STEROWNIKI PROGRAMOWALNE

PLC

LICZNIKI

Prowadzący:

dr hab. inż. Krzysztof

Pieńkowski

Instytut Maszyn, Napędów i

Pomiarów Elektrycznych

Politechniki Wrocławskiej

Bud. A-10, pok. 401

[e-mail]

WPROWADZENIE

Przy

sterowaniu

procesami

dyskretnymi

zachodzi

często

potrzeba

zliczania

liczby

zdarzeń, które następują kolejno po sobie oraz
podejmowania

decyzji

sterowniczych

uzależnionych od liczby zdarzeń w procesie.

Do typowych zadań sterowania wymagających
operacji zliczania należą:



zliczanie liczby elementów, np. na linii

transportowej;

 procesy pakowania;

 nadzorowanie stanu wyposażenia magazynów,
miejsc składowania, obsługi parkingów;

 kontrola i sterowanie położeniem elementów,
których przemieszczenia są mierzone przez
czujniki impulsowe.

WPROWADZENIE

Przykład procesu przemysłowego ze zliczaniem
elementów:

Butelki transportowane na linii transportowej są zliczane i
pakowane po 12 sztuk do transporterów

.

WPROWADZENIE

W konwencjonalnych układach sterowania
procesami do realizacji operacji zliczania
stosowane są liczniki elektromechaniczne lub
elektroniczne układy licznikowe.

Natomiast w sterownikach programowalnych
PLC

operacje

zliczania

liczby

zdarzeń

realizowane są w postaci programowej.

Do realizacji operacji zliczania w układach sterowania
ze

sterownikami

PLC

wykorzystuje

się

programowalne bloki funkcyjne licznikowe, które
realizują

takie

same

funkcje

jak

liczniki

elektromechaniczne lub elektroniczne.

Podstawowe pojęcia

licznikowe

Operacje zliczania związane są z
następującymi podstawowymi pojęciami:



zmienna zliczana;

 zawartość licznika;

 stan licznika.

Zmienna zliczana

W niektórych procesach decyzje sterownicze są
uzależnione od zliczenia liczby elementarnych
czynności nazywanych zdarzeniami.

Zmienna zliczana jest to zmienna logiczna
(sygnał logiczny), której zmiana jest informacją o
pojawieniu się zliczanego zdarzenia.

W sterownikach PLC każdemu występującemu
kolejno po sobie zdarzeniu, które powinno zostać
zliczone należy przypisać odpowiednią zmianę
wartości logicznej zmiennej zliczanej (pojawienie
się lub brak sygnału sterującego).

Zmienna zliczana

 W sterownikach PLC liczniki realizowane
programowo

zliczają

zbocza

narastające

zmiennej zliczanej, czyli liczbę zmian wartości tej
zmiennej ze stanu logicznego „0” do stanu
logicznego „1”.

 Licznik programowalny w sterowniku PLC sam
wykrywa

zbocza

narastające

zmiennej

zliczanej - wystarczy tylko przypisać zmienną
zliczaną do odpowiedniego wejścia programowego
licznika.

Zawartość licznika i stan

licznika

Zawartość licznika

Zawartość licznika jest to informacja wyrażona
w postaci liczby całkowitej o aktualnej liczbie
zliczonych zmian zmiennej zliczanej czyli o
aktualnej liczbie zdarzeń zliczonych przez
licznik.

Stan licznika

Stan licznika jest to informacja wyrażona w
postaci

zmiennej

logicznej

(zmiennej

dwustanowej), która sygnalizuje czy licznik
odliczył już zadaną liczbę zdarzeń.

Podział ogólny liczników

programowalnych stosowanych w

sterownikach PLC

W sterownikach PLC stosowane są następujące
rodzaje liczników programowalnych :
 liczniki jednokierunkowe:
 dodające - zliczające ”w górę”;

 odejmujące - zliczające ”w dół”;

 liczniki dwukierunkowe:
 o niezależnych wejściach: dodającym i
odejmującym;

 rewersyjne - kierunek zliczania jest określany

programowo przez dodatkową zmienną

logiczną;

 fazowe (kwadrantowe) - kierunek zliczania jest
zależny

od przesunięcia fazowego zliczanych

sygnałów logicznych.

