西门子PLC、变频器与触摸屏技术及综合应用（S7-1200、G120、KTP系列HMI）最新章节_侍寿永著

1.6 定时器及计数器指令

1.6.1 定时器指令

1.脉冲定时器

在梯形图中输入脉冲定时器指令时，打开右边的指令窗口，将“定时器操作”文件夹中的定时器指令拖放到梯形图中的适当位置。在出现的“调用选项”对话框中，可以修改将要生成的背景数据块的名称，或采用默认的名称，单击“确定”按钮，自动生成数据块。

脉冲定时器类似于数字电路中上升沿触发的单稳态电路，其应用如图1-31a所示，图1-31b为其工作时序图。在图1-31a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），TP表示脉冲定时器。

图1-31 脉冲定时器及其时序图

a）脉冲定时器 b）时序图

脉冲定时器的工作原理如下。

1）起动：当输入端IN从“0”变为“1”时，定时器起动，此时输出端Q也置为“1”，开始输出脉冲。到达PT（Preset Time）预置的时间时，输出端Q变为“0”状态（见图1-31b波形A、B、E）。输入端IN输入的脉冲宽度可以小于输出端Q的脉冲宽度。在脉冲输出期间，即使输入端IN输入发生了变化又出现上升沿（见波形B），也不影响脉冲的输出。到达预设值后，如果输入端IN输入为“1”，则定时器停止定时且保持当前定时值。若输入端IN输入为“0”，则定时器定时时间清零。

2）输出：在定时器定时过程中，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”状态。

3）复位：当图1-31a中的I0.1为“1”时，定时器复位线圈（RT）通电，定时器被复位。如果此时正在定时，且输入端IN输入为“0”状态，将使已耗时间值清零，输出端Q输出也变为“0”（见波形C）。如果此时正在定时，且输入端IN输入为“1”状态，将使已耗时间值清零，输出端Q输出保持为“1”状态（见波形D）。复位信号I0.1变为“0”状态时，如果输入端IN输入为“1”状态，将重新开始定时（见波形E）。

图1-31a中的ET（Elapsed Time）为已耗时间值，即定时开始后经过的时间，它的数据类型为32位的Time，采用T#标识符，单位为ms，最大定时时间长达T#24D_20H_31M_23S_647MS（D、H、M、S、MS分别为日、小时、分、秒和毫秒），可以不给输出ET指定地址。

定时器指令可以放在程序段的中间或结束处。IEC定时器没有编号，在使用对定时器复位的RT（Reset Time）指令时，可以用背景数据块的编号或符号名来指定需要复位的定时器。如果没有必要，不用对定时器使用RT指令。

【例1-1】 按下起动按钮I0.0，电动机立即直接起动并运行，工作3h后自动停止。在运行过程中若发生故障（如过载I0.2接通），或按下停止按钮I0.1，电动机立即停止运行，如图1-32所示。

图1-32 电动机起动运行后自动停止程序——使用脉冲定时器

2.接通延时定时器

接通延时定时器如图1-33a所示，图1-33b为其工作时序图。在图1-33a中，“%DB2”表示定时器的背景数据块，TON表示接通延时定时器。

图1-33 接通延时定时器及其时序图

a）接通延时定时器 b）时序图

接通延时定时器的工作原理如下。

1）起动：接通延时定时器的使能输入端IN的输入电路由“0”变为“1”时开始定时。定时时间大于等于预置时间PT指定的设定值时，定时器停止计时且保持为预设值，即已耗时间值ET保持不变（见图1-33b的波形A），只要输入端IN为“1”，定时器就一直起作用。

2）输出：当定时时间到，且输入端IN为“1”，此时输出端Q变为“1”状态。

3）复位：输入端IN的电路断开时，定时器被复位，已耗时间值被清零，输出端Q变为“0”状态。CPU第一次扫描时，定时器输出端Q被清零。如果输入端IN在未达到PT设定的时间变为“0”（见波形B），输出端Q保持“0”状态不变。图1-33a中的I0.1为“1”状态时，定时器复位线圈RT通过（见波形C），定时器被复位，已耗时间值被清零，输出端Q变为“0”状态。I0.1变为“0”状态，如果输入端IN为“1”状态，将开始重新定时（见波形D）。

