EasyBuilder Pro 元件 與 Schneider EcoStruxure Machine Expert - Basic PLC ( PLC 100範例 -19 )

EasyBuilder Pro 元件 與 Schneider EcoStruxure Machine Expert - Basic PLC  ( PLC 100範例 -19 )

 

圖片中標示的就是 Schneider EcoStruxure Machine Expert - Basic 的高速計數器區塊！

不過在 Basic 軟體中，高速計數器有分成兩種模式，需要根據您的應用（AB 相編碼器）來確認配置：

1. 工具列上的圖示功能對照

在左側工具列中，與計數相關的三個圖示分別為：

• 123 (普通計數器 Counter)：即 %C0，用於一般低速開關訊號計數。

• 1123 (快速計數器 Fast Counter)：即 %FC，用於較簡單的單相快速計數。

• 11123 (高速計數器 High Speed Counter)：即 %HSC，這是您圖片中拉出來的區塊，支援雙相 (AB相) 編碼器輸入。

2. AB 相編碼器（Dual Phase / Quadrature）的設定重點

當您將 11123 (%HSC) 區塊拉到階梯圖後，需要點擊該區塊進行 Configuration（硬體配置）：

1. Address (位址)：選擇 %HSC0。

2. Mode (模式)：

   • 要接收圖片中的 AB 相脈衝，模式必須設定為 Quadrature X1、Quadrature X2 或 Quadrature X4（四倍頻模式最常用，解析度最高）。

3. Dedicated Inputs (專用腳位)：

   • 軟體會自動固定將 %I0.0 指派給 A 相、%I0.1 指派給 B 相。

3. 高速計數器端子說明 (Tooltip 內容解析)

• IN (Enable)：啟用端。接通時（TRUE），高速計數器開始接收 %I0.0 / %I0.1 的脈衝並進行計數。

• S (Preset)：預設值載入端。接通時，將預設值載入至 %HSC0.V（當前值）。

• F (Overflow)：溢位標誌。

• U (Counting Direction)：計數方向指示（在 AB 相模式下，系統會根據 A/B 相相位差自動判斷正轉/反轉，此端子會動態顯示當前是正計數還是倒計數）。

• TH0 / TH1 (Threshold)：設定門檻值達標輸出（若有設定比較值）。

出現這個問題（Address 顯示紅框 %HSC0 且 Type 顯示 Type: Not Configured）的原因是：Schneider EcoStruxure Machine Expert - Basic 的高速計數器（%HSC）無法直接在階梯圖編輯器中手動打字修改型態，必須先在「硬體組態 (Configuration)」分頁中進行啟用與配置。

請按照以下步驟完成設定：

正確設定步驟（3 步驟解決）：

步驟一：前往左側/上方的「Configuration (組態)」分頁

1. 點擊頂部選單列的 Configuration（組態分頁，通常在 Programming 旁邊）。

2. 在左側硬體樹狀圖中，點選您的 PLC 型號 TM221CE40R 下方的 High Speed Counters（高速計數器）或直接點選 %HSC0。

步驟二：配置 %HSC0 參數

在 %HSC0 的設定頁面中：

1. Used：勾選 Yes（啟用此高速計數器）。

2. Type (型態)：將原本的 Not Configured 切換選擇為 Main（主計數器）或 Dual Phase / Quadrature。

3. Mode (模式)：若接 AB 相編碼器，請選擇 Quadrature X4（四倍頻模式）或 Quadrature X1 / X2。

4. Preset Value (預設值)：可先維持 0 或輸入設定值。

5. Dedicated Inputs (固定腳位)：系統會自動將 %I0.0 指定給 A 相，%I0.1 指定給 B 相。

步驟三：返回階梯圖編輯器 (Programming)

1. 點擊頂部 Programming 回到階梯圖畫面。

2. 此時原本紅框的 %HSC0 與 Type: Not Configured 就會自動變為正常黑色字樣，Rung0 左側的紅色錯誤警告（X）也會隨之消失！

總結觀念：

在 SoMachine / Machine Expert - Basic 中，像 %HSC (高速計數器)、%PTO (脈衝輸出)、%ETH0 (網路通訊) 這類佔用特殊硬體腳位的功能區塊，都必須先在 Configuration 設定「啟用 (Used = Yes)」，階梯圖（Ladder）才能正常引用該位址。

在 Schneider EcoStruxure Machine Expert - Basic 的 High Speed Counter Assistant %HSC0（高速計數器助手）畫面中，針對 AB 相編碼器（A/B Phase Encoder） 的標準設定方法與各欄位說明如下：

1. 頂部主要模式設定 (Main Settings)