Liczniki jednokierunkowe



dodające - zliczające ”w górę”;

 odejmujące - zliczające ”w dół”;

Zasada działania licznika

jednokierunkowego dodającego

(zliczającego w górę)

CV

PV

1
0

0

+1 +1

+1

+1

+1

+1

zmienna zliczana

zawartość licznika

t

t

Input

UP

 Zliczane sygnały są podawane jako zliczana zmienna logiczna na
wejście licznika zliczającego w górę: Input UP.

 Zbocze narastające każdego zliczanego sygnału zwiększa o 1
zawartość licznika CV (Current Value).

 Gdy licznik zliczy zadaną liczbę sygnałów PV (Preset Value)
nastąpi zmiana stanu licznika – zmiana nastawienia wartości
zmiennej logicznej na wyjściu licznika z wartości logicznej 0 na 1.

Zasada działania licznika

jednokierunkowego odejmującego

(zliczającego w dół)

 Przed zliczaniem należy nastawić początkową zawartość licznika
CV (Current Value) na wartość zadaną PV (Preset Value).

 Zliczane sygnały są podawane jako zliczana zmienna logiczna na
wejście licznika zliczającego w dół: Input DOWN.

 Zbocze narastające każdego zliczanego sygnału zmniejsza o 1
zawartość licznika CV.

 Gdy licznik zliczy zadaną liczbę sygnałów PV, czyli gdy zawartość
licznika CV ≤ 0, to nastąpi zmiana stanu licznika – zmiana
nastawienia wartości zmiennej logicznej na wyjściu licznika z
wartości logicznej 0 na 1.

1
0

0

zmienna zliczana

zawartość licznika

t

t

CV

PV

-1

-1

-1

-1

-1

-1

Input

DOWN

Liczniki dwukierunkowe

 o niezależnych wejściach;

 rewersyjne;

 fazowe (kwadrantowe).

Zasada działania licznika

dwukierunkowego o niezależnych

wejściach zliczających

 Licznik ma dwa wejścia dla zliczanych sygnałów: wejście dla
zliczania w górę - Input UP i wejście dla zliczania w dół - Input
DOWN.

 Zbocze narastające każdego sygnału podawanego na wejście
Input UP zwiększa o 1 zawartość licznika CV (Current Value), a
zbocze narastające każdego sygnału podawanego na wejście
Input DOWN zmniejsza o 1 zawartość licznika CV.

 Gdy licznik zliczy zadaną liczbę sygnałów PV, czyli gdy
zawartość licznika CV=PV lub gdy CV ≤ 0, to nastąpi zmiana
stanu licznika – zmiana nastawienia odpowiedniej zmiennej
logicznej na wyjściu z 0 na 1.

CV

PV

0

+1 +1 +1

zawartość licznika

t

1
0

zmienna zliczana UP

t

zmienna zliczana DOWN

1
0

t

-1

-1 +1 +1

+1+1+1

-1

Input

DOWN

Input

UP

Zasada działania licznika

dwukierunkowego rewersyjnego

 Licznik ma dwa wejścia: wspólne wejście dla zliczania sygnałów
w obu kierunkach Input +/- oraz wejście dla zadawania kierunku
zliczania Input K.

 Na wejście Input K jest podawana zmienna logiczna, pozwalająca
zadawać kierunek zliczania: K=0 – zliczanie w górę, K=1 – zliczanie
w dół.

 Zbocze narastające każdego zliczanego sygnału na wejściu Input
+/- zależnie od zadanej wartości zmiennej K zwiększa o 1 lub
zmniejsza o 1 zawartość licznika CV (Current Value).