【例1-2】 使用接通延迟定时器实现【例1-1】中电动机的起停控制，如图1-34所示。

图1-34 电动机起动运行后自动停止程序——使用接通延时定时器

视频“接通延时定时器指令”可通过扫描二维码1-7播放。

1-7 接通延时定时器指令

3.关断延时定时器

关断延时定时器如图1-35a所示，图1-35b为其工作时序图。在图1-35a中，TOF表示关断延时定时器。

图1-35 关断延时定时器及其时序图

a）关断延时定时器 b）时序图

关断延时定时器的工作原理如下。

1）起动：关断延时定时器的输入端IN由“0”变为“1”时，定时器尚未定时且当前定时值清零。当输入端IN由“1”变为“0”时，定时器起动开始定时，已耗时间值从0逐渐增大。当定时器时间到达预设值时，定时器停止计时并保持当前值（见图1-35b波形A）。

2）输出：当输入端IN从“0”变为“1”时，输出端Q变为“1”状态，如果输入端IN又变为“0”，则输出继续保持“1”，直到到达预设的时间。如果已耗时间未达到PT设定的值时，输入端IN又变为“1”状态，输出端Q将保持“1”状态（见图1-35b波形B）。

3）复位：当I0.1为“1”时，定时器复位线圈RT通电。如果输入端IN为“0”状态，则定时器被复位，已耗时间值被清零，输出端Q变为“0”状态（见图1-35b波形C）。如果复位时输入端IN为“1”状态，则复位信号不起作用（见图1-35b波形D）。

【例1-3】 通过关断延迟定时器实现电动机停止后其冷却风扇延时2min后停止，如图1-36所示。

图1-36 冷却风扇延时停止程序

4.保持型接通延时定时器

保持型接通延时定时器（又称时间累加器）如图1-37a所示，图1-37b为其工作时序图。在图1-37a中，TONR表示保持型接通延时定时器。

图1-37 保持型接通延时定时器及其时序图

a）保持型接通延时定时器 b）时序图

其工作原理如下。

1）起动：当定时器的输入端IN从“0”到“1”时，定时器起动，开始定时（见图1-37b波形A和B），当输入端IN变为“0”时，定时器停止工作并保持当前计时值（累计值）。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。

2）输出：当定时器计时时间到达预设值时，输出端Q变为“1”状态（见图1-37b波形D）。

3）复位：当复位输入I0.1为“1”时（见图1-37b波形C），TONR被复位，它的累计时间值变为零，同时输出端Q变为“0”状态。

1.6.2 计数器指令

S7-1200 PLC提供3种计数器：加计数器、减计数器和加减计数器。它们属于软件计数器，最大计数速率受到其所在OB（组织块）的执行速率的限制。如果需要速度更高的计数器，可以使用内置的高速计数器。

与定时器类似，使用S7-1200的计数器时，每个计数器需要使用一个存储在数据块中的结构来保存计数器数据。在程序编辑器中放置计数器即可分配该数据块，可以采用默认设置，也可以手动自行设置。

使用计数器需要设置计数器的计数数据类型，计数值的数据范围取决于所选的数据类型。如果计数值是无符号整型数，则可以减计数到零或加计数到范围限值。如果计数值是有符号整数，则可以减计数到负整数限值或加计数到正整数限值。支持的数据类型包括有符号短整数SInt、整数Int、双整数DInt、无符号短整数USInt、无符号整数UInt、无符号双整数UDInt。

1.加计数器

加计数器如图1-38a所示，图1-38b为其工作时序图。在图1-38a中，CTU表示加计数器，图中计数器数据类型是整数，预设值PV（Preset Value）为3，其工作原理如下。