高速計數器

隨着生產力的發展和自動化水平的提高，在越來越多的控制過程中需要對高速脈衝信號進行處理，而普通的計數方式遠遠不能滿足要求。如：PLC中計數器的最短計數週期為程序的掃描週期，隨着系統程序增加，則計數週期也將隨之增加，這樣PLC就無法檢測到比程序掃描週期更短的脈衝信號，造成系統出錯。為此，生產廠家為 PLC增加了處理高速脈衝的功能，即高速計數器功能。 ^[1] 

計數器是PLC內部重要的軟元件之一，在PLC為核心部件的自動控制系統中，這種軟元件通過相應的程序實現系統的實時準確的計數。高速計數器是PLC計數器中常用的一種，PLC 內部有兩種計數器，一種是對PLC內部信號進行計數的計數器，另一種是對外部事件信號進行計數的計數器，高速計數器屬於第二種。在PLC中，這兩種計數器的責任不同、分工明確、工作上不能互相代替。 ^[2] 

高速計數器至少需從兩個端子輸入信號方能實現計數。其中一個端子輸入連續高電平信號，使計數器線圈得電，從而選中該計數器，另一個端子輸入外部事件信號計數脈衝。其工作原理如《高速計數器工作原理圖》所示： ^[2] 

計數頻率較高

高速計數器由於採用中斷方式計數，因此其計數頻率遠高於內部信號計數器。高速計數器計數的脈衝信號頻率一般在幾千Hz以上，達最高頻率時可從計數器的輸入端子X_n(n = 0、2、3)輸入10kHz的外部事件脈衝信號。但由於內部信號計數器是執行掃描操作時對內部元件X、Y、M、S、T等的信號進行計數，因此，其接通(ON)時間和斷開(OFF)時間應比PLC掃描週期稍長，通常其輸入信號頻率大約為幾個掃描週期。設PLC掃描週期為10ms，內部元件ON和OFF的時間為5個PLC掃描週期，則內部信號計數器的計數頻率為：

，則

f為內部信號計數器計數頻率，T為內部信號計數器計數的週期。由此可見，內部信號計數器是一種低速計數器，而外部事件信號計數器是一種高速計數器。 ^[2] 

點數少類型多

高速計數器的點數遠比內部信號計數器少。如FX2系列PLC內部信號計數器有16bit的通用二進制增計數器C0～C99、停電保持用二進制增計數器C100～C199，還有32bit通用的計數器C200～C219、保持計數器C220～C234。它們共計235點。而高速計數器只有C235～C255，共僅21點。後者僅為前者的1/10左右。

雖然高速計數器點數少，但是它們的功能分佈和使用條件卻比內部信號計數器複雜得多。高速計數器的選擇並不是任意的，它取決於所需計數器的類型及高速輸入的端子。高速計數器的類型為4種：即1相無啓動/復位端子的計數器C235～C240；1相帶啓動/復位端子的計數器C241～C245；2相雙向計數器C246～C250和2相A～B相計數器C251～C255。同時，高速計數器各輸入端子的響應速度不同，X0、X2和X3端子的響應最高頻率為10kHz，X1、X4和X5端子的響應最高頻率為7kHz。在使用高速計數器時，只有弄清它的類型、各輸入端子的響應最高頻率、計數器的功能和使用條件，才能達到正確使用該計數器的要求。 ^[2] 

頻率總和必須小於某一確定值

各高速計數器的頻率總和必須小於某一確定值。如FX2系列PLC高速計數器的頻率總和必須小於20kHz。若使用的高速計數器越少，則這些計數器的計數頻率越高。若一些高速計數器用較低頻率計數，則另一些高速計數器可用較高頻率計數。高速計數器總頻率必須小於某一確定值的原因，是這種計數器獨立於PLC的掃描週期，按中斷原則進行操作運行。在高速計數器的操作運行中各外部事件計數信號輸入端都為PLC外部中斷信號源。當某一外部事件計數信號從高速計數器輸入端輸入時，其輸入電平的跳變產生向CPU申請的中斷請求信號。CPU響應中斷後轉向執行高速計數器的計數中斷服務程序。由於各外部事件計數信號中斷源都共用同一個計數中斷服務程序，因此，各高速計數器的頻率總和為一常數。在使用多個高速計數器分別對外部事件計數時，只有被使用的高速計數器的計數頻率總和保持常數，並且這個常數符合最高頻率的限制條件，才能使高速計數器實現準確計數。 ^[2]