西门子6ES7223-1PM22-0XA8参数规格

西门子6ES7223-1PM22-0XA8参数规格

FX2N系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类。

1．内部计数器

内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X、Y、M、S、T等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比PLC的扫描周期稍长。

（1）16位增计数器（C0～C199） 共200点，其中C0～C99为通用型，C100～C199共100点为断电保持型（断电保持型即断电后能保持当前值待通电后继续计数）。这类计数器为递加计数，应用前先对其设置一设定值，当输入信号（上升沿）个数累加到设定值时，计数器动作，其常开触点闭合、常闭触点断开。计数器的设定值为1～32767（16位二进制），设定值除了用常数K设定外，还可间接通过指定数据寄存器设定。

下面举例说明通用型16位增计数器的工作原理。如图1所示，X10为复位信号，当X10为ON时C0复位。X11是计数输入，每当X11接通一次计数器当前值增加1（注意X10断开，计数器不会复位）。当计数器计数当前值为设定值10时，计数器C0的输出触点动作，Y0被接通。此后既使输入X11再接通，计数器的当前值也保持不变。当复位输入X10接通时，执行RST复位指令，计数器复位，输出触点也复位，Y0被断开。

图1  通用型16位增计数器

（2）32位增/减计数器（C200～C234）  共有35点32位加/减计数器，其中C200～C219（共20点）为通用型，C220～C234（共15点）为断电保持型。这类计数器与16位增计数器除位数不同外，还在于它能通过控制实现加/减双向计数。设定值范围均为-214783648～-+214783647（32位）。

C200～C234是增计数还是减计数，分别由特殊辅助继电器M8200～M8234设定。对应的特殊辅助继电器被置为ON时为减计数，置为OFF时为增计数。

计数器的设定值与16位计数器一样，可直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为设定值。在间接设定时，要用编号紧连在一起的两个数据计数器。

如图2所示，X10用来控制M8200，X10闭合时为减计数方式。X12为计数输入，C200的设定值为5（可正、可负）。设C200置为增计数方式（M8200为OFF），当X12计数输入累加由4→5时，计数器的输出触点动作。当前值大于5时计数器仍为ON状态。只有当前值由5→4时，计数器才变为OFF。只要当前值小于4，则输出则保持为OFF状态。复位输入X11接通时，计数器的当前值为0，输出触点也随之复位。

图2  32位增/减计数器

2．高速计数器（C235～C255）

高速计数器与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。FX2N有C235～C255共21点高速计数器。适合用来做为高速计数器输入的PLC输入端口有X0～X7。X0～X7不能重复使用，即某一个输入端已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其它高速计数器，也不能用做它用。各高速计数器对应的输入端如表1所示。

高速计数器可分为四类：

（1）单相单计数输入高速计数器（C235～C245）  其触点动作与32位增/减计数器相同，可进行增或减计数（取决于M8235～M8245的状态）。

如图3a所示为无启动/复位端单相单计数输入高速计数器的应用。当X10断开，M8235为OFF，此时C235为增计数方式（为减计数）。由X12选中C235，从表1中可知其输入信号来自于X0，C235对X0信号增计数，当前值达到1234时，C235常开接通，Y0得电。X11为复位信号，当X11接通时，C235复位。

 如图3 b所示为带启动/复位端单相单计数输入高速计数器的应用。由表34可知，X1和X6分别为复位输入端和启动输入端。利用X10通过M8244可设定其增/减计数方式。当X12为接通，且X6也接通时，则开始计数，计数的输入信号来自于X0，C244的设定值由D0和D1指定。除了可用X1立即复位外，也可用梯形图中的X11复位。

图3   单相单计数输入高速计数器

a)无启动/复位端   b) 带启动/复位端

表1  高速计数器简表

表中：U表示加计数输入，D为减计数输入，B表示B相输入，A为A相输入，R为复位输入，S为启动输入。X6、X7只能用作启动信号，而不能用作计数信号。

（2）单相双计数输入高速计数器（C246～C250）  这类高速计数器具有二个输入端，一个为增计数输入端，另一个为减计数输入端。利用M8246～M8250的ON/OFF动作可监控C246～C250的增记数/减计数动作。

 如图4所示，X10为复位信号，其有效（ON）则C248复位。由表1可知，也可利用X5对其复位。当X11接通时，选中C248，输入来自X3和 X4。

图4  单相双计数输入高速计数器

（3）双相高速计数器（C251～C255） A相和B相信号决定计数器是增计数还是减计数。当A相为ON时，B相由OFF到ON，则为增计数；当A相为ON时，若B相由ON到OFF，则为减计数，如图5a所示。

