高速計數(shù)器的英文名稱為"High Speed Counter"，簡寫為"HSC"，它的作用之一是用來捕獲工業(yè)現(xiàn)場中的高速脈沖信號。比如在現(xiàn)場為了測算距離，我們需要用到編碼器。編碼器以高速脈沖的形式向外發(fā)送距離的信息，這些脈沖信號的頻率很高，其周期比PLC的掃描周期短，普通的輸入點無法正確捕獲，這種情況下就需要用到高速計數(shù)器。

我們先來對比一下外部的物理信號通過數(shù)字量通道進入到CPU的過程映像區(qū)和通過高速計數(shù)通道進入到過程映像區(qū)的過程有什么不同？

一個典型的信號輸入過程是這樣的：當物理信號產(chǎn)生后，首先經(jīng)過光電隔離，然后經(jīng)過數(shù)字濾波，再經(jīng)過脈沖撲捉，最后進入到CPU的輸入過程映像區(qū)。

對于高速計數(shù)器來說，當物理信號產(chǎn)生后，先經(jīng)過光電隔離，接著經(jīng)過數(shù)字濾波，然后進入到一個專用的高速計數(shù)芯片中。脈沖信號可以在高速計數(shù)芯片中存儲，不會產(chǎn)生丟失的情況。這些脈沖數(shù)會在PLC的掃描周期內(nèi)集中送入CPU的輸入過程映像區(qū)，當然我們也可以直接訪問外設的物理地址，讀取脈沖數(shù)。高速計數(shù)芯片是高速計數(shù)器不同于普通輸入通道的關(guān)鍵之處。

西門子充分考慮到現(xiàn)場采集高速脈沖信號的需求，S7-1200系列PLC的CPU模塊最多可支持6組高速計數(shù)器(HSC)，可測量的單相脈沖的最高頻率為1MHz(1217C)，A/B相的脈沖頻率最大可達80KHz。下圖是在沒有信號板(Signal board)的情況下，1200系列CPU內(nèi)部集成的HSC的個數(shù)：

任何CPU都可以通過信號板來擴展HSC的個數(shù)，根據(jù)CPU與信號板(Signal board)的不同組合，可最多支持6個HSC(1211C最多支持5個)。如下圖：

高速計數(shù)器的測量信號的種類包括三種：脈沖計數(shù)(Counting)、頻率測量(Frequencey)和軸運動(Axis of motion)；工作模式包括四種：單相(Single phase)，雙相(Two phase)，A/B正交1倍速(A/B Quadrature 1X)和A/B正交四倍速(A/B Quadrature 4X)。

高速計數(shù)器需要使用PLC的集成的輸入點資源，當把某個輸入點設置成高速計數(shù)器后，不能同時做普通的輸入點使用。輸入點支持的最大輸入頻率也有所不同，當你選擇輸入點的時候，要考慮現(xiàn)場脈沖信號的頻率。下圖是各種CPU集成的輸入點的在不同的工作模式下支持的最大頻率：

各信號板模塊(Signal board)輸入點支持的頻率如下：
根據(jù)工作模式的不同，HSC需要的輸入點的數(shù)量也有所區(qū)別，單相模式下最少需要一個輸入點，雙相或A/B相都至少需要兩個輸入點，見下表：

其中："[]"表示可選項，"CLK"表示輸入時鐘信號；"CLK_UP"表示時鐘上升沿；"CLK_DN"表示時鐘下降沿；"CLK_A"表示A相時鐘信號；"CLK_B"表示B相時鐘信號；"DIR"表示信號輸入的方向；"R"外部復位信號(復位信號僅對脈沖計數(shù)有效)；

6組HSC占用的CPU的輸入點資源如下表：

占用的信號板輸入點資源如下表：

所有的HSC均無需設置啟動條件，當將硬件組態(tài)下載到CPU后，配置好的高速計數(shù)器便自動啟動。

好了，關(guān)于高速計數(shù)器硬件相關(guān)的內(nèi)容我們就介紹到這里，下一篇文章我們講解高速計數(shù)器(HSC)的組態(tài)和編程。

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