 Gdy licznik zliczy zadaną liczbę sygnałów PV, czyli gdy zawartość
licznika CV=PV lub gdy CV ≤ 0, to nastąpi zmiana stanu licznika -
zmiana nastawienia odpowiedniej zmiennej logicznej na wyjściu z 0
na 1.

CV

PV

0

+1 +1

+1

zawartość licznika

t

1
0

zmienna zliczana

t

zmienna K kierunku zliczana

1
0

t

-1

-1 +1 +1

+1+1+1

Input

+/-

Input

K

-1

-1 -1 +1

Zasada działania licznika

dwukierunkowego fazowego

(kwadrantowego)

Input

B

Input

A

CV

PV

0

zawartość licznika

t

1
0

zmienna zliczana A

t

1
0

t

+1 +1

+1 +1

+1 +1

+1 +1

+1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

....

....

zmienna zliczana B

 Licznik ma dwa oddzielne wejścia: Input A i Input B do zliczania
przesuniętych fazowo sygnałów A i B.

 Licznik wymaga współpracy ze specjalnym impulsowym układem
czujnikowym, który generuje zliczane impulsy A i B przesunięte
między sobą fazowo - kierunek przesunięcia fazowego sygnałów A
i B jest np. zależny od kierunku ruchu zliczanych elementów.,
kierunku ruchu elementu maszyny, itp..

Zasada działania licznika

dwukierunkowego fazowego

(kwadrantowego)

 Licznik tego typu jest stosowany do zliczania liczby obrotów lub
określania położenia elementów w układach mogących
wykonywać ruch w obu kierunkach.

 Kierunek zliczania (w górę lub w dół) jest zależny od kierunku
przesunięcia fazowego między zliczanymi sygnałami logicznymi A
i B. Kierunek zliczania jest samoczynnie nastawiany przez
działanie licznika.

 W zależności od kierunku przesunięcia sygnałów zbocze
narastające każdego zliczanego sygnału odpowiednio zwiększa o
1 lub zmniejsza o 1 zawartość licznika CV (Current Value).

 Na podstawie zawartości licznika CV może być wyznaczona
wypadkowa wartość liczby obrotów elementu, a na tej podstawie
określona droga kątowa lub położenie ruchomego elementu.

INNY PODZIAŁ LICZNIKÓW W PLC

Inny podział liczników jest uzależniony od właściwości
licznika związanych z przerwaniem działania licznika
(np. przerwa w zasilaniu, przerwanie pracy
sterownika, itp.).

W zależności od możliwości zapamiętania zmiennych
związanych z licznikiem wyróżnia się:

 Liczniki nieremanentne - liczniki bez
podtrzymywania w pamięci zawartości licznika
(po wyłączeniu sterownika PLC zmienna ta zostaje
wyzerowana

-

zliczanie

następuje

od

stanu

początkowego);



Liczniki

remanentne

-

liczniki

z

podtrzymywaniem

w

pamięci

zawartości

licznika (po wyłączeniu sterownika PLC zawartość
bieżąca licznika zostanie zapamiętana - zliczanie
może być kontynuowane po ponownym włączeniu
sterownika).

BLOK LICZNIKA CTU -

ZLICZAJĄCEGO W GÓRĘ

SYMBOL

BLOKU LICZNIKA CTU

W JĘZYKU FBD:

PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA

BLOKU W PROGRAMIE W FBD:

W języku FBD blok licznikowy CTU jest programowany
jako specjalny blok funkcyjny o nazwie CTU (CounTer
Up).

Nazwa
licznika

Opis parametrów bloku licznika CTU

Parame

tr

Typ

Opis

CU

BOOL

Count Up - Wejście do
zliczania w górę

R

BOOL

Reset

- Kasowanie licznika

PV

INT(EGER)

Preset Value

- Wartość

zadana dla licznika do
zliczania

Q

BOOL

Output

-

Wyjście licznika

CV

INT(EGER)

Current Value

- Stan

bieżący zliczania licznika

(zawartość licznika)

Diagram czasowy działania

licznika CTU

1)

2)

3)

4)

5)

1
0

CU

R

1
0

CV

0

PV

. . .

