以下内容节选自机械工业出版社出版的西门子自动化技术丛书----《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》， 作者崔坚。更多更详细的内容请您参考《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》一书。

TM Count模块和TM PosInput模块通过工艺对象（TO）实现计数和测量

• 11.4 TM Count模块和TM PosInput模块通过工艺对象（TO）实现计数和测量

        TM PosInput模块与TM Count模块的计数功能组态类似。在本小节中，以TM Count 2x24V模块为例，介绍如何通过工艺对象（TO）High_Speed_Counter实现计数功能。TM Count 2x24V模块的通道0连接24V(HTL)增量型编码器，信号类型为A、B、N推挽型，分辨率为1024。示例的系统构成如图11- 2所示，TM Count 2x24V模块位于分布式IO站上。

图11- 2 TM模块连接增量型编码器示意图

        添加完ET 200MP分布式I/O站后，添加TM Count 2x24V模块，该模块位于硬件目录“工艺模块”-->“计数”下，如图11- 3所示。

 图11- 3 TM Count 2x24V模块在硬件目录中的位置

        然后，在TM模块“属性”-->“基本参数”-->“通道0”-->“工作模式”界面下，为计数通道设置通道的操作模式。如图11- 4所示，有三个操作模式可以选择，这里保持默认值，即选择“通过工艺对象组态通道”。各模式的区别与说明参考表11- 2。

图11- 4 为TM 模块设置通道操作模式

表11- 2 TM模块的通道操作模式的区别

 注意：

对于具有两个通道的TM 工艺模块，两个通道不能工作在不同的工艺对象（TO）模式下。例如通道0用于High_Speed_Counter 工艺对象（TO），通道1用于运动控制的TO_PositioningAxis位置轴（TO），这样的应用是不支持的。两个通道只可以工作在相同的工艺对象（TO）模式下，或者一个工作在工艺对象（TO）模式下，另一个工作在手动模式下。“通过工艺对象组态通道”的配置方式比较简单、直观，也是示例所推荐的方式。

        在项目树PLC目录下的“工艺对象”选择“插入新对象”，弹出“新增对象”对话框，如图11- 5所示。选择“计数和测量”-->“ High_Speed_Counter”，并可为此工艺对象（TO）设置一个名称，此处使用系统自动分配的名称。之后点击“确定”，完成一个工艺对象（TO）的添加。

 图11- 5 添加一个“计数和测量”工艺对象

        之后在弹出的工艺对象（TO）设置界面中，对工艺对象的参数进行设置。首先为该工艺对象（TO）选择其对应的模块及通道。根据硬件配置，模块选择“分布式I/O”-->“PROFINET IO-System（100）”-->“IO Device_1”-->“TM Count 2x24V_1”，通道选择“通道0”，如图11- 6所示。

 图11- 6 为工艺对象选择TM 模块通道

        然后在“扩展参数”-->“计数器输入”中设置信号类型和附加参数等，如图11- 7所示。

图11- 7 设置计数器输入参数

        示例中所连接的编码器类型为24V(HTL)增量编码器（A、B、N），“信号评估”选择“单一”。从图示中可以看到，计数器只对A相信号的上升沿进行采集和评估。不同的信号评估方式见图11- 8所示。

图11- 8 不同的信号评估方式差别

        在“附加参数”中可以定义滤波器频率，传感器类型等参数。

        在“扩展参数” -->“计数器特性”中，可以对计数器特性进行设置，如图11- 9所示。

图11- 9 计数器特性设置页面

计数上限

        设置计数上限来限制计数范围。缺省值（即最大值）为 2147483647 (231-1)。

计数下限

        设置计数下限来限制计数范围。缺省值（即最小值）为 -2147483648 (-231)。

起始值

        通过组态起始值，指定计数开始时的值以及在发生指定事件时计数的起始值。缺省值为0。

        在“扩展参数”-->“DIx特性”中设置DI信号的特性，如图11- 10所示。

图11- 10 设置TM模块数字量输入信号的功能

        DI功能有以下几种：

        门信号（电平控制或边沿控制）。

        计数器模块使用门信号作为开始计数和结束计数的条件。门信号分为软件门和硬件门。软件门可以在调用的计数器指令中使能；而硬件门是通过模块上集成的数字量输入信号使能，这些输入信号的响应时间可以低至几微秒。硬件门用于需要快速使能计数的场合。例如，设备通过一个光电开关后开始计数，如果通过普通的输入信号作为开始计数条件，响应比较慢，可能漏计多个脉冲信号。使用硬件门则能大大提高计数的精度。TM计数模块的内部门、硬件门以及软件门的关系参考图11- 11，这个“与”关系是由模块内部结构决定的，用户并不需要编写程序。