• Type of HSC：選擇 Dual Phase（雙相 / AB相模式）。

• Counting Mode：選擇 Free-large（自由大型計數，即從 -2,147,483,648 到 2,147,483,647 的連續雙字組範圍，最適合定位與編碼器回授）。

• Input Mode：選擇 Quadrature X4（四倍頻模式，解析度最高、最常用；若不需要倍頻可選 Quadrature X1 或 X2）。

2. General（一般參數設定）

• Double Word：建議勾選（Checked）。

  • 原因：編碼器旋轉脈衝數通常很大，勾選 Double Word 後，暫存器 %HSC0.V 會轉為 32 位雙字組（可儲存超過 9,999 的數值），避免計數值快速溢位。

• Preset (預設載入值)：填入 0（作為復位/觸發 S 端時的初始歸零值）。

• Threshold S0 / Threshold S1 (比較門檻值)：

  • 若程式只需在 PLC 內即時讀取 %HSC0.V 脈衝並用梯形圖做比較（例如剛才程式寫的 ABS(%MD0 - %MD2)），這兩欄保持預設值或填入目標比較值即可。

  • Trigger：選 Not Used（除非需要觸發硬體高優先權中斷服務 Subroutine）。

3. Inputs（硬體輸入腳位分配）

系統已自動幫您指派並勾選：

• Pulse Input Phase A ➔ %I0.0（自動作為 A 相脈衝輸入）

• Pulse Input Phase B ➔ %I0.1（自動作為 B 相脈衝輸入）

• Normal Input (%I0.2 / %I0.3)：不勾選（保留作為一般 PLC 輸入點使用即可）。

4. Reflex outputs（硬體快速反射輸出）

• Reflex Output 0 / 1：不勾選。

  • 說明：這是當計數器達到門檻（Threshold）時，無需經過 PLC 掃描週期、直接由硬體晶片驅動晶體輸出的功能。我們一般由梯形圖（Rung）控制指示燈 %M100 / %M101，因此此處保持取消勾選即可。

設定完成步驟

1. 確認以上參數設定無誤後，點擊右下角的 Apply（套用）。

2. 返回 Programming（階梯圖頁面），此時梯形圖中的 %HSC0 區塊就會恢復為正常的黑色可執行狀態（不再顯示紅框與錯誤）。

在 EasyBuilder Pro 或實機上測試時，若「編碼器實際讀取脈衝（%MW2）」永遠停在 0，請依序排查以下 3 個最常見的原因與對應解法：

原因一：PLC 的 %HSC0 區塊未被啟動（IN 端子未接通）

在 Machine Expert - Basic 中，高速計數器（%HSC0）必須在其左側 IN 端子保持導通（ON） 的狀態下，才會開始接收外接脈衝訊號。

• 檢查項目： 在 PLC 程式（Rung 0）中，%HSC0 的前面是否接了 %M0？若按下人機按鈕前 %M0 為 OFF，%HSC0 就不會開始運作。

• 解決方法： 在 Rung 0 中，直接將 %HSC0 的 IN 端接在左側母線上（無條件導通），或確保監控開關 %M0 已切換至 ON：

Plaintext

(* Rung 0: 讓 %HSC0 常時啟用，無條件接收脈衝 *)
          +-----------------------+
          |        %HSC0          |
---| |----|IN                     |
 (母線)   |  Type: Dual Phase     |
          |  Mode: Quadrature X4  |
          +-----------------------+

原因二：階梯圖中沒有持續執行 %MW2 := %HSC0.V

若讀取指令放在有條件（例如前面的觸點為 OFF）的階梯中，PLC 就不會執行傳送，人機讀到的 %MW2 就會一直保持初始值 0。

• 解決方法： 請確認 Rung 1 為無條件直接傳送（指令框直接連到左側母線），確保每個掃描週期都在更新數值：

Plaintext

(* Rung 1: 無條件即時讀取當前脈衝值至 %MW2 *)
|------------------------------------------------------------[ %MW2 := %HSC0.V ]--|

原因三：模擬器/實機接線與軟體模擬限制

1. 若使用「線上模擬 (Simulation Mode)」：

   • 由於電腦模擬器沒有連接真實的硬體編碼器，實體輸入點 %I0.0 與 %I0.1 不會有脈衝進來，因此 %HSC0.V 預設必定為 0。

   • 測試方法：可以在 PLC 梯形圖中暫時加一條測試邏輯（例如按另一個按鈕手動對 %MW2 加算，或用 %S6 1秒脈衝模擬計數），驗證人機介面（%MW2）顯示是否正常。

2. 若連接「實體 PLC (TM221CE40R)」：

• 檢查硬體腳位：編碼器 A 相必須接至 %I0.0，B 相必須接至 %I0.1。

• 檢查信號電位：TM221CE40R 的輸入點預設為 24V DC（SINK / SOURCE）。若編碼器輸出為 5V TTL 或 Line-Driver（差動信號），PLC 會因為電位不足而無法感應到脈衝，需要加上 5V 轉 24V 的訊號轉換板，或選用 24V NPN/PNP 集極開路（Open Collector）輸出的編碼器。

