加计数指令梯级条件为真，.CU=1.CU=1；否则，；否则，.CU=0.CU=0减计数使能位（减计数使能位（.CDCD）当减计数指令梯级条件为真，）当减计数指令梯级条件为真，.CD=1.CD=1；否则，；否则，.CD
4、=0.CD=0向上溢出位（向上溢出位（.OVOV）当加计数到累计值大于正最大值而跳到负最大）当加计数到累计值大于正最大值而跳到负最大值时，值时，.OV=1.OV=1。向下溢出位（向下溢出位（.UNUN）当减计数到累计值小于负最小值而跳到正最大）当减计数到累计值小于负最小值而跳到正最大值时，值时，.UN=1.UN=1。完成位（完成位（.DNDN）当计数器）当计数器.ACC.ACC计数器计数器.PRE.PRE时时.DN=1.DN=1；当计数器；当计数器.ACC.ACC计数器计数器.PRE.PRE时，时，.DN=0.DN=0计数器累计值计数器累计值(计数值计数值)下溢下溢上溢上溢下限值下限值-327
5、68-2,147,483,648上限值上限值+32767+2,147,483,6470加计数加计数减计数减计数预置值预置值.DN=0.DN=15.4 Allen-Bradley计数器及其复位指令5.4.1 SLC 5005.4.1 SLC 500计数器与复位编址计数器与复位编址计数器寄存器和输出的寻址计数器寄存器和输出的寻址计计数器地址格式数器地址格式 高速计数器高速计数器 有些型号的整体式有些型号的整体式SLC 500SLC 500及及MicroLogixMicroLogix处处理器硬件中含有一个高速计数器（理器硬件中含有一个高速计数器（HSCHSC）指令）指令HSCHSC是是CTUCTU的
6、一种变体，记录的一种变体，记录I:0/0I:0/0由假到真的转换次数由假到真的转换次数HSCHSC是硬件计数器，工作于异步方式是硬件计数器，工作于异步方式HSCHSC的状态为非保持的的状态为非保持的HSCHSC总是总是C5:0C5:0，且读取，且读取I:0/0I:0/0的输入的输入当当C5:0.UA=1C5:0.UA=1，更新为，更新为HSCHSC硬件计数器的计数值硬件计数器的计数值其他型号的其他型号的PLCPLC中，高速计数模块用来记录高速脉冲中，高速计数模块用来记录高速脉冲5.4.2 Logix计数器指令Logix PLCLogix PLC的计数器指令与的计数器指令与SLCSLC计数器功能
7、相同，只是前者计数器功能相同，只是前者用标签替代了原来的计数器编号用标签替代了原来的计数器编号创建计数器标签可以在标签编辑器进行，也可以在使用计创建计数器标签可以在标签编辑器进行，也可以在使用计数器指令的时候进行数器指令的时候进行CTU时时序逻辑序逻辑CTD时时序逻辑序逻辑5.4.3 计数器的标准梯形图当累计值当累计值=预置值预置值后，停止计数后，停止计数计数器的标准梯形图计数器的标准梯形图解决因输入信号抖动而引起重解决因输入信号抖动而引起重复计数的问题，在复计数的问题，在T4:0计时时计时时间内的间内的I:1/13变化将被忽略变化将被忽略计数器的扩展触发标准梯形图计数器的扩展触发标准梯形图按
8、下按下NO按钮，梯级条件由按钮，梯级条件由假变真，加假变真，加1按下按下NO按钮，梯级条件按钮，梯级条件由假变真，减由假变真，减1加加/减计数器的应用标准梯形图减计数器的应用标准梯形图5.4.4 A-B加法计数器例题例题5.2 5.2 设计传输罐装蔬菜传送带的梯形图。传设计传输罐装蔬菜传送带的梯形图。传感器探测到感器探测到1212个罐头，就启动一个包装操作。生个罐头，就启动一个包装操作。生产线每轮需要包装产线每轮需要包装200200个装有个装有1212听罐头的盒子。系听罐头的盒子。系统包装罐头时，绿灯亮；当统包装罐头时，绿灯亮；当200200个包裹完成时，红个包裹完成时，红灯亮。另外，需要记录
9、每轮所包装罐头总数。灯亮。另外，需要记录每轮所包装罐头总数。罐头传感器罐头传感器S1S1（NONO）I:1/10I:1/10复位按钮复位按钮PB1PB1（NONO）I:1/9I:1/9C5:0C5:0，预置值，预置值30003000每轮在传送带上罐头最大数每轮在传送带上罐头最大数C5:1C5:1，预置值，预置值1212每个包中的罐头数每个包中的罐头数C5:2C5:2，预置值，预置值200200每轮可完成的包裹最大数每轮可完成的包裹最大数罐头经过，传感器产罐头经过，传感器产生正脉冲生正脉冲C5:0与与C5:1累计值加累计值加1到到12罐头，加罐头，加1，进，进行包装操作，行包装操作，C5:1复复
