西門子S7-1500的應(yīng)用案例分析

S7-1500CPU一般本身是不帶高速脈沖計(jì)數(shù)的，所以要選用高速計(jì)數(shù)模塊，一般最常用的模塊為TMcount2X24 ，其提供兩路24V高速脈沖采集信號(hào)。兩路高速脈沖采集通道，在一般項(xiàng)目應(yīng)用中有點(diǎn)少。

在工業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集和處理中，經(jīng)常會(huì)遇到如流量、轉(zhuǎn)速、扭矩等高速脈沖信號(hào)形式的傳感器。這種類型的傳感器精確度高，抗干擾能力強(qiáng)，得到技術(shù)人員的青睞。

舉例說明西門子S7-1500高速脈沖采集功能和應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)的處理。

1. 高速計(jì)數(shù)模塊TM count2X24屬性

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1>.支持的編碼器類型

●24V增量編碼器；

●具有方向信號(hào)的24V脈沖編碼器

●布局有方向信號(hào)的24V脈沖編碼器

●用于向上和向下計(jì)數(shù)脈沖的24V脈沖編碼器

2>.支持的技術(shù)功能

●高速計(jì)數(shù)

●測(cè)量評(píng)率

●作為運(yùn)動(dòng)控制的位置反饋

3>.接線（圖）端子

2. 高速計(jì)數(shù)模塊的組態(tài)和應(yīng)用

下面舉例子，來說明西門子S71500系列PLC高速脈沖采集的用法。

如圖所示的扭矩轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速碼盤數(shù)為60，扭矩-50N.m-50 N.m對(duì)應(yīng)5K-15K脈沖。

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2.1硬件配置及組態(tài)

插入一個(gè)CPU模塊，本例中用CPU1515，并插入TM count2X24模塊，訂貨號(hào)：6ES7550-1AA00-0AB0

2.2 配置通道屬性

雙擊模塊2，下面出現(xiàn)高速計(jì)數(shù)模塊的屬性。

選擇工作模式：通過工藝對(duì)象組態(tài)通道。當(dāng)然也可以選用手動(dòng)操作，手動(dòng)操作和1200中的配置方法一樣，就是配置為測(cè)量，配置為頻率，配置更新時(shí)間，這些都可以在工藝?yán)锩嫱瓿?，大同小異?/p>

此處我們選擇通過工藝對(duì)象組態(tài)通道。選擇了通過工藝對(duì)象組態(tài)通道，下面的手動(dòng)選項(xiàng)就會(huì)變灰，只能在工藝對(duì)象里面進(jìn)行配置。

2.3新增工藝對(duì)象

在項(xiàng)目樹底下的CPPU下面，找到工藝對(duì)象，新增對(duì)象。如圖所示的方法，增加兩個(gè)對(duì)象，一個(gè)命名為轉(zhuǎn)速頻率測(cè)量，一個(gè)命名為扭矩頻率測(cè)量。完成這一步后，就可以在項(xiàng)目數(shù)下面看到新增的兩個(gè)工藝對(duì)象。

2.4組態(tài)工藝對(duì)象

點(diǎn)擊組態(tài)，配置相關(guān)參數(shù)。在參數(shù)選項(xiàng)卡，可以看到組態(tài)的相關(guān)參數(shù)及配置，還可以看到狀態(tài)：公司圖標(biāo)表示參數(shù)里包含錯(cuò)誤或不可用的參數(shù)；綠色圖標(biāo)表示參數(shù)配置里面包含修改過的參數(shù)；藍(lán)色圖標(biāo)表示系統(tǒng)默認(rèn)的配置參數(shù)，沒經(jīng)過修改。

下面完成上圖中的參數(shù)配置

1>.基本參數(shù)

