高速计数器与编码器

普通计数器 vs 高速计数器

项目	普通计数器	高速计数器（HSC）
受扫描周期限制	是	否（中断机制）
最高频率	< 1kHz	10kHz ~ 1MHz
适用信号	按钮、人工操作	编码器、脉冲
计数方式	扫描采样	硬件中断

编码器基础

增量式编码器

输出 A/B 相脉冲序列，每个脉冲代表一定角度：

A相 ──► ──▼── ──▼── ──▼──    （脉冲序列）
B相 ── ──▼── ──▼── ──▼── ──►  （滞后 A 相 90°）

正转：A 超前 B 90°
反转：B 超前 A 90°

类型	说明	分辨率
单相	只有一个输出，只测速度	1~5000 P/R
AB 相	两路输出，可测速度和方向	1~10000 P/R
ABZ 相	加 Z 相原点脉冲	最高 100000 P/R

测速原理

转速(RPM) = (脉冲频率 × 60) / 编码器线数

例如：编码器 1024 P/R，1秒收到 10240 个脉冲
频率 = 10240 Hz
转速 = 10240 × 60 / 1024 = 600 RPM

西门子 HSC（S7-1200）

配置步骤

1. CPU 属性 → 高速计数器（HSC） → 启用通道（如 HSC1）
2. 设置计数类型：频率 / 周期 / 脉冲计数
3. 设置计数方向：增 / 减 / 双向
4. 程序中读取计数值

程序读取

st

// 读取 HSC1 计数值
current_count := "HSC1_DB".cnt[1];

// 测速计算
IF cycle_time > 0 THEN
    speed_rpm := (current_count - last_count) * 60 / pulse_per_rev;
END_IF;
last_count := current_count;

三菱 HSC（FX5U）

FX5U 内置高速计数器，无需额外模块：

计数器	输入点	最高频率	类型
C235 (HSC0)	X0	100kHz	单相
C236 (HSC1)	X1	100kHz	单相
C237 (HSC2)	X2	100kHz	单相
C238 (HSC3)	X3	100kHz	单相
C239/C240/C241	X0/X1/X2	50kHz	两相

st

// FX5U HSC 读取
// C235 计数值存入 D8030/D8031（32位）
raw_count := (D8031 << 16) OR D8030;

PTO 脉冲输出（步进/伺服控制）

PTO（Pulse Train Output）通过高速脉冲控制步进电机或伺服驱动器。

关键参数

参数	说明
脉冲频率	决定转速（Hz）
脉冲数量	决定转角（脉冲数）
方向信号	DIR，决定正反转

西门子 PTO 配置（S7-1200）

st

// 启用 PTO1（Q0.0 输出脉冲）
"Axis_1".MoveAbsolute(
    Execute  := start_move,
    Position := 10000,   // 目标位置（脉冲数）
    Velocity := 1000,    // 速度（脉冲/秒）
    Done     := move_done
);

三菱 PLSY 指令（FX5U）

st

// PLSY: 脉冲输出
// D0 = 脉冲频率，K10000 = 脉冲数量，Y0 = 脉冲输出
PLSY(D0, K10000, Y0);