常 芳 王 洪

（湖南瀟湘技師學(xué)院 湖南 永州425000）

PLC 中計(jì)數(shù)器是用來累計(jì)輸入脈沖次數(shù)的，在實(shí)際應(yīng)用中用來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或完成復(fù)雜的邏輯控制任務(wù)。 計(jì)數(shù)器的使用與定時(shí)器的使用基本相似，編程時(shí)輸入它的計(jì)數(shù)設(shè)定值，計(jì)數(shù)器累計(jì)它的脈沖輸入端信號(hào)上升沿的個(gè)數(shù)。 當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 計(jì)數(shù)器發(fā)生動(dòng)作，以便完成計(jì)數(shù)控制任務(wù)。 對(duì)初學(xué)者而言，往往難以理解，教師在教學(xué)過程中也難以講解。 本文以三菱FX2N 系列為例，舉例闡述PLC 中計(jì)數(shù)器的教學(xué)。

三菱FX2N 系列PLC 中計(jì)數(shù)器分為內(nèi)部計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器兩大類， 設(shè)定值與定時(shí)器一樣，有常數(shù)K 直接設(shè)定方法和數(shù)據(jù)寄存器D 間接設(shè)定方法。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的工藝控制要求，選用不同的計(jì)數(shù)器，通過編程以達(dá)到產(chǎn)品計(jì)數(shù)或邏輯控制。

內(nèi)部計(jì)數(shù)器

內(nèi)部計(jì)數(shù)器是在執(zhí)行掃操作時(shí)對(duì)內(nèi)部信號(hào)（X、Y、M、T 等）進(jìn)行計(jì)數(shù)。內(nèi)部輸入信號(hào)的接通和斷開時(shí)間比PLC 掃描周期稍長(zhǎng)， 輸入信號(hào)頻率比較低，通俗講就是計(jì)數(shù)信號(hào)輸入時(shí)，通斷1 次計(jì)數(shù)器計(jì)1個(gè)數(shù)。

（一）16bit 通用計(jì)數(shù)器工作原理講解

圖1 16bit 通用計(jì)數(shù)器工作原理圖

16bit 通用計(jì)數(shù)器有100 個(gè)點(diǎn)（C0～C99）。 在原理講述前，首先將多媒體、PLC 等相應(yīng)的教學(xué)設(shè)施連接好，將圖1 所示的示例程序輸入到PLC 中，講述工作原理后運(yùn)行程序并監(jiān)視， 讓學(xué)生觀察計(jì)數(shù)器C0和輸出繼電器Y000 的運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行程序講解時(shí)， 分五步進(jìn)行，第一步：始終接通X000，讓學(xué)生觀察C0 當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài) （C0 為0）；第二步：當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)C0 到3 次時(shí)，斷開PLC 電源，讓學(xué)生觀察C0 的當(dāng)前狀態(tài)（C0 為0）；第三步：計(jì)數(shù)器C0 達(dá)到設(shè)定值， 讓學(xué)生觀察定時(shí)器C0 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C0為5，Y000 輸出）；第四步：在達(dá)到設(shè)定值的基礎(chǔ)上，計(jì)數(shù)信號(hào)繼續(xù)輸入，觀察定時(shí)器C0 的當(dāng)前狀態(tài)（C0仍然為5，沒有變化）；第五步：接通X001， 讓學(xué)生觀察定時(shí)器C0 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài) （C0 為0，Y000沒有輸出）。

