4. 包装机光电计数与批次累计

任务场景与计数对象

某饼干包装线在装盒机入口安装一只漫反射式光电传感器，检测每盒产品经过时产生的遮挡脉冲。PLC需要完成两件事：一是对脉冲做高速计数，得到实时产量；二是当累计数达到批次设定值（例如每批 1200 盒）时，输出一个换批信号，驱动换批指示灯并复位计数器，进入下一批。

本例的关键约束是：产品间距小、线速高，普通输入滤波可能漏计；同时换批信号必须"只发一次"，避免计数器在设定值附近抖动导致重复换批。因此程序采用高速计数指令 + 边沿触发 + 自锁复位结构。

硬件接线与输入输出分配

注意：光电传感器必须接到 PLC 支持高速计数功能的输入点（如 S7-200 SMART 的 I0.0 对应 HSC0），普通输入点的扫描周期滤波会丢失窄脉冲。

高速计数器组态

以西门子 S7-200 SMART 为例，使用 HSC0 工作在模式 0（内部方向控制、单相计数）。组态要点：

• 计数模式：单相计数，内部方向由控制位决定，本例固定为加计数。
• 计数方向：加计数。
• 复位方式：程序复位（由停止按钮触发）。
• 初始值：0，预设值：由 VW100 换算后写入。
• 计数倍率：1×，即每个脉冲计 1。

组态完成后，HSC0 的当前值存放在 HC0（双字），可直接读取。

梯形图程序实现

程序分为三段：启动/停止控制、高速计数读取与批次比较、换批输出与复位。

// 网络1：启动/停止控制
LD     I0.1          // 启动按钮
O      M0.0          // 运行自锁
AN     I0.2          // 停止按钮
=      M0.0          // 运行标志

// 网络2：高速计数器使能（HSC0 模式0）
LD     M0.0
=      SM37.0        // HSC0 使能位（依具体型号定义）

// 网络3：读取当前计数值
LD     SM0.0
MOVD   HC0, VD200    // 将 HSC0 当前值送入 VD200

// 网络4：批次比较，达到设定值置位换批标志
LD     M0.0
AD>=   VD200, VW100  // 当前值 >= 批次设定值
S      M0.1, 1       // 置位换批标志

// 网络5：换批输出
LD     M0.1
=      Q0.0          // 点亮换批指示灯

// 网络6：换批后复位计数器与标志
LD     M0.1
R      M0.1, 1       // 复位换批标志
MOVD   0, HC0        // 清零高速计数器
MOVD   0, VD200      // 清零显示值

说明：AD>= 为双字整数比较指令，比较 VD200 与 VW100 时需注意数据类型一致，实际编程中可将 VW100 扩展为双字或使用 ID>= 比较。网络6 在换批标志置位后的下一个扫描周期执行复位，保证换批信号只输出一个扫描周期，避免重复触发。

计数逻辑与换批时序

图中可见：每个产品遮挡产生一个脉冲，计数器逐次累加；当计数值达到设定值 1200 时，换批输出只产生一个扫描周期的脉冲，随后计数器清零，重新开始下一批累计。这种"比较—置位—复位"结构保证了换批信号不重复。

调试与验证要点

• 脉冲丢失检查：用示波器或 PLC 状态表观察 HC0 是否与产品实际数量一致。若偏少，检查传感器响应时间与输入滤波设置，必要时缩短输入滤波时间或提高传感器响应频率。
• 换批信号抖动：若换批指示灯闪烁多次，说明复位逻辑未生效或比较条件在复位前被多次扫描。确认网络6 的复位指令在置位后的下一周期执行。
• 批次设定值修改：运行中修改 VW100 时，若新值小于当前计数值，会立即触发换批，属于正常逻辑；若需避免，可在修改时先停止计数。
• 断电保持：若要求断电后继续累计，需将 HC0 当前值定期写入保持寄存器（如 VD300），上电后重新装载。

常见问题排查