PLC的高速数据采集分析与记录工具介绍
PLC高速计数器功能及应用
1、高速计数器的数量及编号
高速计数器在程序中使用时的地址编号用HSCn来表示， HSC表编程元件名称为高速计数器，n（n=0~5）为编号。
每个高速计数器的计数结果都对应有一个当前值寄存器。 编程时可通过地址HCx（x=0~5）来读取高速计数器的当前值。
不同型号的PLC主机，高速计数器的数量对应如下表所示。
4）在第4页设置当前值等于预置值时产生中 断（中断事件编号为12），使用默认的中断程序 符号名COUNT_EQ。
向导允许高速计数器按多个步骤进行计数， 即在中断程序中修改某些参数，例如修改计数器的 计数方向、当前值和预置值，并将另一个中断程序 连接至相同的中断事件。
本例设置编程2步，在中断程序COUNT_EQ中，
A相 B相
a）正转
A相 B相
b）反转
③ 三通道增量式编码器
编码器内部除了有双通道增量式编码器的两对光 耦合器外，在脉冲码盘的另外一个通道有一个透光段， 每转一圈，输出一个脉冲，该脉冲称为Z相零位脉冲， 用作系统清零信号，或坐标的原点，以减少测量的积 累误差。
2、绝对式编码器
N位绝对式编码器有N个码道，最外层的码道对 应编码的最低位。每一码道有一个光耦合器，用来读 取该码道的0、1数据。绝对式编码器输出的N位二进 制数反映了运动物体所处的绝对位置，根据位置的变 化情况，可以判别出旋转的方向。
S7-200的高速计数器有4类工作模式，共有12种。每个模 式各有不同，可通过编程，使用定义高速计数器指令HDEF来 选定工作模式。
1、高速计数器的工作模式
2、高速计数器的工作模式说明
从各个高速计数器的工作模式的描述可知：6个 高速计数器具有不完全相同的功能，最多可能有12种 工作模式，可分为四种类型。下面以HC1的工作模式 为例加以说明。
基于PLC的实时数据采集系统
电气传动2018年第48卷第2期基于PLC 的实时数据采集系统张佳（天津渤海职业技术学院电气工程系，天津300402）摘要：针对某国外品牌的数据采集系统，设计了一种新型的数据采集系统。
该系统采用西门子PLC ，选用紧凑型CPU ，充分利用CPU 自身集成的部分I/O 和通信接口，简化了系统结构，通用性好，易于扩展。
自主开发了PLC 程序和上位机数据采集分析软件，实现了高性能、低成本的目的。
该系统有硬线连接和网络连接两种方式，主要硬件相同，只需装载相应的PLC 程序，灵活性更好。
实际应用表明：该系统设计合理、稳定可靠、性价比更高。
关键词：实时数据采集；数据分析；数据缓存中图分类号：TP274+.2文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.20180214Abstract:For a foreign brand real time data acquisition system ，a new real time data acquisition system wasdesigned.The system adopted SIEMENS PLC ，selected compact CPU ，took full advantage of part I/O and communication interface which were integrated by itself ，simplified the system structure ，had good versatility and was easy to expand.The PLC program and the data acquisition and analysis software of the computer were developedindependently ，and the purpose of high performance and low cost were achieved.The system had two ways of hardwireconnection and network connection.The main hardware was the same ，and only needed to load the corresponding PLC program ，so the flexibility was better.The practical application shows that the system is reasonable ，stable andreliable ，and the cost performance is higher.Key words:real time data acquisition ；data analysis ；data buffer作者简介：张佳（1981-），女，硕士，Email ：zhangjia_1120@Real Time Data Acquisition System Based on PLCZHANG Jia（Electrical Engineering Department ，Tianjin Bohai Vocational Technical College ，Tianjin 300402，China ）在当今的科研和社会生产中，对现场数据采集的准确性、快速性、稳定性与后期数据处理的图表化和易用性要求越来越高，相应的产品也是层出不穷，其中以某国外品牌的采集系统较为普及，具有一定的代表性。