（二）16bit 失電保持計(jì)數(shù)器工作原理講解

圖2 16bit 失電保持計(jì)數(shù)器工作原理圖

失電保持計(jì)數(shù)器有100 個(gè)點(diǎn)（C100～C199）。同理，將圖2 所示的示例程序輸入到PLC 中，并講述工作原理。運(yùn)行程序并監(jiān)視，讓學(xué)生觀察計(jì)數(shù)器C100 和輸出繼電器Y000的運(yùn)行狀態(tài)。 運(yùn)行該程序講解時(shí)，分四步進(jìn)行， 第一步： 當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)C100 到3 次時(shí)， 斷開PLC 電源，讓學(xué)生觀察C100 的當(dāng)前狀態(tài)（C100為3）；第二步：在第一步的基礎(chǔ)上使計(jì)數(shù)器C100 達(dá)到設(shè)定值，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C100 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài) （C100 為5，Y000 輸出）； 第三步：在達(dá)到設(shè)定值的基礎(chǔ)上，計(jì)數(shù)信號(hào)繼續(xù)輸入， 觀察定時(shí)器C0 的當(dāng)前狀態(tài) （C100 仍然為5， 沒有變化）；第四步：接通X011，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C100 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C100 為0，Y000 沒有輸出）。

（三）32bit 雙向計(jì)數(shù)器工作原理講解

32bit 計(jì)數(shù)器有通用雙向計(jì)數(shù)器20 個(gè) 點(diǎn)（C200～C219），失電 保持 雙 向 計(jì) 數(shù) 器15 個(gè) 點(diǎn) （C220 ～C234）。 32bit 計(jì)數(shù)器不像16bit 計(jì)數(shù)器， 計(jì)數(shù)設(shè)定值只能是正數(shù)，它可以為正也可以為負(fù)，計(jì)數(shù)也具有增、減計(jì)數(shù)的雙向計(jì)數(shù)功能，但是計(jì)數(shù)的方向取決于的特殊輔助繼電器M8200～M8234 的設(shè)定， 即對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器M8200 ～M8234 置ON 為減計(jì)數(shù)，置OFF 為增計(jì)數(shù)。 下面以通用雙向計(jì)數(shù)器為例，說明32bit 雙向計(jì)數(shù)器的教學(xué)。

由于32bit 雙向計(jì)數(shù)器具有雙向計(jì)數(shù)功能，設(shè)定值可正可負(fù)。 因此， 在講述時(shí)要分設(shè)定值為正和為負(fù)兩種情況講述， 以使學(xué)生充分理解。

設(shè)定值為正 將下頁圖3 所示的示例程序輸入到PLC 中，并講述工作原理。 運(yùn)行程序并監(jiān)視，讓學(xué)生觀察計(jì)數(shù)器C200 和輸出繼電器Y000 的運(yùn)行狀態(tài)。 運(yùn)行程序講解時(shí)，分六步進(jìn)行，第一步：使X012斷開， 計(jì)數(shù)信號(hào)X014 輸入1 次，讓學(xué)生觀察C200 的計(jì)數(shù)值變化 （此時(shí)應(yīng)為增計(jì)數(shù)，C200 為1）； 第二步： 在當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)C200 到達(dá)設(shè)定值時(shí)，觀察C200 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C200 為5，Y000 輸出）；第三步：在達(dá)到設(shè)定值的基礎(chǔ)上，計(jì)數(shù)信號(hào)繼續(xù)輸入2 次，觀察定時(shí)器C200與Y000 的當(dāng)前狀態(tài) （C200 為7，Y000 輸出）；第四步：接通X012，計(jì)數(shù)信號(hào)X014 輸入1 次， 讓學(xué)生觀察C200 的計(jì)數(shù)值變化 （此時(shí)應(yīng)為減計(jì)數(shù)，C200 為6）；第五步：計(jì)數(shù)信號(hào)繼續(xù)輸入， 當(dāng)C200 的數(shù)值小于設(shè)定值時(shí)， 觀察定時(shí)器C200 與Y000 的當(dāng)前狀態(tài) （C200 數(shù)值小于設(shè)定值5，Y000 沒有輸出）； 第六步：接通X013，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C200 和Y000 的 當(dāng) 前 狀 態(tài)（C200為0，Y000 沒有輸出）。