. . .

Q

0

1

CV>=PV

. . .

. . .

. . .

. . .

t

t

t

t

Opis działania bloku licznika CTU

1) Licznik CTU zlicza zbocza narastające sygnału logicznego podawanego

na wejście CU. Do wejścia PV powinna być wcześniej przypisana stała
w postaci liczby całkowitej, określająca do jakiej zadanej liczby
powinno następować zliczanie przez licznik.

2) Przy każdej zmianie sygnału logicznego na wejściu CU z wartości

logicznej ”0” na ”1” zawartość licznika CV jest zwiększana o 1
(CV:=CV+1).

3) Gdy zawartość licznika CV osiągnie wartość CV ≥ PV, to wyjście

licznika Q zostanie nastawione na wartość logiczną ”1” (zmiana stanu
licznika z „0” na „1”). Ten stan licznika jest następnie utrzymywany aż
do skasowania przez wejście R.

4) Sygnał logiczny ”1” podany na wejście kasujące R (nawet w przypadku

gdy jest sygnałem impulsowym) powoduje skasowanie bieżącej
zawartości licznika CV (zostanie nastawiona wartość CV=0) i
nastawienie wyjścia Q na wartość logiczną ”0”. W czasie trwania
sygnału kasującego na wejściu R zliczanie jest zablokowane.

5) Podanie na wejście kasujące R sygnału logicznego ”1” podczas

trwania procesu zliczania powoduje skasowanie bieżącej wartości
licznika CV i przejście licznika do nowego procesu zliczania od
początku. Poprzedni nie zakończony proces zliczania zostaje
skasowany.

BLOK LICZNIKA CTD -

ZLICZAJĄCEGO W DÓŁ

SYMBOL

BLOKU LICZNIKA CTD

W JĘZYKU FBD:

PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA

BLOKU CTD

W PROGRAMIE W FBD:

W języku FBD blok licznikowy CTD jest programowany
jako specjalny blok funkcyjny o nazwie CTD (CounTer
Down).

Nazwa
licznika

Opis parametrów bloku licznika CTD

Parame

tr

Typ

Opis

CD

BOOL

Count Down - Wejście do
zliczania w dół

LD

BOOL

LoaD

- Załadowanie do

licznika wartości z wejścia PV

PV

INT(EGER)

Preset Value

- Wartość

zadana dla licznika do
zliczania

Q

BOOL

Output

-

Wyjście licznika

CV

INT(EGER)

Current Value

- Stan

bieżący zliczania licznika

(zawartość licznika)

Diagram czasowy działania

licznika CTD

1)

2)

3)

4)

5)

1
0

CD

LD

1
0

CV

0

PV

. . .

. . .

Q

0

1

CV<=0

. . .

. . .

. . .

. . .

t

t

t

t

Opis działania bloku licznika CTD

1) Licznik CTD zlicza zbocza narastające sygnału logicznego podawanego

na wejście CD. Do wejścia PV powinna być wcześniej przypisana stała
w postaci liczby całkowitej, określająca od jakiej zadanej liczby
powinno następować zliczanie przez licznik. Przy podaniu sygnału
logicznego „1” na wejście LD następuje załadowanie wartości PV do
zawartości licznika CV (CV=PV).

2) Przy każdej zmianie sygnału logicznego na wejściu CD z wartości

logicznej ”0” na ”1” zawartość licznika CV jest zmniejszana o 1
(CV:=CV-1).

3) Po zakończeniu zliczania, gdy zawartość licznika CV osiągnie wartość

CV=0, to wyjście licznika Q zostanie nastawione na wartość „1”
(zmiana stanu licznika z „0” na „1”) i ten stan na wyjściu Q jest
utrzymywany aż do skasowania.

