21-10. PLC的基本逻辑指令（计数器）
一、计数器基本概念
计数器是PLC中用于累计输入脉冲次数的功能模块，常用于产品计数或复杂逻辑控制。其核心组成部分包括：
- 种类：S7-200系列PLC提供三种计数器：增计数器（CTU）、增减计数器（CTUD）和减计数器（CTD）。
- 编号规则：计数器编号由名称和数字（0-255）组成，如C6。编号包含两方面信息：
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- 计数器位：开关量状态，反映计数器是否动作（当前值≥设定值时置ON）。
- 当前值：16位有符号整数，存储累计脉冲数，范围-32768~32767。
- 输入与操作数：设定值（PV）为INT型，可来自变量或常数（常用常数）。
二、三种计数器详解
1. 增计数器（CTU）
- 工作原理：
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- 首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为0。
- CU端每检测到一个上升沿脉冲，当前值加1。
- 当前值达到设定值（PV）时，计数器位变为ON。
- 当前值可继续增加至32767后停止。
- 复位：复位端（R）有效或执行复位指令时，计数器位变为OFF，当前值归0。
- 注意：语句表中CU、R的编程顺序不可错误。
2. 增减计数器（CTUD）
- 工作原理：
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- 有两个计数输入端：CU（增计数）和CD（减计数）。
- 首次扫描时，计数器位为OFF，当前值为0。
- CU端上升沿使当前值加1，CD端上升沿使当前值减1。
- 当前值达到设定值时，计数器位变为ON。
- 特殊特性：
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- 当前值达到最大值32767后，下一个CU脉冲使其跳变为最小值-32768。
- 当前值达到最小值-32768后，下一个CD脉冲使其跳变为最大值32767。
- 复位：复位端（R）有效时，计数器位变为OFF，当前值归0。
- 注意：语句表中CU、CD、R的顺序不可错误。
3. 减计数器（CTD）
- 工作原理：
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- 首次扫描时，计数器位为ON，当前值为预设值（PV）。
- CD端每检测到一个上升沿脉冲，当前值减1。
- 当前值减到0时，计数器位变为ON。
- 复位：复位端（LD）有效时，计数器位变为OFF，当前值恢复为设定值（注意：CTD的复位端是LD，而非R）。
- 注意：语句表中CD、LD的顺序不可错误。
三、应用例说明
- 增减计数器（CTUD）示例：
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- 梯形图中，C30的CU端接I0.0（增计数脉冲），CD端接I0.1（减计数脉冲），R端接复位信号，PV设为+5。
- 时序图显示：当I0.0脉冲使当前值达到5时，C30位变为ON；I0.1脉冲使当前值减少；复位信号有效时，当前值归0。
- 减计数器（CTD）示例：
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- 时序图中，I0.0提供连续脉冲，I0.1偶尔触发。C40当前值从初始值（如3）随I0.0脉冲递减，到0时C40位变为ON；当LD端有效时，当前值恢复为设定值。
- 如果刚开始不复位，C40位在执行减数计数的时候会一直置ON，并且计数完成后仍然置ON；而图中这样设计：减数计数时置OFF，计数完成时置ON，能够比前者更加直观清晰的反馈到计数完成的这个操作，这一设计是CTD在工业控制中实用性的关键体现。
四、关键总结
- 共同点：三种计数器均通过脉冲上升沿触发计数，有当前值和计数器位状态。
- 差异点：
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- CTU仅增计数，复位后当前值归0。
- CTUD可增/减计数，当前值可循环（32767→-32768）。
- CTD仅减计数，复位后当前值恢复为设定值，复位端为LD。
- 编程注意：语句表中输入端的顺序必须严格遵循规范（如CTUD为CU、CD、R）。
