黔东南州西门子（中国）授权总代理商
S7-300/400的计数器具有输出端Q、现行计数值输出端CV（二进制）、现行计数值的BCD码输出端CV—BCD三个输出端。输出端Q可以作为计数器的状态指示信号使用，当计数器的现行计数值为"0"时，Q="0"；当现行计数值大于0时，Q="1"。通过现行计数值输出端CV（或CV- BCD）可以获得计数器的当前计数值。
在程序中同一计数器编号既可以作为触点使用，也可以作为现行值数据使用，它决定于程序中使用的指令形式。在逻辑运算指令中使用计数器编号，采用的是计数器的触点：在数据运算指令中使用计数器编号，为现行值计数值。
S7-300/400的计数指令
S7-300/400的定时指令包括如下几种；
(l)计数器控制指令
FR:计数器启动信号；
L：装载计数值，或将现行计数值以二进制的形式读入到累加器l中：
LC:将现行计数值以BCD码的形式读入到累加器l中：
R:计数器复位；
S：设定计数器的预置值：
(2)定时器类型选择指令
CU:加计数；
CD:减计数。
以上各指令的应用以及梯形图编程、指令表编程的方法如图所示。指令表程序中的BLD用于编程器的图形显示，NOP为"空操作指令"，它在转换格式时由编程软件自动生成，无功能含义。
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我国近八成的土地光照充沛，光能资源分布较为均匀。在低碳经济与新能源革命的大趋势下，光伏发电有望成为我国未来份额的主导能源之一。国家能源局统计数据显示，截至去年底，我国光伏发电累计装机容量达4318万千瓦，成为光伏发电装机容量的国家。其中，光伏电站为3712万千瓦，分布式为606万千瓦，年发电量达到392亿千瓦时。2015年我国光伏新增装机1513万千瓦，连续3年新增装机超过1000万千瓦，为我国光伏制造业起到一定支撑作用。
在共用K总线和P总线不分段的子机架UR1或UR2上运行
所有在一个公用外设总线(P)和通讯(K)总线上操作的CPU运行状态(CPU运行系统性能)都将自动同步。
一个复杂的大任务可以拆开到多4个CPU上来计算。通过简单插入CPU实现性能的按比例升级是可能的。
增加系统资源(内存，标准区，计数器...)。
在分段子机架CR2上的运行分段子机架包含有两个独立的P总线，其中10个插槽在分段1中，8个插槽在分段2。
每个外围总线分段使用一个CPU，I/O模块分配到本地的CPU上。CPU各自独立运行，没有运行状态的同步。
公共通讯总线允许子单元间进行通讯而不需要附加硬件。
因此，2个单独的控制器可以组态到一个CR中。这样可以在柜子中节省空间。成本上很节约，因为仅需一个子机架和一个电源供应单元。
S7-400和M7-400CPU都可以没有任何的限制地使用，也就是说，甚至可以将S7和M7CPU一起放在CR2中。(警告：要把M7-CPU486-3与488-3一起在CR2中运行，只能使用M7-SYSV2.0和STEP7基本软件V3.1。原来的CPU488-4与488-5不能够在CR2中运行)。S7-400H
采用冗余设计的容错自动化系统。
适合对故障安全要求很高的应用。
满足重启动费用高、昂贵的停机、极少的监控以及很少的维护的过程应用。
冗余的集能。
提高 I/O 的可用性：网管型 I/O 配置。
也可作为标准 I/O 使用：单边配置。
热后备：发生故障时，可自动切换到备用设备。
采用 2 个独立机架或一个分开的机架进行配置
经过冗余 PROFIBUS-DP 来连接切换的 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自动化系统，大大提高了工厂生产过程的安全性
符合 IEC 61508 SIL3、DIN V 19250 AK6 和 EN 954-1 Cat.4 等安全要求。
如果需要，也可通过冗余设计而实现容错
安全相关的 I/O 不增加接线:
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全通讯
基于带有故障安全模块的 S7-400H 和 ET 200M
标准模块可以使用在自动化系统的非故障安全型应用场合
隔离模块，用于在一个 ET 200M 的安全模式中组合使用故障安全型模块和标准模块
使用 IOP-2
在所有 SINAMICS 设备上使用 IOP-2 时，必须特别小心谨慎，避免因 IOP-2 的使用导致恶
意软件或者错误的参数设置在不同的调试 PC 机或变频器之间传播。