 图11- 11 TM模块软件门、硬件门与内部门之间的关系

        在缺省设置下，TM模块的每个计数通道对应的DI0信号是作为该通道的硬件门来使用的。如果不使用硬件门功能，则必须需修改该设置，否则由于硬件门一直处于关闭状态，计数功能不工作。示例中“DI0功能”选择“无功能的数字量输入”，即关闭硬件门功能。

同步

        在组态的数字输入点有一个沿信号时，将计数值设置为一个预先定义的起始值。

捕获

        在组态的数字输入点有一个沿信号时，存储当前的计数值。

无功能的数字量输入

        数字量输入可作为普通DI信号来使用。

        在“扩展参数”-->“DQ特性”中设置DQ信号的特性，可以设置DQ信号的输出方式等，如图11- 12所示。

图11- 12设置TM模块数字量输出信号的功能

        DQ置位输出可以选择下列选项：

        在比较值0/1和上限之间（默认）

        如果计数器值处于比较值和计数上限之间，则数字量输出 DQ激活。

         在比较值0/1和计数下限之间

        如果计数器值处于比较值和计数下限之间，则数字量输出 DQ激活。

        比较值 0 和 1 之间

        如果计数器值处于比较值 0 和比较值 1 之间，则数字量输出 DQ激活。只有当数字量输出DQ0被配置为“由用户程序使用”时，数字量输出DQ1的“置位输出”中才出现“比较值0和1之间” 选项。

        在比较值0/1持续一个脉宽时间

        计数值达到比较值时，相应数字量输出DQ在组态的时间和计数方向内激活一次。

         在 CPU 发出置位命令后，达到比较值0/1之前

        从 CPU 发出置位命令时，相应数字量输出激活，直到计数器值等于比较值为止。

         由用户程序使用

        CPU 可通过控制接口切换相应数字量输出。

         注意：

         比较值1必须大于比较值0。

        滞后

        通过组态滞后，可以定义比较值前后的范围。可输入一个介于 0 和 255 之间的值，默认设置为“0”。在滞后范围内，数字量输出不会切换状态，直到计数器值超出该范围为止。无论滞后值是多少，滞后范围都在达到计数上/下限时结束。如果输入“0”，则禁用滞后。滞后只能在计数模式下组态。

        通过基本的计数功能，再加上一个时间窗口，可以对速度和频率等变量进行测量，这些参数需要在“扩展参数”-->“测量值”界面中进行设置，如图11- 13所示，示例为对速度的测量。

 图11- 13 设置测量值

        计数器的参数设置完成后，需要在主循环OB中调用“High_Speed_Counter”指令进行程序与模块间的数据交换。该指令在指令列表“工艺” --> “计数和测量”下，如图11- 14所示。

图11- 14 “High_Speed_Counter”指令在指令集中的位置

        添加“High_Speed_Counter”指令时，选择之前创建的工艺对象（即DB1），将其设置为背景DB块，如图11- 15所示。示例中将软件门“SwGate”参数设置为“True”，即始终使能软件门，检测到的计数值通过“CounterValue”参数读出，并存储于变量“DB.Counter”中；测量值可以通过“MeasuredValue”参数读出，并存储于变量“DB.Value”中。

图11- 15 为“High_Speed_Counter”指令设置参数

        “High_Speed_Counter”工艺对象除了组态窗口之外，还有调试和诊断窗口，用于查看工艺对象内部运行状态及相关参数。在项目树下的“工艺对象”中，选中相应的工艺对象并展开后，双击“调试”可以打开调试窗口。之后点击调试窗口左上方的在线按钮，即可在线查看和修改相关参数，如图11- 16所示。

图11- 16 查看工艺对象的调试窗口

        调试窗口中列出的函数块与参数与在主程序中调用的“High_Speed_Counter”指令完全相同，这样“High_Speed_Counter”指令在没有赋值的情况下，仍然可以使用“调试”界面下的参数进行调试，同时可以监控状态值和计数/测量值。调试完成后可以再根据实际要求对“High_Speed_Counter”指令中的参数进行赋值，这对于调试非常方便。

        如果模块出现故障，可以在“诊断”界面中查看故障的原因。双击工艺对象的“诊断”标签进入诊断界面，然后点击诊断界面左上方的在线按钮，即可在线查看工艺对象的诊断信息，如图11- 17所示。

图11- 17 查看工艺对象的诊断窗口