在 EcoStruxure Machine Expert - Basic 與 EasyBuilder Pro 進行「純軟體線上模擬（Simulation）」時，因為電腦沒有連接實體編碼器，%HSC0（硬體高速計數器）無法接收到實體腳位 %I0.0 / %I0.1 的脈衝，所以 %HSC0.V 會一直固定為 0。

為了在線上模擬時能看到人機介面動態顯示計數、偏差計算與指示燈動作，可以在 PLC 程式中加入一段「模擬脈衝切換開關」：當開啟模擬模式時，利用 PLC 內部的 1 秒脈衝（%S6）或 100ms 脈衝（%S5）來自動對 %MW2（實際脈衝）進行加減算。

線上模擬專用 PLC 階梯圖程式 (Ladder Logic View)

新增模擬控制點位：

• %M10：模擬運轉開關（HMI 上的「模擬編碼器轉動」按鈕）

• %M11：正轉 / 反轉切換開關（ON: 模擬出庫/反轉 -1, OFF: 模擬入庫/正轉 +1）

Plaintext

(* Rung 0: 實機高速計數器啟用 (實機時運作) *)
          +-----------------------+
          |        %HSC0          |
----------|IN                     |
 (常導通) |  Type: Dual Phase     |
          |  Mode: Quadrature X4  |
          +-----------------------+

(* Rung 1: 實機/模擬 數值選擇 *)
(* 當未開啟模擬(%M10為OFF)時，即時讀取實機 %HSC0.V 至 %MW2 *)
|--[ / %M10 ]------------------------------------------------[ %MW2 := %HSC0.V ]--|

(* Rung 2: 線上模擬邏輯 - 正轉加計數 (每 100ms 脈衝 %S5 加 10 個脈衝) *)
|--[ %M10 ]-----[ / %M11 ]-----[ %S5:P ]---------------------[ %MW2 := %MW2 + 10 ]--|

(* Rung 3: 線上模擬邏輯 - 反轉減計數 (每 100ms 脈衝 %S5 減 10 個脈衝) *)
|--[ %M10 ]-----[ %M11 ]-------[ %S5:P ]---------------------[ %MW2 := %MW2 - 10 ]--|

(* Rung 4: 計算兩數偏差絕對值 *)
|--[ %M0 ]-----[ %MW0 >= %MW2 ]------------------------------[ %MW4 := %MW0 - %MW2 ]--|
|                                                                                    |
|--[ %M0 ]-----[ %MW0 < %MW2  ]------------------------------[ %MW4 := %MW2 - %MW0 ]--|

(* Rung 5: 偏差過大檢測 (當偏差 %MW4 > 10 時觸發報警燈 %M101) *)
|--[ %M0 ]-----[ %MW4 > 10 ]-----------------------------------------( %M101 )--|

(* Rung 6: 定位完成指示燈 (當偏差 %MW4 <= 10 時亮起 %M100) *)
|--[ %M0 ]-----[ %MW4 <= 10 ]----------------------------------------( %M100 )--|

(* Rung 7: 清零與報警復位按鈕 (%M1) *)
|--[ %M1 ]--+--------------------------------------------------------[ %MW2 := 0 ]--|
            +--------------------------------------------------------[ %HSC0.V := 0 ]--|
            +--------------------------------------------------------( RST %M101 )--|


EasyBuilder Pro 人機介面測試設定
為了方便在線上模擬時測試，可在人機畫面上臨時或永久新增兩個按鈕：
「模擬編碼器轉動」按鈕（位元按鈕）：
讀寫位址：%M10
按鈕型態：交替型 (Toggle) 或 開關型
功能：開啟後，%MW2 就會以每秒 100 個脈衝的速度自動累加，模擬馬達旋轉與編碼器回授。
「模擬反轉/倒退」按鈕（位元按鈕 - 選配）：
讀寫位址：%M11
按鈕型態：交替型 (Toggle)
功能：開啟後，脈衝會倒扣，用來模擬 AB 相反轉。
模擬測試驗證步驟
設定目標脈衝（例如填入 500）。
按下 「定位發射 / 定位啟動 (%M0)」。
按下 「模擬編碼器轉動 (%M10)」，會看到「編碼器實際讀取脈衝（%MW2）」從 0 開始快速增加。
當 %MW2 接近 500（偏差 %MW4 <= 10）時，「定位完成指示燈 (%M100)」 會自動亮起；若脈衝超過 510 或偏差過大，「位置誤差過大報警燈 (%M101)」 會點亮。