博途V15定时器和计数器应用

Question

如图所示，计数器设定值为3，当“start”置1后，两个定时器循环工作，当循环次数等于3，即计数器实际值等于3时，Tag_27为1。为什么循环没有停止，只有当计数器等于4后，循环停止？循环次数为什么是4次，而不是三次？

补充：当第三次循环结束，计数器当前值为3，Tag_27已经为1。第一个计时器IN为0，为什么会进入第四次循环？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

从描述来看，问题的核心在于理解为何计数器的实际值达到设定值+1（这里是4）时，循环才停止，而非在达到设定值（这里是3）时就停止。这通常与计数器的工作原理有关，尤其是在涉及到上升沿触发的场景。

在博途V15（TIA Portal V15）中，计数器（CTU）的逻辑设计是基于事件的，具体到此例，是基于定时器完成信号的上升沿进行计数。每当一个定时器完成，计数器检测到其输入端（IN）由0变1的上升沿，计数值增加1。因此，要理解为什么循环次数为4次，我们需要深入分析计数器的工作流程：

1. 初始化状态：计数器的当前值（CV）为0，设定值（PV）为3。
2. 第一次循环：
   • “Start”信号置1，开始第一个定时器T1。
   • T1完成后，输出变为1，触发计数器的上升沿检测，CV从0变为1。
3. 第二次循环：
   • 开始第二个定时器T2。
   • T2完成后，输出变为1，再次触发计数器，CV从1变为2。
4. 第三次循环：
   • 开始第三个定时器T3。
   • T3完成后，输出变为1，第三次触发计数器，CV从2变为3。
5. 第四次循环：
   • 即使PV已经设置为3，计数器在CV达到3时并不会立即停止计数，而是等待下一个上升沿。
   • 开始第四个定时器T4。
   • T4完成后，输出变为1，触发计数器，CV从3变为4。
   • 当CV达到4时，计数器的实际值等于PV+1，此时计数器的状态才满足停止条件，循环结束。

解决方案

如果目标是在计数器达到设定值时停止循环，可以调整计数器的设定值（PV）为循环次数减1，或者在软件逻辑中添加额外的条件检查，确保在CV达到PV时停止进一步的计数动作。例如，在CTU之后添加一个比较指令（如CMP），用来比较CV和PV的值，一旦相等，通过控制逻辑停止后续的定时器启动。

代码示例

// 假设PV设定为3，目标是在计数器达到3时停止
// 使用比较指令（CMP）实现
VAR
    cmpResult: BOOL;
END_VAR

// 计数器逻辑
CTU Q:= Tag_27, IN:= Tag_25, PV:= 3, CV:= Tag_29, R:= Tag_24;

// 比较CV和PV的值
cmpResult := Tag_29 = 3; // 直接比较，无需CMP指令，假设Tag_29为CV

// 控制逻辑，当CV达到PV时，停止定时器
IF cmpResult THEN
    Tag_25 := FALSE; // 禁止定时器启动
END_IF

这样，一旦计数器的当前值等于设定值，Tag_25将被置为0，阻止新的定时器启动，从而在计数器达到期望的循环次数时停止整个过程。