探究计数器PLC中计数器教学运用

摘要：对初学者而言，对PCL中计数器相关知识往往难以理解，教师在教学过程中也难以讲解。文章以三菱FX2N系列PLC为例，举例阐述PLC中计数器的教学。
关键词：PLC；计数器；特殊辅助继电器；教学
1672-5727（2013）06-0091-03
PLC中计数器是用来累计输入脉冲次数的，在实际应用中用来对产品进行计数或完成复杂的逻辑控制任务。计数器的使用与定时器的使用基本相似，编程时输入它的计数设定值，计数器累计它的脉冲输入端信号上升沿的个数。当达到设定值时，计数器发生动作，以便完成计数控制任务。对初学者而言，往往难以理解，教师在教学过程中也难以讲解。本文以三菱FX2N系列为例，举例阐述PLC中计数器的教学。
三菱FX2N系列PLC中计数器分为内部计数器和高速计数器两大类，设定值与定时器一样，有常数K直接设定方法和数据寄存器D间接设定方法。根据生产实际应用的工艺控制要求，选用不同的计数器，通过编程以达到产品计数或逻辑控制。
内部计数器
内部计数器是在执行扫操作时对内部信号（X、Y、M、T等）进行计数。内部输入信号的接通和断开时间比PLC扫描周期稍长，输入信号频率比较低，通俗讲就是计数信号输入时，通断1次计数器计1个数。

(一)16bit通用计数器工作原理讲解

16bit通用计数器有100个点（C0～C99）。在原理讲述前，首先将多媒体、PLC等相应的教学设施连接好，将图1所示的示例程序输入到PLC中，讲述工作原理后运行程序并监视，让学生观察计数器C0和输出继电器Y000的运行状态。运行程序讲解时，分五步进行，第一步：始终接通X000，让学生观察C0当前的运行状态（C0为0）；第二步：当计数器计数C0到3次时，断开PLC电源，让学生观察C0的当前状态（C0为0）；第三步：计数器C0达到设定值，让学生观察定时器C0和Y000的当前状态（C0为5，Y000输出）；第四步：在达到设定值的基础上，计数信号继续输入，观察定时器C0的当前状态（C0仍然为5，没有变源于：论文提纲范文www.618jyw.com
化）；第五步：接通X001，让学生观察定时器C0和Y000的当前状态（C0为0，Y000没有输出）。

(二)16bit失电保持计数器工作原理讲解

失电保持计数器有100个点（C100～C199）。同理，将图2所示的示例程序输入到PLC中，并讲述工作原理。运行程序并监视，让学生观察计数器C100和输出继电器Y000的运行状态。运行该程序讲解时，分四步进行，第一步：当计数器计数C100到3次时，断开PLC电源，让学生观察C100的当前状态（C100为3）；第二步：在第一步的基础上使计数器C100达到设定值，让学生观察定时器C100和Y000的当前状态（C100为5，Y000输出）；第三步：在达到设定值的基础上，计数信号继续输入，观察定时器C0的当前状态（C100仍然为5，没有变化）；第四步：接通X011，让学生观察定时器C100和Y000的当前状态（C100为0，Y000没有输出）。

(三)32bit双向计数器工作原理讲解

32bit计数器有通用双向计数器20个点（C200～C219），失电保持双向计数器15个点（C220～C234）。32bit计数器不像16bit计数器，计数设定值只能是正数，它可以为正也可以为负，计数也具有增、减计数的双向计数功能，但是计数的方向取决于的特殊辅助继电器M8200～M8234的设定，即对应的特殊辅助继电器M8200～M8234置ON为减计数，置OFF为增计数。下面以通用双向计数器为例，说明32bit双向计数器的教学。
由于32bit双向计数器具有双向计数功能，设定值可正可负。因此，在讲述时要分设定值为正和为负两种情况讲述，以使学生充分理解。
设定值为正 将下页图3所示的示例程序输入到PLC中，并讲述工作原理。运行程序并监视，让学生观察计数器C200和输出继电器Y000的运行状态。运行程序讲解时，分六步进行，第一步：使X012断开，计数信号X014输入1次，让学生观察C200的计数值变化（此时应为增计数，C200为1）；第二步：在当计数器计数C200到达设定值时，观察C200和Y000的当前状态（C200为5，Y000输出）；第三步：在达到设定值的基础上，计数信号继续输入2次，观察定时器C200与Y000的当前状态（C200为7，Y000输出）；第四步：接通X012，计数信号X014输入1次，让学生观察C200的计数值变化（此时应为减计数，C200为6）；第五步：计数信号继续输入，当C200的数值小于设定值时，观察定时器C200与Y000的当前状态（C200数值小于设定值5，Y000没有输出）；第六步：接通X013，让学生观察定时器C200和Y000的当前状态（C200为0，Y000没有输出）。
设定值为负 将图3所示的示例程序C200的设定值修改为K-5输入到PLC中，运行程序并监视，让学生观察计数器C200和输出继电器Y000的运行状态，如图4所示。运行该程序讲解时，分五步进行，第一步：接通X012，计数信号X014输入5次，观察C200和Y000的当前状态（C200为-5，Y000没有输出），然后继续计数信号输入2次（C200为-7，Y000没有输出）；第二步：断开X012，输入计数信号，当计数器计数C200到达设定值时，观察C200和Y000的当前状态（C200为-5，Y000输出），然后继续输入信号2次，观察C200和Y000的当前状态（C200为-3，Y000输出）；第三步：接通X012，计数信号继续输入2次，观察定时器C200与Y000的当前状态（C200为-5，Y000输出），然后继续输入信号1次，观察C200和Y000的当前状态（C200为-6，Y000没有输出）；第四步：重复第二步和第三步，仔细观察C200和Y000的当前状态；第五步：X013，让学生观察定时器C200和Y000的当前状态（C200为0，Y000没有输出）。在讲述32bit双向计数器时，应注意：（1）强调计数器的计数方向与特殊辅助继电器的对应关系。（2）计数器的值设定为负时，PLC第一次运行，计数方向应当先为负，即小于设定负值。
对于32bit失电保持双向计数器的讲解与16bit失电保持计数器方法相同。
高速计数器
FX2N有C235～C255共21点高速计数器，也是32bit，对应的特殊辅助继电器为M8235～M8255。高速计数器与内部计数器相比除允许输入频率高之外，应用也更为灵活，高速计数器均有断电保持功能，通过参数设定也可变成非断电保持。适合用来作为高速计数器计数信号输入的PLC输入端口有X0～X7。X0～X7不能重复使用，即某一个信号输入端已被某个高速计数器占用，它就不能再用于其他高速计数器的信号输入端，也不能作为它用。各高速计数器对应的输入端如下页表1所示。U表示加计数信号输入，D为减计数信号输入，A表示A相计数信号输入，B为B相计数信号输入，R为复位输入，S为启动输入。X