警告
使用可交换的存储介质时可导致软件篡改，从而引发致命风险
将文件保存在可交换存储介质上会增加调试 PC 机被感染的风险，比如：被病毒或恶意软
件感染。错误的参数赋值可能会导致机器故障，从而引发人身伤亡。
• 请采取适当的保护措施（例如病毒扫描程序），防止可交换存储介质上保存的文件被
恶意软件篡改。
将参数设置（含 Safety Integrated 设置）保存在可交换存储介质上会带来风险，导致含
Safety Integrated 的原始参数设置被改写，比如，被另一台不含 Safety Integrated 的变
频器的 IOP-2 改写。错误的参数赋值可能会导致机器故障，从而引发人身伤亡。
• 确保使用的是本变频器配套的 IOP-2。
• 确保只有经过培训或有资质的人员才能操作控制箱、控制柜或进入电气控制室。
创建自定义参数组
执行该步骤需要满足以下条件：
• 用户熟悉 Windows 系统环境下文件的复制和重命名操作
• 用户精通变频器的调试
• 用户已经修改了相关参数，使参数符合实际应用
集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端，并且集电极悬空的输出电路。根据使用的晶体管类型不同，可以分为NPN集电极开路输出（也称作漏型输出，当逻辑 1 时输出电压为 0V，如图2-1所示）和PNP集电极开路输出（也称作源型输出，当逻辑 1 时，输出电压为电源电压，如图2-2所示）两种形式。在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN 集电极开路输出
图2-2 PNP集电极开路输出
对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号，可以接入到漏型输入的模块中，具体的接线原理如图2-3所示。
注意：PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理
对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号，可以接入到源型输入的模块中，具体的接线原理如图2-4所示。
注意：NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理
电压输出是在集电极开路输出电路的基础上，在电源和集电极之间接了一个上拉电阻，这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态，如图2-5。一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5 电压输出型
推挽式输出方式由两个分别为 PNP 型和 NPN 型的三极管组成，如图2-6所示。当其中一个三极管导通时，另外一个三极管则关断，两个输出晶体管交互进行动作。
这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗，因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽，因此它还适用于长距离传输。
推挽式输出电路可以直接与 NPN 和 PNP 集电极开路输入的电路连接，即可以接入源型或漏型输入的模块中。
图2-6 推挽式输出
如图 2-7所示，线驱动输出接口采用了专用的 IC 芯片，输出信号符合RS-422 标准，以差分的形式输出，因此线驱动输出信号抗干扰能力更强，可以应用于高速、长距离数据传输的场合，同时还具有响应速度快和抗噪声性能强的特点。
图2-7 线驱动输出
说明：除了上面所列的几种编码器输出的接口类型外，现在好多厂家生产的编码器还具有智能通信接口，比如PROFIBUS总线接口。这种类型的编码器可以直接接入相应的总线网络，通过通信的方式读出实际的计数值或测量值，这里不做说明。
高速计数模块主要用于评估接入模块的各种脉冲信号，用于对编码器输出的脉冲信号进行计数和测量等。西门子SIMATIC S7的全系列产品都有支持高速计数功能的模块，可以适应于各种不同场合的应用。
根据产品功能的不同，每种产品高速计数功能所支持的输入信号类型也各不相同，在系统设计或产品选型时要特别注意。下表3-1给出了西门子高速计数产品与编码器的兼容性信息，供选型时参考。
表3-1 高速计数产品与编码器的兼容性