利用S7-200PLC的高速计数器进行数据采集解读
利用S7-200 PLC的高速计数器进行数据采集摘要：介绍了西门子S7-214可编程序控制器在气体在线监测系统中的应用，主要阐述了利用PLC的高速计数器对8路通道进行数据采集。
关键词：可编程序控制器；溶解气体分析法；高速计数器；在线监测西门子公司的S7-200系列可编程序控制器（PLC）是继S5系列后的新产品。
该系列PLC具有模拟量处理、通讯联网、系统诊断、中断处理和高速计数等功能。
他将模块式和一体式PLC 的优点结合起来，即CPU本身自带一部分I／O，同时又具有扩展能力；编程软件STEP7-Micro 为用户提供了界面友好而功能强大的开发工具；其配套的E2PROM存储卡也使修改和调试程序、维护设备十分方便和可靠。
CPU214是S7-200系列PLC中的典型产品，其具有2048字程序存储器，2048字数据存储器；基本单元有14点输入和10点输出，最多可支持7个附加的扩展I／O 模块（包括模拟量模块），最多可使用共计64个I／O点；128个计时器（1 ms分辨率4个，10 ms分辨率16个，100 ms分辨率108个）；128个计数器（96个加计数器，32个加／减计数器）；中断能力强（自由端口通讯接收或发送中断，4个输入信号中断，2个时间中断，7个高速计数器中断，2个脉冲串中断）；1个最高可接收2 kHz脉冲输入的高速计数器，2个最高可接收7 kHz脉冲输入的高速计数器，支持×1方式的正交脉冲（AB相）输入，能以7 KHz速率计数，支持×4方式的正交脉冲（AB相）输入，能以28 kHz速率计数；具有2个脉冲输出，能选择脉冲串输出（PTO）方式或脉宽调制输出（PWM）方式；有内藏的实时日历时钟。
变压器油中溶解气体分析法（DGA）［1］是利用不同类型的变压器故障对应不同的变压器油中溶解气体浓度性质，通过分析故障特征气体的浓度来获知变压器故障类型［2］。
由于DGA法能够在不停电的情况下进行故障检测，不受外界影响，可以定期在变压器运行过程中对其内部故障进行诊断。
利用PLC实现数据的采集
绝对编码器在二炼钢氧枪行程中的应用单位：水钢炼钢厂姓名：张志华目录一、慨述------------------------------------------------------------------------1页1.设备介绍------------------------------------------------------1页1.1氧枪外部设备-----------------------------------------1页1.2氧枪外部设备-----------------------------------------1页2.氧枪原设计分析---------------------------------------------2页2.1氧枪控制介绍-----------------------------------------2页2.2存在的问题--------------------------------------------2页二、改造措施---------------------------------------------------------------3页1.采集信号选择------------------------------------------------3页2.信号处理------------------------------------------------------3页3.绝对编码器安装位置选择---------------------------------5页4.校枪模式改变------------------------------------------------5页三、结束语---------------------------------------------------------------------6页利用PLC实现炼钢转炉工艺过程数据采集管理系统摘要：水钢炼钢厂生产过程大部分实现了自动控制，但生产过程的数据仍然依靠人工录入、人工统计，为此建立数据采集系统以成必要。
项目实践：西门子S7-1200高速脉冲采集功能和应用
项目实践：西门子S7-1200高速脉冲采集功能和应用在工业领域数据采集和处理中，经常会遇到如流量、转速、扭矩等高速脉冲信号形式的传感器。
这种类型的传感器精确度高，抗干扰能力强，得到技术人员的青睐。
本文在小编真实项目的基础上，举例说明西门子S7-1200高速脉冲采集功能和应用。
1. 1200系列CUP高速计数通道简介西门子s7-1200系列CPU模块一般都自带3-6路高速脉冲采集通道，如图1所示，其独立于CPU的扫描周期进行计数，可测量单项脉冲频率最高为100KHz，双向或A/B相最高为30KHz，除用来计数外还可用来进行频率测量，高速计数器还可用于连接增量型旋转编码器，用户通过对硬件组态和调用相关指令块来使用此功能。
图1.西门子1200系列CUP高速计数通道2. 高速计数器的工作模式高速计数器定义为以下5中工作模式< 计数器，外部反向控制。
<单相计数器，内部方向控制。
<双向增/减计数器，双脉冲输入。