4) Po zakończeniu zliczania sygnał ”1” podawany na wejście LD powoduje

ponowne załadowanie wartości PV do zawartości licznika CV (CV=PV)
oraz ma działanie kasujące - powoduje skasowanie wyjścia Q
(nastawienie Q=0). W czasie trwania na wejściu LD sygnału ”1”
zliczanie przez licznik jest zablokowane.

5) Podanie na wejście LD sygnału logicznego ”1” przed zakończeniem

procesu zliczania (uzyskaniem CV=0) powoduje skasowanie bieżącej
wartości licznika CV i przejście licznika do procesu zliczania od
początku – od stanu (CV=PV).

BLOK LICZNIKA CTUD -

ZLICZAJĄCEGO W GÓRĘ I W DÓŁ

SYMBOL

BLOKU

LICZNIKA CTUD

W JĘZYKU FBD:

PRZYKŁAD

ZASTOSOWANIA

LICZNIKA CTUD

W PROGRAMIE

W FBD:

W języku FBD blok licznikowy CTUD jest programowany
jako specjalny blok funkcyjny o nazwie CTUD (CounTer
Up/Down).

Nazwa
licznika

Opis parametrów bloku licznika CTUD

Parametr

Typ

Opis

CU

BOOL

Count Up - Wejście do zliczania w górę

CD

BOOL

Count Down - Wejście do zliczania w dół

R

BOOL

Reset - Kasowanie licznika

LD

BOOL

LoaD - Załadowanie do licznika wartości z

wejścia PV

PV

INT(EGER)

Preset Value - Wartość zadana dla

licznika do zliczania

QU

BOOL

Output Up - Wyjście licznika (stan ”1” gdy

CV>=PV)

QD

BOOL

Output Down - Wyjście licznika (stan ”1”

gdy CV<=0)

CV

INT(EGER)

Current Value - Stan bieżący zliczania

licznika (zawartość licznika)

Diagram czasowy działania licznika

CTUD

1)

2)

3)

4)

5)

1
0

CU

1
0

CD

. . .

. . .

1
0

1
0

R

LD

QU

0

1

CV >= PV

QD

0

1

CV <= 0

CV

0

PV

. . .

. . .

CV >= PV

CV <= 0

. . .

. . .

t

t

t

t

t

t

t

Opis działania bloku licznika CTUD

1) Podanie sygnału logicznego ”1” na wejście R powoduje skasowanie

bieżącej zawartości licznika - nastawienie (CV=0) oraz nastawienie
wyjścia QU na wartość (QU=0) i wyjścia QD na wartość (QD=1).

2) Przy każdej zmianie sygnału na wejściu CU z wartości”0” na ”1”

zawartość licznika CV jest zwiększana o 1 ( CV:= CV + 1), a przy
każdej zmianie sygnału na wejściu CD z wartości”0” na ”1” zawartość
licznika CV jest zmniejszana o 1 ( CV:= CV - 1).

3) Gdy zawartość licznika CV osiągnie wartość CV >= PV, to wyjście

licznika QU zostanie nastawione na wartość (QU=1). Stan wyjścia
QU=1 jest utrzymywany aż do momentu podania na wejście R sygnału
kasującego ”1” lub wystąpienia warunku CV<PV.

4) Podanie sygnału”1” na wejście LD powoduje nastawienie bieżącej

zawartości licznika CV na wartość PV (CV=PV). Wyjście licznika QU
zostanie nastawione na wartość logiczną (QU=1).

5) Gdy zawartość licznika CV osiągnie wartość CV <= 0, to wyjście

licznika QD zostanie nastawione na wartość logiczną ”1” i ten stan jest
utrzymywany aż do wystąpienia warunku CV>0.

Opis działania bloku licznika CTUD

 Licznik CTUD stanowi połączenie działania licznika CTU i licznika
CTD.

 Licznik CTUD zlicza zbocza narastające sygnałów logicznych
podawanych na wejście CU (zliczania w górę) i zbocza
narastające sygnałów logicznych podawanych na wejście CD
(zliczania w dół).