| SIMATIC S7 系列产品 | 增量型编码器 | 值 编码器 | ||||
| 24V PNP | 24V NPN | 24V推挽式 | 5V 差分 | SSI | ||
| S7-200 / S7-200 Smart | CPU 集成的 HSC | √ | √ | √ | - | - |
| S7-1200 | CPU 集成的 HSC | √ | √ | √ | - | - |
| S7-300 | CPU31xC 集成的 HSC | √ | - | √ | - | - |
| FM350-1 | √ | √ | √ | √ | - | |
| FM350-2 | √ | - | √ | - | - | |
| SM338 | - | - | - | - | √ | |
| S7-400 | FM450-1 | √ | √ | √ | √ | - |
| ET200S | 1Count 24V | √ | √ | √ | - | - |
| 1Count 5V | - | - | - | √ | - | |
| 1SSI | - | - | - | - | √ | |
| S7-1500 | TM Count 2x24V | √ | √ | - | - | |
| TM PosInput2 | - | - | - | √ | √ | |
| ET200SP | TM Count 1x24V | √ | √ | √ | - | - |
| TM PosInput1 | - | - | - | √ | √ | |
√兼容； - 不兼容
在编码器选型时，可以综合考虑以下几个参数：
Ø 编码器类型：根据应用场合和控制要求确定选用增量型编码器还是性编码器。
Ø 输出信号类型：对于增量型编码根据需要确定输出接口类型（源型、漏型）。
Ø 信号电压等级：确认信号的电压等级（DC24V、DC5V等）。
Ø 大输出频率：根据应用场合和需求确认大输出频率及分辨率、位数等参数。
Ø 安装方式、外形尺寸：综合考虑安装空间、机械强度、轴的状态、外观规格、机械寿命等要求。
可以通过以下几种方法判断编码器的好坏：
Ø 将编码器接入 plc的高速计数模块，通过读取实际脉冲个数或码值来判断编码器输出是否正确。
Ø 通过示波器查看编码器输出波形，根据实际的输出波形来判断编码器是否正常。
Ø 通过万用表的电压档来测量编码器输出信号电压来判断编码器是否正常，具体操作方法如下：
1）编码器为NPN晶体管输出时，用万用表测量电源正极和信号输出线之间的电压
· 导通时输出电压接近供电电压
· 关断时输出电压接近 0V
2）编码器为PNP晶体管输出时，用万用表测量测量电源负极和信号输出线之间的电压
· 导通时输出电压接近供电电压
· 关断时输出电压接近 0V
在实际应用中，导致计数或测量不准确的原因很多，其中主要应注意以下几点：
Ø 编码器安装的现场环境有抖动，编码器和电机轴之间有松动，没有固定紧。
Ø 旋转速度过快，超出编码器的高响应频率。
Ø 编码器的脉冲输出频率大于计数器输入脉冲高频率。
Ø 信号传输过程中受到干扰。
针对以上问题的避免措施：
Ø 检查编码器的机械安装，是否打滑、跳齿、齿轮齿隙是否过大等。
Ø 计算一下高脉冲频率，是否接近或超过了极限值。
Ø 确保高速计数模块能够接收的大脉冲频率大于编码器的脉冲输出频率。
Ø 检查信号线是否过长，是否使用屏蔽双绞线，按要求做好接地，并采取必要抗干扰措施。
在实际的应用中，可能会遇到不需要或者模块不支持的信号线，例如：
Ø 对于带零位信号的AB正交编码器（A、B、N），模块不支持N相输入或者不需要Z信号。
Ø 对于差分输出信号（A、/A，B、/B，N、/N），模块不支持反向信号（/A，/B，/N）的输入。
对于这些信号线，不需要特殊的处理，可以直接放弃不用！
对于增量信号，可以组态多重评估模式，包括双重评估和四重评估。四重评估是指同时对信号 A 和B 的正跳沿和负跳沿进行判断，进而得到计数值，如图4-1所示。对于四重评估的模式，因为对一个脉冲进行了四倍的处理（四次评估），所以读到的计数值是实际输入脉冲数的四倍，通过对信号的多重评估可以提高测量的分辨率。
图4-1 四重评估原理图
通过以上对增量信号多重评估原理的分析可以看出，多重评估只是在原计数脉冲的基础上对计数值作了倍频处理，而实际上对实际输入脉冲频率没有影响，所以也不会提高模块的大计数频率。例如，FM350-2的大计数频率为10kHz，那么即使配置为四重评估的模式，其大的计数频率还是10kHz
