使用定时器控制器实现延迟启动 – S7-1200 PLC定时器操作解析

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：S7-1200 PLC提供了4种类型的定时器，如表5-2所示。只要输入端IN=1，定时器就一直起作用。I0.0为高时，开始测量时间，I0.0为低时，中断时间的测量，而当I0.0重新为高时继续测量，可知本项目需要使用保持型接通延迟定时器。当“IN”端由“1”变为“0”时，定时器启动开始加定时。当定时时间到达预设值时，定时器停止计时保持当前值。图5-20a中，“%DB1”表示定时器的背景数据块，TP表示为脉冲定时器，由图5-20b可得到其工作原理如下。

S7-1200 PLC提供了4种类型的定时器，如表5-2所示。

表5-2 S7-1200的定时器

使用S7-1200的定时器时需要注意的是，每个定时器都使用一个存储在数据块中的结构来保存定时器数据，即3.3.5节所述系统数据类型。在程序编辑器中放置定时器指令时即可分配该数据块，可以采用默认设置，也可以手动自行设置。在功能块中放置定时器指令后，可以选择多重背景数据块选项，各数据结构的定时器结构名称可以不同。

1.接通延迟定时器

接通延迟定时器如图5-13a所示，图5-13b为其时序图。图5-13a中，“%DB1”表示定时器的背景数据块（此处只显示了绝对地址，因此背景数据块地址显示为“%DB1”，也可设置显示符号地址），TON表示为接通延迟定时器，由图5-13b可得到其工作原理如下。

图5-13 接通延迟定时器及其时序图

a）接通延迟定时器 b）时序图

启动：当定时器的输入端“IN”由“0”变为“1”时，定时器启动进行由0开始的加定时，到达预设值后，定时器停止计时且保持为预设值。只要输入端IN=1，定时器就一直起作用。

预设值：在输入端“PT”输入格式如“T#5S”的定时时间，表示定时时间为5 s。TIME数据使用T#标识符，可以采用简单时间单元“T#200 ms”或复合时间单元“T#2s_200ms”的形式输入。

定时器的当前计时时间值可以在输出端“ET”输出。预设值时间PT和计时时间ET以表示毫秒时间的有符号双精度整数形式存储在存储器中。定时器的当前值不为负，若设置预设值为负，则定时器指令执行时将被设置为0。

输出：当定时器定时时间到，没有错误且输入端S=1时，输出端“Q”置位变为“1”。

如果在定时时间到达前输入端“S”从“1”变为“0”，则定时器停止运行，当前计时值为0，此时输出端Q=0。若输入端“S”又从“0”变为“1”，则定时器重新由0开始加定时。

打开定时器的背景数据块，可以看到其结构含义如图5-14所示，其他定时器的背景数据块也是类似，不再赘述。

图5-14 定时器的背景数据块结构

【例5-4】按下瞬时起动按钮I0.0，延时5 s后电动机Q4.0起动，按下瞬时停止按钮，延时10 s后电动机Q4.0停止。

由于为瞬时按钮，而接通延迟定时器要求输入端S一直为高电平，故采用位存储区M作为中间变量，编写程序如图5-15所示。

注意：起动电动机后要将中间变量M复位。

图5-15 例5-4程序

【例5-5】用接通延迟定时器实现一个周期振荡电路，如图5-16所示。

图5-16 周期振荡电路

由图5-16可知，当CPU运行时，第二个定时器（T2）未启动，则其输出M0.1对应的常闭触点接通，第一个定时器（T1）开始定时，当T1定时未到时，T2无法启动，Q0.0为0。当T1定时时间到，则其输出M0.0对应的常开触点闭合，T2启动，Q0.0为1，此时T2定时未到，其常闭触点仍然接通，故T1保持。当T2定时到，其常闭触点断开，T1停止定时，其常开触点断开，Q0.0为0，T2停止定时，则其常闭触点接通，则T1重新启动，重复。

2.保持型接通延迟定时器

保持型接通延迟定时器如图5-17a所示，图5-17b为其时序图。图5-17a中，“%DB3”表示定时器的背景数据块，TONR表示为保持型接通延迟定时器，由图5-17b可得到其工作原理如下。

启动：当定时器的输入端“IN”从“0”变为“1”时，定时器启动开始加定时，当“IN”端变为0时，定时器停止工作保持当前计时值。当定时器的输入端“IN”又从“0”变为“1”时，定时器继续计时，当前值继续增加。如此重复，直到定时器当前值达到预设值时，定时器停止计时。

复位：当复位输入端“R”为1时，无论“IN”端如何，都清除定时器中的当前定时值，而且输出端Q复位。

输出：当定时器计时时间到达预设值时，输出端“Q”变为“1”。

保持型接通延迟定时器用于累计定时时间的场合，如记录一台设备（制动器、开关等）运行的时间。当设备运行时，输入I0.0为高电平，当设备不工作时I0.0为低电平。I0.0为高时，开始测量时间，I0.0为低时，中断时间的测量，而当I0.0重新为高时继续测量，可知本项目需要使用保持型接通延迟定时器。程序例子如图5-18所示，累计的时间以毫秒为单位存储在MD24中，此处的定时时间不需要，故设为较大的数值2000天。

图5-17 保持型接通延迟定时器及其时序图

a）保持型接通延迟定时器 b）时序图

图5-18 程序例子

3.关断延迟定时器

断开延迟定时器如图5-19a所示，图5-19b为其时序图。图5-19a中，“%DB4”表示定时器的背景数据块，TOF表示为关断延迟定时器，由图5-19b可得到其工作原理如下。

启动：当定时器的输入端“IN”从“0”变为“1”时，定时器尚未开始定时且当前定时值清零。当“IN”端由“1”变为“0”时，定时器启动开始加定时。当定时时间到达预设值时，定时器停止计时保持当前值。

输出：当输入端“IN”从“0”变为“1”时，输出端Q=1，如果输入端又变为“0”，则输出端Q继续保持“1”，直到到达预设值时间。

图5-19 关断延迟定时器及其时序图

a）关断延迟定时器 b）时序图

4.脉冲定时器

脉冲定时器如图5-20a所示，图5-20b为其时序图。图5-20a中，“%DB1”表示定时器的背景数据块，TP表示为脉冲定时器，由图5-20b可得到其工作原理如下。

图5-20 脉冲定时器及其时序图

a）脉冲定时器 b）时序图

启动：当输入端“IN”从“0”变为“1”时，定时器启动，此时输出端“Q”也置为“1”。在脉冲定时器定时过程中，即使输入端“IN”发生了变化，定时器也不受影响，直到到达预设值时间。到达预设值后，如果输入端“IN”为“1”，则定时器停止定时且保持当前定时值。若输入端“IN”为“0”，则定时器定时时间清零。

输出：在定时器定时时间过程中，输出端“Q”为“1”，定时器停止定时，不论是保持当前值还是清零当前值其输出皆为0。

【例5-6】用脉冲定时器实现一个周期振荡电路，如图5-21所示。