模塊：選擇我們插入的模塊：TM COUNT 2×24

通道：模塊有兩個(gè)通道，轉(zhuǎn)速分配第1通道，扭矩分配第2通道。

2>.配置計(jì)數(shù)器

選擇技術(shù)器信號(hào)類型，這里選擇脈沖A相。選擇濾波器頻率。

信號(hào)類型大概有以下幾種：

3>.測(cè)量值

測(cè)量變量：頻率

更新時(shí)間：100ms，0-25000ms可選。

通常，如高速脈沖型式的傳感器，如流量傳感器，轉(zhuǎn)速扭矩傳感器等，測(cè)量其相應(yīng)的流量，轉(zhuǎn)速、扭矩等，最終都是先得到其頻率值，再對(duì)頻率直接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到相應(yīng)的流量、轉(zhuǎn)速、扭矩等物理量。S71200系列CPU直接可以通過硬件組態(tài)，將計(jì)數(shù)通道設(shè)置為頻率測(cè)量。S71200系列CPU高速脈沖采集頻率測(cè)量功能，有3種不同的頻率測(cè)量周期：1.0秒，0.1秒和0.01秒，不同工況需求下，可以選擇不同的測(cè)量周期。在1500PLC里面可以0-2500ms選擇，根據(jù)不同的工況進(jìn)行配置即可。

2.5調(diào)試工藝對(duì)象

計(jì)數(shù)工藝對(duì)象提供了一個(gè)可以調(diào)試的控制面板，在這個(gè)調(diào)試界面下可以進(jìn)行技術(shù)器的基本操作和錯(cuò)誤診斷。需要注意的是，使用調(diào)試界面前，需要在主程序中調(diào)用高速計(jì)數(shù)功能塊才能正常使用。

1>.插入指令模塊

在Main中，從指令表里面找到工藝類->計(jì)數(shù)和測(cè)量，找到High_Speed_Counter功能并拖拽到程序段中，并在背景數(shù)據(jù)塊中選擇之前建立的計(jì)數(shù)器工藝對(duì)象。

將項(xiàng)目存盤編譯并下載后，就可以到項(xiàng)目樹下面找到調(diào)試功能進(jìn)行調(diào)試。

2>.工藝對(duì)象的調(diào)試

進(jìn)入調(diào)試界面后，首先點(diǎn)擊左上角的在線標(biāo)志，使得PLC處于工作狀態(tài)，在線模式下，使得軟件門“SWGate”為真，觀察反饋的門狀態(tài)“StatusHW”是否為真，如果為真說明計(jì)數(shù)器已經(jīng)開始工作，這時(shí)候如果外部有脈沖信號(hào)的話，計(jì)數(shù)器將進(jìn)行計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)值反饋到“CountValue”。

2.6編程

如果調(diào)試界面沒問題，就可以回到Main程序塊中進(jìn)行編程，程序塊的使用方法與調(diào)試界面完全一致。

有幾個(gè)參數(shù)值得注意：

軟件門：可以控制計(jì)數(shù)器什么時(shí)候開始計(jì)數(shù)。

countValue：計(jì)數(shù)值，這里區(qū)別于測(cè)量值。

MeasuredValue：測(cè)量值，此處就顯示測(cè)得的頻率值。

2.7數(shù)據(jù)處理

轉(zhuǎn)速的處理：頻率為f，表示一秒鐘采集f個(gè)脈沖，則一分鐘采集60f個(gè)脈沖。碼盤數(shù)為60，表示轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出60個(gè)脈沖。則，一分鐘60f個(gè)脈沖表示轉(zhuǎn)了60f/60轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為f轉(zhuǎn)/分。

及：轉(zhuǎn)速的處理公式為：轉(zhuǎn)速=60f/碼盤數(shù) （轉(zhuǎn)/分）

扭矩的處理：扭矩處理比較簡(jiǎn)單，5K—15K線性對(duì)應(yīng)-50N.m—50N.m。對(duì)頻率值進(jìn)行線性變換即可。

注意：無論是高速計(jì)數(shù)還是頻率測(cè)量，讀取到的ID1000值都是整數(shù)，要換算為相應(yīng)的物理量，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，把雙整數(shù)換算為浮點(diǎn)數(shù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

編輯：黃飛

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