圖3 32bit 雙向計(jì)數(shù)器正值工作圖

圖4 32bit 雙向計(jì)數(shù)器負(fù)值工作圖

設(shè)定值為負(fù) 將圖3 所示的示例程序C200 的設(shè)定值修改為K-5 輸入到PLC 中，運(yùn)行程序并監(jiān)視， 讓學(xué)生觀察計(jì)數(shù)器C200 和輸出繼電器Y000 的運(yùn)行狀態(tài)， 如圖4 所示。 運(yùn)行該程序講解時(shí)，分五步進(jìn)行，第一步：接通X012，計(jì)數(shù)信號(hào)X014 輸入5 次， 觀察C200 和Y000 的 當(dāng) 前 狀 態(tài) （C200 為-5，Y000 沒有輸出），然后繼續(xù)計(jì)數(shù)信號(hào)輸入2 次 （C200 為-7，Y000 沒有輸出）；第二步：斷開X012，輸入計(jì)數(shù)信號(hào)， 當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)C200 到達(dá)設(shè)定值時(shí)， 觀察C200 和Y000的當(dāng)前狀態(tài) （C200 為-5，Y000 輸出），然后繼續(xù)輸入信號(hào)2 次，觀察C200 和Y000 的 當(dāng) 前 狀 態(tài)（C200為-3，Y000 輸出）； 第三步： 接通X012， 計(jì)數(shù)信號(hào)繼續(xù)輸入2 次，觀察定時(shí)器C200 與Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C200 為-5，Y000 輸出），然后繼續(xù)輸入信號(hào)1 次， 觀察C200 和Y000 的 當(dāng) 前 狀 態(tài) （C200 為-6，Y000 沒有輸出）；第四步：重復(fù)第二步和第三步， 仔細(xì)觀察C200 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)； 第五步：X013，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C200 和Y000的當(dāng)前狀態(tài)（C200 為0，Y000 沒有輸出）。

在講述32bit 雙向計(jì)數(shù)器時(shí)，應(yīng)注意：（1）強(qiáng)調(diào)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向與特殊輔助繼電器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2） 計(jì)數(shù)器的值設(shè)定為負(fù)時(shí)，PLC第一次運(yùn)行， 計(jì)數(shù)方向應(yīng)當(dāng)先為負(fù)，即小于設(shè)定負(fù)值。

對(duì)于32bit 失電保持雙向計(jì)數(shù)器的講解與16bit 失電保持計(jì)數(shù)器方法相同。

高速計(jì)數(shù)器

FX2N 有C235～C255 共21 點(diǎn)高速計(jì)數(shù)器，也是32bit，對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器為M8235～M8255。高速計(jì)數(shù)器與內(nèi)部計(jì)數(shù)器相比除允許輸入頻率高之外，應(yīng)用也更為靈活，高速計(jì)數(shù)器均有斷電保持功能，通過參數(shù)設(shè)定也可變成非斷電保持。 適合用來作為高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)信號(hào)輸入的PLC 輸入端口有X0～X7。 X0～X7 不能重復(fù)使用，即某一個(gè)信號(hào)輸入端已被某個(gè)高速計(jì)數(shù)器占用，它就不能再用于其他高速計(jì)數(shù)器的信號(hào)輸入端，也不能作為它用。 各高速計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的輸入端如下頁表1 所示。 U 表示加計(jì)數(shù)信號(hào)輸入，D 為減計(jì)數(shù)信號(hào)輸入，A 表示A 相計(jì)數(shù)信號(hào)輸入，B為B 相計(jì)數(shù)信號(hào)輸入，R 為復(fù)位輸入，S 為啟動(dòng)輸入。 X6、X7 只能用作啟動(dòng)信號(hào)，而不能用作計(jì)數(shù)信號(hào)輸入。