6、X7只能用作启动信号，而不能用作计数信号输入。

高速计数器源于：论文封面格式www.618jyw.com
可以通过两个示例程序来进行讲解。

(一)1相1计数输入高速计数器

将图5的示例程序输入到PLC中，运行程序并监视，让学生观察计数器C235和输出继电器Y000的运行状态。运行该程序讲解时，应分五步进行，第一步通断X011若干次，观察C235和Y000的当前状态（C235没有变化，Y000没有输出）；第二步断开X011。通断X000计数信号输入端若干次，观察C235和Y000的当前状态（C235没有变化，Y000没有输出）；第三步接通X011，然后通断X000计数信号输入端20次，观察定时器C235与Y000的当前状态（C235为20，Y000输出），说明高速计数器必须要求哪个计数器计数，必须要选择，而且计数信号输入必须按照表1中规定的计数信号端信号输入；第四步断开PLC电源后，再恢复电源，让学生观察定时器C235和Y000的当前状态（C235为20，Y000输出），说明高速计数器均有断电保持功能；第五步接通X012，让学生观察定时器C235和Y000的当前状态（C235为0，Y000没有输出）；如果减计数只需接通X010使对应的特殊辅助继电器M8235通电即可。

(二)1相2计数输入高速计数器

将图6所示的示例程序输入到PLC中，运行程序并监视，让学生观察计数器C249和输出继电器Y000的运行状态。运行该程序讲解时，应分四步进行，第一步：接通X011，通断X000计数信号输入端若干次，观察C249和Y000的当前状态（C249没有变化，Y000没有输出）；第二步：接通X011，接通X006，然后通断X000计数信号输入端20次，观察定时器C249与Y000的当前状态（C249为20，Y000输出），说明高速计数器在表1中有规定的置位输入端口时，也必须接通，否则无法计数；第三步：接通X012，让学生观察定时器C249和Y000的当前状态（C249为0，Y000没有输出），然后重复第二步，再接通X002，让学生观察定时器C249和Y000的当前状态（C249为0，Y000没有输出），说明高速计数器在表1中有规定的复位输入端口时，在编辑程序时不需要图6所示中的第9句复位程序；第四步：接通X010，接通X006，然后通断X000计数信号输入端，观察定时器C249的变化（C249仍然增计数），再断开X010，通断X001计数信号输入端，观察定时器C249的变化（C249减计数），说明高速计数器在下页表1中有规定的减计数输入端口时，计数方向与对应特殊辅助继电器无关。
通过以上示例程序对比讲解，高速计数与普通计数相比要注意以下几点：（1）高速计数输入是指定的；不是所有输入点都可以；（2）输入频率比较低的还是不要用高速计数；（3）高速计数的数据一般都是32bit的；（4）对应的所有高速计数频率相加不能大于PLC所允许的最大值。
在整个教学过程中，建议注意以下两点来保证整个教学效果：（1）注重多媒体等教学设施的充分运用。（2）注重讲解和练习的穿插进行，使得学生在课堂上的知识得到充分理解。
参考文献：
三菱（Mitsubish）.三菱微型可编程序控制器编程手册[S].2009.
王国海.可编程序控制器及其应用[M].北京：中国劳动与社会保障出版社，2007.
[3]余日东.PLC课程教学改革的探索与实践[J].职业教育研究，2007（5）.
作者简介：
常芳（1984—），女， 湖南望城人，湖南技师学院助理讲师，研究方向为电气自动化。
王洪（1963—），男，湖南祁东人，湖南技师学院一级实习指导教师，研究方向为电气自动化。