图5  双相高速计数器

如图5b所示，当X12接通时，C251计数开始。由表1可知，其输入来自X0（A相）和X1（B相）。只有当计数使当前值超过设定值，则Y2为ON。如果X11接通，则计数器复位。根据不同的计数方向，Y3为ON（增计数）或为OFF（减计数），即用M8251～M8255，可监视C251～C255的加/减计数状态。

注意：高速计数器的计数频率较高，它们的输入信号的频率受二方面的限制。一是全部高速计数器的处理时间。因它们采用中断方式，计数器用的越少，则可计数频率就越高；二是输入端的响应速度，其中X0、X2、X3高频率为10KHZ，X1、X4、X5高频率为7KHZ。 

1  引言
  
    PLC由于稳定可靠、结构紧凑、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用面广、广泛的通用产业控制装置，成为现代产业自动化控制的主要支柱之一[1]。而单片机由于本钱低廉，使用灵活，功能多样，在自动化领域应用及其广泛，往往在一个控制系统中可能会出现单片机和PLC共存的情况，假如使二者互相联系，互相通讯，具有非常重要的现实意义。 
         2  硬件以及通讯原理分析   
    西门子S7-200系列PLC拥有RS-485串行口，要使MCS51单片机与S7-PLC进行通讯，可以采用几种通讯方式。其中之一就是可以通过MCS-51的串行口与MAX485芯片相接，与S7-200 PLC的RS-485口进行通讯，其硬件连接如图1所示。
 
    S7-200 PLC是串行通讯方式为丰富的小型PLC，支持多种通讯协议，如点对点接口协议（PPI协议）、多点接口协议（MPI协议）和PROFIBUS协议以及自由通讯协议等。其中自由通讯协议又叫用户定义协议，利用自由端口模式，可以实现用户定义的通讯协议，连接多种智能设备，使用起来非常方便，在第三方工程接进中取得了巨大的成功。
  
    在自由端口模式下，PLC的串行通讯接口由用户来控制，通过梯形图程序以及和单片机的汇编语言进行配合，来使用完成中断、字符接收中断、发送完成中断等，通讯协议由用户完全控制。这时单片机处于主机状态，由单片机主动发送握手信号，PLC接到信号后被动反馈信息即可。        

         3  通讯系统设计

        3.1 通讯协议设计
  
    定义根据经验和有关参考资料，定义协议结构和参数。
  
    （1）通讯波特率为9.6kbps，无校验，8个数据位，1个可编程位，1位起始位，1位停止位。
  
    （2）定义通讯协议的数据流结构的格式为起始码、命令码、元件首址、字节数、数据块、BCC校验码和结束码。
  
    ● 起始码：表示单片机与PLC开始发送数据，是数据流个字符，告诉PLC开始进行通讯了，可以用00H表示
    ● 命令码：表示单片机对PLC的各种操纵：
      40H：读取目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态；
    41H：修改目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态；
    42H：强制目标单元为ON；
    43H：强制目标单元为OFF；
    ● 元件首址：表示PLC内部的元件类型以及寄存器的地址（但不能表示一个位地址）。前两个字节表示寄存器类型，后两个字节表示寄存器号。00 00（H）：I寄存器区 01 00（H）：Q寄存器区。02 00（H）：M寄存器区 08 00（H）：V寄存器区；
    ● 字节数：从元件首地址起，读取或写进PLC元件的数据个数数据块：预备读取或者写进PLC的数据或状态；
    ● BCC校验码：在传输过程中，指令有可能受到任何的干扰而使原来的数据信号发生扭曲，此时的指令当然是错误的，为了侦测指令在传输过程中发生的错误，接收方必须对指令作的确认工作，以防止错误的指令被执行，简单的方法就是使用校验码。BCC校验码的方法就是将要传送的字符串的ASCII码以字节为单位作异或和，并将此异或和作为指令的一部分传送出往；同样地，接收方在接到指令后，以相同的方式对接收到的字符串作异或和，并与传送方所送过来的值作对比，若其值相等，则代表接收到的指令是正确的，则是错误的
    ● 结束码：结束字符标志着指令的结束，在本例中被定义为FFH，不同的PLC从站可以定义不同的结束字符以接收针对该PLC的指令。

        3.2 通讯程序的实现
  
    （1）单片机端程序的实现。单片机在主程序中初始化，采用串行口工作方式3[2]，波特率为9.6kbps，采用单片机作为主机，向PLC进行呼唤，定期读取数据或者写进数据，其程序流程图参见图2。 

      （2）PLC端程序流程图的实现。PLC端作为从机，采用梯形图或者STL编程，主要是先设置通讯协议，按照协议把采集到的数据进行处理，再发送给主机单片机，其具体的程序流程图如图3所示。

         4  结束语
  
    本文利用单片机与PLC的串行通讯方法，成功的应用于多个项目中，实际表明该方法简单可靠，本钱低，易于扩充经济实用的其它功能，如A/D、D/A等功能，取得了较好的社会效益和经济效益。