 Do wejścia PV licznika powinna być przypisana stała w postaci
liczby całkowitej, określającej do jakiej liczby powinno następować
zliczanie lub od jakiej liczby powinno następować zliczanie.

 Podanie sygnału logicznego ”1” na wejście R powoduje
skasowanie bieżącej zawartości licznika (CV=0), a podanie
sygnału logicznego ”1” na wejście LD powoduje załadowanie
wartości zadanej PV do bieżącej zawartości licznika (CV=PV).

 Przy jednoczesnym podaniu sygnału logicznego ”1” zarówno na
wejście R i wejście LD dominujące działanie będzie miało wejście
R.

PROGRAMOWANIE BLOKÓW LICZNIKOWYCH W

LD

Przykład programowania licznika CTU w języku
LD:

W podobny sposób programowane są liczniki
typu CTD i CTUD.

Bloki licznikowe nie mają realizacji programowej z wykorzystaniem
tylko elementów języka drabinkowego LD.

W

języku

LD

do

programowania

bloków

licznikowych

wykorzystywane są elementy LD: styki i cewki oraz symbole
bloków licznikowych z języka FBD.

PROGRAMOWANIE BLOKÓW LICZNIKOWYCH W IL

Przykład realizacji licznika
CTU w języku IL :

VAR
………………….
WE_CU : BOOL; (* Deklaracja zmiennych wejściowych i wyjściowych *)
WE_R : BOOL;
WY_Q : BOOL;
VAL_PV : INTEGER:=100; (* Deklaracja i zadanie wartości na wejściu PV *)
VAL_CV : INTEGER;
LICZ1 : CTU; (* Deklaracja nazwy i typu licznika *)
………………….
END_VAR
……………..
LD WE_CU (* Wczytanie zmiennej zliczanej licznika *)
ST LICZ1.CU (* Przypisanie zmiennej zliczanej do wejścia CU *)
LD WE_R (* Wczytanie zmiennej kasowania *)
ST LICZ1.R (* Przypisanie zmiennej kasowania do wejścia R *)
LD VAL_PV (* Wczytanie zadanej wartości licznika *)
ST LICZ.PV (* przypisanie zadanej wartoścido wejścia PV *)
CAL LICZ1

(* Wywołanie podprogramu bloku licznika LICZ1 *)

LD LICZ1.Q (* Wczytanie wartości zmiennej na wyjściu Q *)
ST WY_Q (* Przypisanie wartości z wyjścia Q do zmiennej WY_Q *)
LD LICZ1.CV (* Wczytanie wartości zmiennej na wyjściu CV *)
ST VAL_CV (* Przypisanie wartości z wyjścia CV do zmiennej VAL_CV *)
………………

Problem 1 zliczania w

sterownikach PLC

Czas cyklu pracy sterownika PLC jest zależny od liczby i rodzaju
instrukcji zastosowanych w programie sterowania.
Czas cyklu nie jest ściśle określony – program sterowania może
np. zawierać instrukcje wykonywane warunkowo lub zależne od
rodzaju sterowanego procesu.
Czas cyklu określa częstotliwość odczytywania stanów wejść
sterownika i częstotliwość zapisywania i nastawiania stanów
wyjść.
Przy typowych zastosowaniach czas cyklu sterownika wynosi od
100 do 10 ms. Przy tych czasach cyklu oznacza to możliwość
odczytywania wejść i zapisywania wyjść z maksymalnymi
częstotliwościami w zakresie 10 – 100 Hz.
Jest to istotne ograniczenie możliwości zastosowań sterownika do
procesów zliczania – podawane na wejście sterownika impulsy o
czasie trwania krótszym od 10 ms mogą pozostać nie wykryte.

Problemy zliczania w sterownikach

PLC

tp - czas cyklu programu

sterownika

Jak widać sygnały zbyt krótkie mogą zostać nie policzone
przez licznik.
Należy zakładać, że impuls na wejściu licznika powinien trwać
przynajmniej dwa razy dłużej niż cykl programu, to samo dotyczy
przerwy między zliczanymi sygnałami .