10、位，位，Logix系统解决方案系统解决方案5.4.5 A-B减法计数器CTD时序逻辑时序逻辑5.4.6 A-B加/减计数器01234321012345加数按钮加数按钮减数按钮减数按钮复位脉冲复位脉冲完成位完成位计数器累加值计数器累加值加预置值加预置值=4 减预置值减预置值=4例题例题5.4 对停车库内的车辆进行计数，车库容量对停车库内的车辆进行计数，车库容量308辆汽车，辆汽车，车位满红灯亮。车位满红灯亮。5.4.7 A-B单步指令SLC/MicroLogixSLC/MicroLogix的单步指令的单步指令SLCSLC及及MicroLogix 1000MicroLogix 1000只有一个单步
11、输入指令只有一个单步输入指令OSROSRMicroLogix 1100/1200/1400/1500MicroLogix 1100/1200/1400/1500则有单步输入指令则有单步输入指令ONSONS，单步，单步输出指令输出指令OSROSR和和OSFOSFSLC/MicroLogixSLC/MicroLogix处理器单步指令兼容性处理器单步指令兼容性处理器单步指令应用计数器计数器C5:1C5:1用来记录零件探测器用来记录零件探测器I:1/0I:1/0检测到的进检测到的进入生产线的零件个数。入生产线的零件个数。当进入零件数量达到当进入零件数量达到4 4个时，计数完成，触发装载个时，计数完成，
12、触发装载机机O:2/13O:2/13将零件装入机器；在装入过程中触发将零件装入机器；在装入过程中触发I:1/1I:1/1在在5 5秒时间内为秒时间内为1 1，该信号用来复位计数器，该信号用来复位计数器，以便进入下一轮。以便进入下一轮。问题：在问题：在I:1/1=1I:1/1=1的的5 5秒内，零件可以进入生产线，秒内，零件可以进入生产线，而计数器一直处于复位状态。使得计数最终计数而计数器一直处于复位状态。使得计数最终计数器累计值的数量与进入生产线的零件数量不符器累计值的数量与进入生产线的零件数量不符解决方法：在梯级中加一条单步指令解决方法：在梯级中加一条单步指令LogixLogix处理器的单步
13、指令处理器的单步指令ONSONS指令指令 输入指令输入指令 ONS ONS 当当ONSONS指令使能并且指令使能并且 存储位存储位=0=0时，时，ONSONS指令使能梯级的其余部分。指令使能梯级的其余部分。当当ONSONS指令禁止并且指令禁止并且 存储位存储位=1=1时，时，ONSONS指令禁止梯级的其余部分。指令禁止梯级的其余部分。存储位存储位OSROSR与与OSFOSF指令指令 输出指令输出指令5.5 级联计数器当需要计数的事件数超过一个计数器所能允许的最大计数当需要计数的事件数超过一个计数器所能允许的最大计数值时，需要级联值时，需要级联设一个总数需要设一个总数需要6000060000的计
14、数，采用的计数，采用2 2个计数器级联，每个个计数器级联，每个计数器预置值为计数器预置值为3000030000。当计数到达后，输出。当计数到达后，输出O:0/14O:0/14置位，置位，点亮一个红色指示灯。点亮一个红色指示灯。本例用本例用MicroLogix 1200MicroLogix 1200实现实现5.6 PLC计数器的经验设计过程5.6.1 5.6.1 将计数器加入处理过程将计数器加入处理过程计数器指令影响程序范围计数器指令影响程序范围用来使能计数器指令的梯级用来使能计数器指令的梯级使用计数器输出来控制一个系统参数使用计数器输出来控制一个系统参数对计数器进行复位的梯级对计数器进行复位的
15、梯级对经验处理过程补充对经验处理过程补充第第1 1步步 写出处理过程的描述写出处理过程的描述第第2 2步步 写出所有现场设备的逻辑表达式写出所有现场设备的逻辑表达式例题例题5.5 5.5 一个传送带系统，对盒子进行分类，使一个传送带系统，对盒子进行分类，使每个传送通道接收每个传送通道接收1010个盒子个盒子门门1 1和门和门2 2升起，传感器升起，传感器S1S1为斜道为斜道1 1计数计数1010个盒子，然后个盒子，然后门门1 1降下；降下；传感器传感器S2S2为斜道为斜道2 2计数计数1010个盒子，然后门个盒子，然后门2 2降下；降下；传感器传感器S3S3为斜道为斜道3 3计数计数1010个
