- 西門子PLC從入門到精通
- 劉振全 韓相爭 王漢芝編著
- 2905字
- 2020-09-15 08:54:32
2.3 定時器指令
2.3.1 定時器指令介紹
定時器是PLC中最常用的編程元件之一，其功能與繼電器控制系統中的時間繼電器相同，起到延時作用。與時間繼電器不同的是定時器有無數對常開/常閉觸點供用戶編程使用。其結構主要由一個16位當前值寄存器（用來存儲當前值）、一個16位預置值寄存器（用來存儲預置值）和1位狀態位（反映其觸點的狀態）組成。
在S7-200PLC中，按工作方式的不同，可以將定時器分為3大類，它們分別為通電延時型定時器、斷電延時型定時器和保持型通電延時定時器。定時器指令的指令格式如表2-14所示。
表2-14 定時器指令的指令格式
（1）圖說定時器指令
圖說定時器指令如圖2-37所示。
圖2-37 圖說定時器指令
（2）定時器類型、時基和編號
定時器類型、時基和編號如表2-15所示。
表2-15 定時器類型、時基和編號
2.3.2 定時器指令的工作原理
（1）通電延時型定時器（TON）指令工作原理
① 工作原理 當使能端輸入（IN）有效時，定時器開始計時，當前值從0開始遞增，當當前值大于或等于預置值時，定時器輸出狀態為1（定時器輸出狀態為1可以近似理解為定時器線圈吸合），相應的常開觸點閉合、常閉觸點斷開；到達預置值后，當前值繼續增大，直到最大值32767，在此期間定時器輸出狀態仍然為1，直到使能端無效時，定時器才復位，當前值被清零，此時輸出狀態為0。
② 應用舉例 如圖2-38所示。
圖2-38 通電延時定時器應用舉例
案例解析
當I0.1接通時，使能端（IN）輸入有效，定時器T39開始計時，當前值從0開始遞增，當當前值等于預置值300時，定時器輸出狀態為1，定時器對應的常開觸點T39閉合，驅動線圈Q0.1吸合；當I0.1斷開時，使能端（IN）輸出無效，T39復位，當前值清0，輸出狀態為0，定時器常開觸點T39斷開，線圈Q0.1斷開。若使能端接通時間小于預置值，定時器T39立即復位，線圈Q0.1也不會有輸出；若使能端輸出有效，計時到達預置值以后，當前值仍然增加，直到32767，在此期間定時器T39輸出狀態仍為1，線圈Q0.1仍處于吸合狀態。
（2）斷電延時型定時器（TOF）指令工作原理
① 工作原理 當使能端輸入（IN）有效時，定時器輸出狀態為1，當前值復位；當使能端（IN）斷開時，當前值從0開始遞增，當當前值等于預置值時，定時器復位并停止計時，當前值保持。
② 應用舉例 如圖2-39所示。
圖2-39 斷電延時定時器應用舉例
案例解析
當I0.1接通時，使能端（IN）輸入有效，當前值為0，定時器T40輸出狀態為1，驅動線圈Q0.1有輸出；當I0.1斷開時，使能端輸入無效，當前值從0開始遞增，當當前值到達預置值時，定時器T40復位為0，線圈Q0.1也無輸出，但當前值保持；當I0.1再次接通時，當前值仍為0；若I0.1斷開的時間小于預置值，定時器T40仍處于置1狀態。
（3）保持型通電延時定時器（TONR）指令工作原理
① 工作原理 當使能端（IN）輸入有效時，定時器開始計時，當前值從0開始遞增，當當前值到達預置值時，定時器輸出狀態為1；當使能端（IN）無效時，當前值處于保持狀態，但當使能端再次有效時，當前值在原來保持值的基礎上繼續遞增計時；保持型通電延時定時器采用線圈復位指令（R）進行復位操作，當復位線圈有效時，定時器當前值被清0，定時器輸出狀態為0。
② 應用舉例 如圖2-40所示。
圖2-40 保持型通電延時定時器應用舉例
案例解析
當I0.1接通時，使能端（IN）有效，定時器開始計時；當I0.1斷開時，使能端無效，但當前值仍然保持并不復位，當使能端再次有效時，其當前值在原來的基礎上開始遞增，當前值大于等于預置值時，定時器T5狀態位置1，線圈Q0.1有輸出，此后即使是使能端無效時，定時器T5狀態位仍然為1，直到I0.2閉合，線圈復位（T5）指令進行復位操作時，定時器T5狀態位才被清0，定時器T5常開觸點斷開，線圈Q0.1斷電。
（4）使用說明