Sygnały
niezliczone

Problem 2 zliczania w

sterownikach PLC

W sterownikach PLC zliczających sygnały pochodzące od
czujników stykowych występuje problem tzw. migotania
styków. Blok programowalny licznika PLC zlicza zbocza
narastające sygnału podawanego na wejście bloku.

Popularnie stosowany przycisk generuje podczas naciśnięcia
zamiast jednego impulsu kilka impulsów w których za każdym
razem występuje przejście ze stanu „0” na „1”, czyli zbocze
narastające sygnału. Jest to spowodowane drganiami styku i
nazywane migotaniem styku.

Większość produkowanych obecnie sterowników PLC ma
możliwość nastawienia niezbędnej długości trwania impulsu
wejściowego o wartości 1, aby wejście się uaktywniło. Wartość
tego nastawianego przedziału czasu wynosi 1-32 ms. Typowa
wartość nastawianego przedziału czasu wynosi 8 ms.

Szybkie liczniki w PLC

W sterownikach PLC nie jest możliwe zliczanie ciągu
impulsów, które pojawiają się w odstępach krótszych
niż czas niezbędny do wykonania przez sterownik
pojedynczego cyklu programowego.
Zliczanie takich impulsów przez standardowe bloki
funkcyjne liczników np.: przez bloki CTU lub CTUD
powodowałoby zjawisko tzw. "gubienia" zliczanych
impulsów i w efekcie powstanie błędów w procesie
zliczania.

Z tych względów sterowniki PLC coraz częściej są
wyposażane w tzw. szybkie liczniki HSC (High
Speed Counter) do zliczania sygnałów impulsowych
o dużej częstotliwości.

Szybkie liczniki w PLC

W sterownikach PLC stosowane są dwa typy szybkich
liczników HSC:

 Liczniki szybkie realizowane jako funkcje sprzętowe
sterownika PLC;

 Moduły szybkiego licznika.

Liczniki szybkie jako funkcje

sprzętowe

Licznik szybki realizowany jako funkcja sprzętowa
zlicza impulsy o dużej częstotliwości podawane na
odpowiednie wejście lub wejścia sterownika.

Zliczanie impulsów jest niezależne od programu
głównego – nie absorbuje to pamięci i jednostki CPU
sterownika.

W głównym programie sterowania należy tylko
jednorazowo

dokonać

parametryzacji

funkcji

zliczania

oraz

dokonać

uruchomienia

funkcji

zliczania.

Parametryzacja funkcji licznika

Przy parametryzacji funkcji sprzętowej licznika należy
podać:

 Na które wejścia sterownika będą podawane zliczane impulsy;
 Jaki będzie kierunek zliczania i jak będzie on nastawiany;
 Jak będzie zerowany licznik – sprzętowo, czy programowo;
 Do jakiej wartości będą zliczane impulsy.

Parametryzacji dokonuje się przez podanie nazwy (numeru)
licznika, trybu pracy licznika oraz wpisanie kodów rozkazów
licznika do specjalnych obszarów pamięci sterownika.

LICZNIKI SPRZĘTOWE HSC

W STEROWNIKACH S7

Liczba zaimplementowanych w sterowniku szybkich
liczników sprzętowych zależy od typu jednostki
centralnej sterownika.

W sterownikach S7 firmy SIEMENS:

 S7 z CPU212 posiada jeden szybki licznik - HSC0;

 S7 z CPU214 posiada trzy szybkie liczniki - HSC0,
HSC1 i HSC2;

 S7 z CPU221 i CPU222 posiada cztery szybkie liczniki
- HSC0, HSC3, HSC4 i HSC5;

 S7 z CPU 224, CPU 224XP i CPU 226 posiada sześć
szybkich liczników - HSC0, HSC1, HSC2, HSC3, HSC4 i
HSC5.