高速計(jì)數(shù)器可以通過兩個(gè)示例程序來進(jìn)行講解。

（一）1 相1 計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器

將圖5 的示例程序輸入到PLC 中，運(yùn)行程序并監(jiān)視，讓學(xué)生觀察計(jì)數(shù)器C235 和輸出繼電器Y000 的運(yùn)行狀態(tài)。 運(yùn)行該程序講解時(shí)，應(yīng)分五步進(jìn)行，第一步通斷X011 若干次， 觀察C235 和Y000的當(dāng)前狀態(tài)（C235 沒有變化，Y000沒有輸出）；第二步斷開X011。 通斷X000 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端若干次，觀察C235 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C235 沒 有 變 化，Y000 沒 有 輸出）；第三步接通X011，然后通斷X000 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端20 次，觀察定時(shí)器C235 與Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C235 為20，Y000 輸出）， 說明高速計(jì)數(shù)器必須要求哪個(gè)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，必須要選擇，而且計(jì)數(shù)信號(hào)輸入必須按照表1 中規(guī)定的計(jì)數(shù)信號(hào)端信號(hào)輸入；第四步斷開PLC 電源后，再恢復(fù)電源，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C235 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C235 為20，Y000 輸出）， 說明高速計(jì)數(shù)器均有斷電保持功能；第五步接通X012， 讓學(xué)生觀察定時(shí)器C235 和Y000 的 當(dāng) 前 狀 態(tài)（C235為0，Y000 沒有輸出）；如果減計(jì)數(shù)只需接通X010 使對(duì)應(yīng)的特殊輔助繼電器M8235 通電即可。

（二）1 相2 計(jì)數(shù)輸入高速計(jì)數(shù)器

將圖6 所示的示例程序輸入到PLC 中，運(yùn)行程序并監(jiān)視，讓學(xué)生觀察計(jì)數(shù)器C249 和輸出繼電器Y000 的運(yùn)行狀態(tài)。 運(yùn)行該程序講解時(shí)，應(yīng)分四步進(jìn)行，第一步：接通X011， 通斷X000 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端若干次，觀察C249 和Y000的當(dāng)前狀態(tài)（C249 沒有變化，Y000沒有輸出）；第二步：接通X011，接通X006，然后通斷X000 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端20 次， 觀察定時(shí)器C249與Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C249 為20，Y000 輸出），說明高速計(jì)數(shù)器在表1 中有規(guī)定的置位輸入端口時(shí)，也必須接通， 否則無法計(jì)數(shù)； 第三步：接通X012，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C249 和Y000 的 當(dāng) 前 狀 態(tài)（C249為0，Y000 沒有輸出）， 然后重復(fù)第二步，再接通X002，讓學(xué)生觀察定時(shí)器C249 和Y000 的當(dāng)前狀態(tài)（C249 為0，Y000 沒 有 輸 出），說明高速計(jì)數(shù)器在表1 中有規(guī)定的復(fù)位輸入端口時(shí)， 在編輯程序時(shí)不需要圖6 所示中的第9 句復(fù)位程序； 第四步： 接通X010， 接通X006，然后通斷X000 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端， 觀察定時(shí)器C249 的變化（C249 仍 然 增 計(jì) 數(shù)）， 再 斷 開X010， 通斷X001 計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端， 觀察定時(shí)器C249 的變化（C249 減計(jì)數(shù)）， 說明高速計(jì)數(shù)器在下頁表1 中有規(guī)定的減計(jì)數(shù)輸入端口時(shí)， 計(jì)數(shù)方向與對(duì)應(yīng)特殊輔助繼電器無關(guān)。

圖6 高速計(jì)數(shù)器1 相2 輸入圖

表1 高速計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)表

通過以上示例程序?qū)Ρ戎v解，高速計(jì)數(shù)與普通計(jì)數(shù)相比要注意以下幾點(diǎn)：（1）高速計(jì)數(shù)輸入是指定的；不是所有輸入點(diǎn)都可以；（2）輸入頻率比較低的還是不要用高速計(jì)數(shù)；（3）高速計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)一般都是32bit 的；（4）對(duì)應(yīng)的所有高速計(jì)數(shù)頻率相加不能大于PLC 所允許的最大值。

在整個(gè)教學(xué)過程中，建議注意以下兩點(diǎn)來保證整個(gè)教學(xué)效果：（1）注重多媒體等教學(xué)設(shè)施的充分運(yùn)用。 （2）注重講解和練習(xí)的穿插進(jìn)行，使得學(xué)生在課堂上的知識(shí)得到充分理解。

[1]三菱（Mitsubish）.三菱微型可編程序控制器編程手冊(cè)[S].2009.

[2]王國(guó)海.可編程序控制器及其應(yīng)用[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)與社會(huì)保障出版社，2007.

[3]余日東.PLC 課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].職業(yè)教育研究，2007（5）.