16、盒子，然后门个盒子，然后门1 1门门2 2升起，处升起，处理过程重新开始（理过程重新开始（start overstart over）。）。盒子在被传感器检测到后，需要盒子在被传感器检测到后，需要4 4秒才能进入斜道秒才能进入斜道斜斜道道1斜斜道道2斜斜道道3S1S2S3产品盒产品盒传感器传感器门门2门门1传送带传送带系统系统I/OI/O输入：输入：SN1SN1、SN2SN2、SN3SN3输出：输出：C5:0C5:0、C5:1C5:1、C5:2,gate_1C5:2,gate_1、gate_2gate_2输出逻辑表达式输出逻辑表达式5.7 继电器逻辑计数梯形图到PLC逻辑图的转换用用PLCPLC
17、加计数指令代替机械加计数指令代替机械/电子加计数器电子加计数器用用PLCPLC减计数指令代替机械减计数指令代替机械/电子减计数器电子减计数器设预置值，使得完成位在原计数器完成的同时置位设预置值，使得完成位在原计数器完成的同时置位用等价的用等价的PLCPLC输出代替原来的触点输出输出代替原来的触点输出5.8 计数器梯形逻辑的故障排除计数器检测与故障排除的建议方法计数器检测与故障排除的建议方法从序列中的第从序列中的第1 1个计数器开始测试，逐步递增直到全部，使用临时个计数器开始测试，逐步递增直到全部，使用临时结束指令结束指令TNDTND若存在复位指令，则确认复位前，是否所有被计数器位驱动的必若存在
18、复位指令，则确认复位前，是否所有被计数器位驱动的必要过程都已被执行要过程都已被执行使用挂起指令使用挂起指令SUSSUS（只对（只对SLCSLC系列系列PLCPLC）若计数值不正确，则确认计数器逻辑转换周期不能短于扫描时间若计数值不正确，则确认计数器逻辑转换周期不能短于扫描时间了解计数器数值刷新了解计数器数值刷新PLCPLC内存位和禁止操作的情况内存位和禁止操作的情况5.8.1 挂起指令SUS SUS 指令用于捕俘和识别程序调试和系统故障处理的特定指令用于捕俘和识别程序调试和系统故障处理的特定条件。条件。该指令使处理器进入中止空闲模式，使所有输出失电。该指令使处理器进入中止空闲模式，使所有输出失
19、电。将中止将中止IDID（-32768+32767)-32768+32767)和中止文件和中止文件(识别中止指令识别中止指令所处文件的程序文件编号或子例程文件编号所处文件的程序文件编号或子例程文件编号)置于状态文置于状态文件件(S:7(S:7 和和S:8)S:8)中。中。梯级条件为真，但梯级条件为真，但输出被挂起输出被挂起=05.8.2 处理速度对扫描时间通常通常PLCPLC扫描速度较快而执行机构的动作较慢，造成处理扫描速度较快而执行机构的动作较慢，造成处理器误判而产生误动作器误判而产生误动作例题例题SN1SN2SN3产品零件产品零件传感器传感器传送带传送带装配机器装配机器SN4装配零件就绪装
20、配零件就绪传感器传感器传感器传感器送装配机器的送装配机器的4零件队列零件队列传感器传感器气动执行器（停止）气动执行器（停止）气动执行器（保持）气动执行器（保持）气动执行器（发射）气动执行器（发射）ejector要求：设计队列管理系统，当队列小于要求：设计队列管理系统，当队列小于4 4时射入零件，队时射入零件，队列等于列等于4 4时，放过。时，放过。输入：输入：SN1SN1、SN4SN4输出：输出：C5:0(C5:0(加计数加计数),C5:1(),C5:1(减计数减计数),ejector),ejector输出逻辑：输出逻辑：I:1/0I:1/1SN1SN4现场设现场设备电源备电源共用线共用线O:
21、2/12共用线共用线ejectorejectorSLCSLC梯形图程序梯形图程序问题：问题：如果队列中已有如果队列中已有3 3个零件，当第个零件，当第4 4个零件被个零件被SN1SN1探测到时，探测到时，C5:0C5:0计数计数到到4 4且弹射器动作；且弹射器动作；在下一个扫描周期，在下一个扫描周期，C5:0/DN=1C5:0/DN=1，因此弹射器失电；，因此弹射器失电；PLCPLC扫描周期较短，通常在扫描周期较短，通常在1050ms1050ms，而弹射器的响应时间较长，而弹射器的响应时间较长，通常需要通常需要1500ms1500ms以上；因此在上述条件下根本来不及动作就失电以上；因此在上述条件下根本来不及动作就失电了。了。解决办法解决办法使用定时器，在设定延时时间内确保弹射器工作完成使用定时器，在设定延时时间内确保弹射器工作完成修改后的程序如下修改后的程序如下5.9 指令的位置