LICZNIKI HSC W STEROWNIKACH

S7

Numer licznika określa maksymalną częstotliwość
impulsów zliczanych przez licznik oraz typ
licznika, np.:

 Licznik HSC0 jest licznikiem dwukierunkowym.
Zmianę kierunku zliczania realizuje się programowo
przez

odpowiedni

bit

kontrolny.

Maksymalna

częstotliwość impulsów zliczanych przez licznik wynosi
2kHz.

 Liczniki HSC1 oraz HSC2 są licznikami
uniwersalnymi, w których można ustawić programowo
jeden z dwunastu trybów pracy (dwukierunkowy,
dwufazowy

lub

dwukwadrantowy).

Maksymalna

częstotliwość pracy liczników HSC1 oraz HSC2 wynosi 7
kHz.

Moduł szybkiego licznika

Moduł szybkiego licznika jest oddzielnym modułem
włączanym do dowolnego gniazda płyty sterownika.
Moduł umożliwia bezpośrednie zliczanie impulsów o
dużej częstotliwości, najczęściej do około 100 kHz, a
najnowsze do 1 MHZ.
Moduł HSC może realizować bezpośrednie operacje
zliczania i sterowania swoimi wyjściami samodzielnie
bez potrzeby komunikacji z jednostką centralną CPU
sterownika.
Wyjścia modułu mogą pełnić funkcje sterujące i
sygnalizacyjne.
Przez odpowiednie nastawienia konfiguracji moduł
może realizować funkcje jednoczesnego działania kilku
liczników o różnych typach działania.

Moduł HSC (High Speed Counter

)

Tryby pracy modułu HSC

Licznik
jednokierunkowy

Licznik
dwukierunkowy

Licznik kwadrantowy

Licznik kwadrantowy z bezpośrednim sterowaniem
wyjść

Parametry typowego modułu HSC

Module Type

Intelligent

I/O Points Assigned

16 input, 32 output

Modules per CPU

8

Count Signal Level

4.75VDC–30 VDC less than 10

mA

Maximum Count
Speed

100kHz (50% duty cycle)

Minimum Input
Pulse Width

5µs

Zastosowanie liczników do cięcia

odcinków o zadanej długości

Zastosowanie liczników do

detekcji uszkodzenia wiertła

Kolokwium zaliczeniowe z

PLC

Przykład zadania kolokwialnego

Opracuj program sterowania wybranym procesem z
zastosowaniem sterownika PLC stosując następujące
zasady:



Utwórz znakowanie graniczne m0 ;

 Dla każdego znakowania granicznego mx :

 jeśli brak tranzycji wzbudzonych w znakowaniu
mx, to mx jest znakowaniem końcowym;

 jeśli istnieje już znakowanie my, które nie jest
znakowaniem granicznym i my= mx, to mx jest
znakowaniem powtórzonym;

 jeśli mx nie jest ani znakowaniem końcowym ani
powtórzonym, to dla każdej wzbudzonej tranzycji t
oblicz d (mx , t ) i utwórz znakowanie mz w
następujący sposób:
- jeśli mx ( p ) = w, to również mz ( p ) = w ,
- jeśli istnieje znakowanie my, że d (mx ,t ( p ) > my
( p ), to mz (p) = w;
- w każdym innym przypadku mz ( p ) = d ( mx , t )(
p ) .

Zestaw ratunkowy

Zestaw ratunkowy

1. Sterownik programowalny PLC jest to system elektroniczny,

który posługuje się pamięcią programowalną do sterowania
przez wejścia i wyjścia maszynami i procesami.

Podkreśl w poniższym zdaniu słowa: sterownik i PLC. Dla uzyskania

wyższej oceny podaj liczbę liter w słowie sterownik.

2. Zakreśl rysunek, który przedstawia sterownik PLC:

3. Poniżej przedstawiono pięciomodułowy sterownik PLC. Pomaluj moduł
1 na czerwono, moduł 2 na zielono, a moduł 3 na niebiesko. Dla
uzyskania wyższej oceny podaj z ilu modułów składa się ten sterownik.