< A/B相正交脉冲输入。
<监控PTO输出。
每种高速计数器有两种工作状态。
<外部复位，无启动输入。
<内部复位，无启动输入。
注意：所有的技术器只需要在组态时直接启用高速计数器即可，不需要再在程序里面设置启动条件。
如图2 所示为西门子1200系列CPU高速计数器硬件输入定义与工作模式。
图2. 西门子1200系列CPU高速计数器硬件输入定义与工作模式3. 高速计数器寻值如图3所示为西门子1200系列CPU高速计数器寻址，在高速计数测量时，测量到的数据都被存在一个映像区内，数据为32位双整形有符号数。
只要在硬件配置里组态了高速计数器，不许调用相关指令，直接读取默认地址中的数即可。
例如：默认HSC1通道的寻址地址为ID1000 ，把HSC配置为计数模式，则ID1000的值就是当前的计数值，当把HSC配置为频率测量模式，则ID1000的值就是当前的频率值。
在进行硬件配置时寻址地址可以人为指定，一般不做特殊要求时，最好为默认值。
第7章PLC高速处理功能及应用
第7 章PLC 高速处理功能及应用学习目标理解高速计数器计数方式、工作模式的意义，控制字节、状态字节含义，掌握高速计数器的初始化使用步骤。
理解PTO/PW脉冲输出的作用，能够使用PTO/PW发生器产生需要的控制脉冲。
了解运动控制模块的功能及适用场合。
PLC的普通计数器的计数过程与扫描工作方式有关，CPU®过每一扫描周期读取一次被测信号的方法来捕捉被测信号的上升沿，被测信号的频率较高时，会丢失计数脉冲，因此普通计数器的工作频率很低，一般仅有几赫兹。
高速计数器可以对普通计数器无能为力的事件进行计数，计数频率取决于CPU 的类型，CPU22x系列最高计数频率为30KHZ用于捕捉比CPU 扫描速更快的事件，并产生中断，执行中断程序，完成预定的操作。
高速计数器在现代自动控制的精确定位控制领域有重要的应用价值。
S7-200 CPU22x系列PLC还设有高速脉冲输出，输出频率可达20KHz用于PTO （输出一个频率可调，占空比为50%的脉冲）和PW M输出一个周期一定，占空比可调的脉冲），高速脉冲输出的功能可用于对电动机进行速度控制及位置控制。
7.1高速计数器指令及应用S7-200系列PLC中有六个高速计数器，它们分别是HSCO、HSC1、HSC2、HSC3、HSC4、和HSC5。
这些高速计数器可用于处理比PLC扫描周期还要短的高速事件。
当高速计数器的当前值等于预置值、外部复位信号有效（HSC0不支持）、计数方向改变（HSCO不支持）时将产生中断，通过中断服务程序实现对控制目标的控制。
7. 1. 1高速计数器的工作模式1.高速计数器的计数方式（1）单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数只有一个脉冲输入端，通过高速计数器控制字节（见表7-2）的第3位来控制加计数或者减计数。
该位=1，加计数；该位=0，减计数。
内部方向控制的单路加/减计数方式如图7-1所示。
计数器允许，当前值清 0，预置值=4PV=CV时产生中断输入的一路脉冲=内部方向控制（仁加1一 _i_:_i ■:］；；D _ : ■■- - ____计数；0=减计数）~ ■；；：：：：；；；计数器当前值0 —! ! : !斗！:； ! : 3 I I 3 :乂________________图7-1内部方向控制的单路加/减计数方式（2）单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数有一个脉冲输入端，有一个方向控制端。
PLC高速计数功能的应用
PLC高速计数功能的应用有朋友关心使用PLC进行高速数据采集（如采集旋转编码器的脉冲信号）的方法，以下以FX系列PLC进行说明。
欢迎大家进行更深入地探讨，请介绍您的应用经验。
1、功能FX系列PLC提供了高速脉冲计数功能，通过这一功能可以连接编码器以测量位置，或积算仪表以计算累积量数值。
与高速计数功能有关的I/O和软元件有以下：1）输入点6点：X0-X5，当该点输入控制高速计数器时，自动响应高速计数处理。
此外，X6和X7也是高速输入，但只能用于启动信号而不能用于高速计数。
2）计数器21点：C235-C255，用于高速输入信号的计数，用法见下文。
3）辅助继电器21点：M8235-M8 255，与21个计数器对应，用于标识该计数器输入信号是增计数还是减计数（见下文）。
2、计数器的类型1）1相无启动/复位端子：C235-C240。
2）1相有启动/复位端子：C241-C245。
3）2相双向：C246-C250。
4）2相A-B相：C251-C255。
3、用法1）21个高速计数器共享一个PL C上的6个高速计数输入端。
如果输入被某计数器占用，它就不能用于其它计数器或其它用途，因此，最多可同时使用21个高速计数器中的6个。
2）高速计算器的选择并非任意，它取决于输入信号的类型和计数器的类型。
信号的类型必须与计数器的类型（见上文第2点）相匹配。
3）各输入点有多个高速计数器可选择，但不能同时用于多个计数器，即使用了一个计数器后，与该点对应的其它计数器就不可用了。
4）当M8~~~（M8235-8245）为ON时单相高速计数器C~~~为减计数方式；OFF时为加计数方式；当M8~~~（M846-8255）为ON时单相双输入高速计数器或双相计数器C~~~为减计数方式；OFF时为加计数方式；4、高速计数器与输入端的对应关系（见附图）注：U-增计数输入；D-减计数输入；A-A相输入；B-B相输入；R-复位输入；S-启动输入。