① 通電延時型定時器符合通常的編程習慣，與其他兩種定時器相比，在實際編程中通電延時型定時器應用最多。
② 通電延時型定時器適用于單一間隔定時；斷電延時型定時器適用于故障發生后的時間延時；保持型通電延時定時器適用于累計時間間隔定時。
③ 通電延時型定時器和斷電延時型定時器共用同一組編號（表2-14），因此同一編號的定時器不能既作通電延時型定時器使用，又作斷電延時型（TOF）定時器使用。例如，不能既有通電延時型定時器T37，又有斷電延時型定時器T37。
④ 可以用復位指令對定時器進行復位，且保持型通電延時定時器只能用復位指令對其進行復位操作。
⑤ 對于不同時基的定時器，它們當前值的刷新周期是不同的。
2.3.3 定時器指令應用舉例
（1）定時器在順序控制中應用舉例
① 控制要求 有紅、綠、黃三盞小燈，當按下啟動按鈕時，三盞小燈每隔2s輪流點亮，并循環；當按下停止按鈕時，三盞小燈都熄滅。
② 解決方案 順序控制電路如圖2-41所示。
圖2-41 順序控制電路
案例解析
當按下啟動按鈕時，I0.0的常開觸點閉合，輔助繼電器M0.0線圈得電并自鎖，其常開觸點M0.0閉合，輸出繼電器線圈Q0.0得電，紅燈亮；與此同時，定時器T37、T38和T39開始定時，當T37定時時間到時，其常時閉觸點斷開、常開觸點閉合，Q0.0斷電、Q0.1得電，對應的紅燈滅、綠燈亮；當T38定時時間到時，Q0.1斷電、Q0.2得電，對應的綠燈滅、黃燈亮；當T39定時時間到時，其常閉觸點斷開，Q0.2失電且T37、T38和T39復位，接著定時器T37、T38和T39又開始新的一輪計時，紅、綠、黃燈依次點亮往復循環：當按下停止按鈕時，M0.0失電，其常開觸點斷開，定時器T37、T38和T39斷電，三盞燈全熄滅。
（2）定時器在脈沖發生電路中的應用舉例
① 單個定時器構成的脈沖發生電路 如圖2-42所示。
圖2-42 單個定時器構成的脈沖發生電路
案例解析
單個定時器構成的脈沖發生電路的脈沖周期可調，通過改變T37的預置值，從而改變脈沖的延時時間，進而改變脈沖的發生周期。當按下啟動按鈕時，I0.1閉合，線圈M0.1接通并自鎖，M0.1的常開觸點閉合，T37計時，0.5s后T37定時時間到，其線圈得電，其常開觸點閉合，Q0.1接通。在T37常開觸點接通的同時，其常閉觸點斷開，T37線圈斷電，從而Q0.1失電，接著T37再從0開始計時，如此周而復始會產生間隔為0.5s的脈沖，直到按下停止按鈕，才停止脈沖發生。
② 多個定時器構成的脈沖發生電路
a．方案（一），如圖2-43所示。
圖2-43 多個定時器構成的脈沖發生電路（一）
案例解析
當按下啟動按鈕時，I0.1閉合，線圈M0.1接通并自鎖，M0.1的常開觸點閉合，T37計時，2s后T37定時時間到，其線圈得電，常開觸點閉合，Q0.1接通，與此同時T38定時，3s后定時時間到，T38線圈得電，其常閉觸點斷開，T37斷電，其常開觸點斷開，Q0.1和T38線圈斷電，T38的常閉觸點復位，T37又開始定時，如此反復，會發出一個個脈沖。
b．方案（二），如圖2-44所示。
圖2-44 多個定時器構成的脈沖發生電路（二）
案例解析
方案（二）的實現與方案（一）幾乎一致，只不過方案（二）的Q0.1先得電且得電2s斷3s，方案（一）的Q0.1后得電且得電3s斷2s而已。
③ 順序脈沖發生電路 如圖2-45所示為3個定時器順序脈沖發生電路。
圖2-45 3個定時器順序脈沖發生電路
案例解析
當按下啟動按鈕時，常開觸點I0.1接通，輔助繼電器M0.1得電并自鎖，且其常開觸點閉合，T37開始定時，同時Q0.0接通，T37定時2s時間到，T37的常閉觸點斷開，Q0.0斷電；T37常開觸點閉合，T38開始定時，同時Q0.1接通，T38定時3s時間到，Q0.1斷電；T38常開觸點閉合，T39開始定時，同時Q0.2接通，T39定時4s時間到，Q0.2斷電；若M0.1線圈仍接通，該電路會重新開始產生順序脈沖，直到按下停止按鈕，常閉觸點I0.2斷開；當按下停止按鈕時，常閉觸點I0.2斷開，線圈M0.1失電，定時器全部斷電復位，線圈Q0.0、Q0.1和Q0.2全部斷電。