5、程序例子（二相双向计数器）LD X10RST C246LD X11OUT C24功能：1）X0作为C246的增计数端，X 1作为C246的减计数端。
PLC的高速数据采集分析与记录工具介绍
PLC的高速数据采集分析与记录工具在工业现场，设备调试时经常遇到需要对PLC各种变量捕捉分析，优化控制时序，检查动作过程是否准确等情况；在设备运行时又需要对设备的运行状态进行全方位的监控和记录，方便设备故障后，故障过程的重现与故障原因的分析，尤其一些控制逻辑复杂的设备，这种需求更加突出。
在一般情况下，SCADA监控软件的趋势记录就可以满足需求，但是SCADA在趋势与记录上存在很大的劣势，比如，采集数据量大的系统艾驰商城（系统本身庞大，需要采集的数据点多），采集速度要求高的系统（系统本身运行快，要求最大程度复现控制器内艾驰商城逻辑与数据的处理过程，如西门子TDC等），这些情况下，单纯的依靠SCADA已经无法满足我们的需要，那么就需要专用的数据采集分析与记录工具帮我们完成。
下面是对PLC的一些数据采集与记录工具的介绍。
1）、iba公司的PDA既然要说数据采集记录工具，首先要提的当然是强大的PDA，软件本身支持很多驱动，可以选择带硬件支持的版本，一般采用控制器连接iba公司的模块，模块通过光纤连接工控机的配置方法，艾驰商城能够最大限度提高速度，当然也有纯软件的版本，这个软件在钢铁行业应用的比较多，如轧制过程的数据采集记录。
（不过，这个软件的价格我只能呵呵了），软件截图：2）、AUTEM公司的PLC-ANALYZER pro关于此软件，同样提供多种驱动。
支持的 PLC-Driver有Siemens SIMATIC S7 / C7 / M7, SAIA xx7, VIPA, SIMATIC S5, Siemens LOGO!, SINUMERIK, SIMOTION, BOSCH, CoDeSys, PILZ, Phoenix, Jetter, Allen-Bradley, GE Fanuc, HITACHI, OMRON, Mitsubishi, Schneider, AUTEM AD_USB-Box®, Beckhoff TwinCat等，对于西门子的PLC，支持MPI/PROFIBUS/ETHERNET等，但是在软件的实际使用时你会发现，艾驰商城软件功能较PDA逊色不少。
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PLC的高速数据采集分析与记录工具
在工业现场，设备调试时经常遇到需要对PLC各种变量捕捉分析，优化控制时序，检查动作过程是否准确等情况；在设备运行时又需要对设备的运行状态进行全方位的监控和记录，方便设备故障后，故障过程的重现与故障原因的分析，尤其一些控制逻辑复杂的设备，这种需求更加突出。
在一般情况下，SCADA监控软件的趋势记录就可以满足需求，但是SCADA在趋势与记录上存在很大的劣势，比如，采集数据量大的系统（系统本身庞大，需要采集的数据点多），采集速度要求高的系统（系统本身运行快，要求最大程度复现控制器内逻辑与数据的处理过程，如西门子TDC等），这些情况下，单纯的依靠SCADA已经无法满足我们的需要，那么就需要专用的数据采集分析与记录工具帮我们完成。
下面是对PLC的一些数据采集与记录工具的介绍。
1）、iba公司的PDA
既然要说数据采集记录工具，首先要提的当然是强大的PDA，软件本身支持很多驱动，可以选择带硬件支持的版本，一般采用控制器连接iba公司的模块，模块通过光纤连接工控机的配置方法，能够最大限度提高速度，当然也有纯软件的版本，这个软件在钢铁行业应用的比较多，如轧制过程的数据采集记录。
（不过，这个软件的价格我只能呵呵了），软件截图：
2）、AUTEM公司的PLC-ANALYZER pro
关于此软件，同样提供多种驱动。
支持的PLC-Driver有Siemens SIMATIC S7 / C7 / M7, SAIA xx7, VIPA, SIMATIC S5, Siemens LOGO!, SINUMERIK, SIMOTION, BOSCH, CoDeSys, PILZ, Phoenix, Jetter, Allen-Bradley, GE Fanuc, HITACHI, OMRON, Mitsubishi, Schneider, AUTEM AD_USB-Box®, Beckhoff TwinCat等，对于西门子的PLC，支持
MPI/PROFIBUS/ETHERNET等，但是在软件的实际使用时你会发现，软件功能较PDA逊色不少。
软件截图：
3）、S7TrendValues
关于此软件，只支持西门子的以太网连接，不过对于一些调试期间的数据监控需要已经足够了。
软件截图：
4），最后笔者想要介绍一款全新的数据采集记录工具FDA，它利用PLC底层驱动无缝接入现场工控网络，高速获取工控数据，并进行高效压缩保存；多通道实时数据曲线显示让您及时掌控设备状态；精细化海量历史数据存储为您记录每个生产细节，配备离线分析工具方便离线查看历史数据。
在本人新浪博客中有软件的展示，软件截图：
Yanxiaokai
2015-01-07。