任務二　雙定時器PLC閃光控制電路

【任務目標】

1.學習S7-200系列PLC的定時器指令。

2.掌握使用定時器指令進行編程的基本方法。

3.了解各種定時器的性能特點，并根據控制要求正確選用。

【任務分析】

閃光控制電路是廣泛應用的一種實用控制電路，它既可以控制燈光的閃爍頻率，又可以控制燈光的通斷時間比，也可控制其他負載，如電鈴、蜂鳴器等。圖2-7是PLC閃光控制電路硬件布局圖，要求接通電源開關QS使PLC上電后，電路即自動工作，彩燈點亮5s，熄滅3s，再亮5s，熄滅3s……

【相關知識】

一、定時器指令工作方式及指令格式

S7-200 PLC的定時器為增量型定時器，用于實現時間控制，可以按照工作方式和時間基準（時基）分類，時間基準又稱為定時精度和分辨率。

1.工作方式

按照工作方式，定時器可分為通電延時型（TON）、有記憶的通電延時型（TONR）、斷電延時型（TOF）3種類型。

2.時基標準

按照時基標準，定時器可分為1ms、10ms、100ms 3種類型，不同的時基標準，定時精度、定時范圍和定時器的刷新方式不同。

（1）定時精度。定時器的工作原理是定時器使能輸入有效后，當前值寄存器對PLC內部的時基脈沖增1計數，最小計時單位為時基脈沖的寬度，故時間基準代表著定時器的定時精度，又稱分辨率。

（2）定時范圍。定時器使能輸入有效后，當前值寄存器對時基脈沖遞增計數，當計數值大于或等于定時器的預置值后，狀態位T-bit置1。從定時器輸入有效，到狀態位輸出有效經過的時間為定時時間。定時時間等于時基乘預置值，時基越大，定時時間越長，但分辨率越低。

（3）定時器的刷新方式。1ms定時器每隔1ms刷新一次，定時器刷新與掃描周期和程序處理無關。掃描周期較長時，定時器一個周期內可能多次被刷新（多次改變當前值）。

10ms定時器在每個掃描周期開始時刷新。每個掃描周期之內，當前值不變。如果定時器的輸出與復位操作時間間隔很短，調節定時器指令盒與輸出觸點在網絡段中位置是必要的。

100ms定時器是定時器指令執行時被刷新，下一條執行的指令即可使用刷新后的結果，非常符合正常思維，使用方便可靠。但應當注意，如果該定時器的指令不是每個周期都執行（比如條件跳轉時），定時器就不能及時刷新.可能會導致出錯。

CPU 22X系列PLC的256個定時器分TON（TOF）和TONR工作方式，具有3種時基標準，TOF與TON共享同一組定時器，定時器號不能重復使用。定時器號和分辨率見表2-11。

使用定時器時應參照表2-11合理選擇定時器編號，同時要考慮刷新方式對程序執行的影響。

3.定時器指令格式

表2-12是定時器指令格式。指令盒左下側“？？？？”表示編程時預置值PT；指令盒中“？？？～”表示時基的大小。

IN是使能輸入端，編程范圍T0～T255；PT是預置值輸入端，最大預置值為32767；PT的數據類型：INT（整數）。

二、定時器工作原理分析

下面從原理、應用等方面，分別敘述通電延時型、有記憶通電延時型、斷電延時型定時器的使用方法。

1.通電延時型（TON）

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，當前值大于或等于預置值（PT）時，定時器輸出狀態位T-bit置1（輸出觸點有效），當前值的最大值為32767。使能端無效（斷開）時，定時器復位（當前值清零，輸出狀態位置0）。

通電延時型定時器應用示例見表2-13。

2.有記憶通電延時型（TONR）

使能端（IN）輸入有效時（接通），定時器開始計時，當前值遞增，當前值大于或等于預置值（PT）時，輸出狀態位置1。使能端輸入無效（斷開）時，當前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時，在原記憶值的基礎上遞增計時。有記憶通電延時型（TONR）定時器采用線圈的復位指令（R）進行復位操作，當復位線圈有效時，定時器當前值清零，輸出狀態位置0。

有記憶通電延時型定時器應用示例見表2-14，程序運行結果見時序分析。

3.斷電延時型（TOF）

使能端（IN）輸入有效時，定時器輸出狀態位立即置1，當前值復位（為0）。使能端（IN）斷開時，開始計時，當前值從0遞增，當前值達到預置值時，定時器狀態位復位（置0），并停止計時，當前值保持。該指令通常用于電機停車后的延時冷卻等場合。

斷開延時型定時器應用示例見表2-15。

定時器指令的操作數如表2-16所示。

【操作指導】

1.畫出接線圖，安裝電路

根據任務要求，采用S7-200 CPU224 AC/DC/RLY型PLC，閃光控制電路I/O接線如圖2-8所示。

在教師指導下，按圖2-8閃光控制電路I/O接線圖完成電路的硬件接線。

由于系統要求PLC上電后即能自動進入工作狀態，所以無任何輸入控制元件，這是PLC的一種典型工作方式。

2.自檢

檢查布線。對照圖檢查是否掉線、錯線，是否漏編、錯編，接線是否牢固等。

3.編輯控制程序

在裝有STEP7-Micro/WIN V4.0 SP6編程軟件的個人電腦上編輯PLC控制程序，編譯后保存為“*.mwp”文件備用。閃光控制電路梯形圖程序見圖2-9（a），指令表程序見圖2-9（b）。

輸入輸出繼電器地址分配如表2-17所示。

其他編程元件地址分配如表2-18所示。

簡要說明：PLC閃光控制電路是用兩個內部編程元件定時器T37和T38來實現的。

在圖2-9所示閃光控制梯形圖程序中，PLC接通電源后，定時器T37計時開始。其動斷觸點（T37-bit）使輸出線圈Q0.0得電，彩燈亮。5s后，該動斷觸點斷開，Q0.0的線圈失電（燈滅）。其動合觸點接通T38輸入端，T38計時開始。經過3s后，T38的動斷觸點斷開T37的輸入，使T37復位，T37的動合觸點斷開T38的輸入，T38也被復位。T37的動斷觸點再次接通Q0.0，彩燈亮，T38的動斷觸點又接通T37的輸入。這樣，輸出Q0.0所接的負載燈，以接通5s、斷開3s的規律不停地閃爍，直到斷開電源為止。若要想改變閃光電路的頻率，只需改變兩個定時器的時間預置值即可。

4.程序下載

① 在PLC斷電狀態下，用USB/PPI電纜連接電腦與S7-200 CPU224 AC/DC/RLY型PLC。

② 合上控制電源開關QS，將運行模式選擇開關撥到STOP位置，通過軟件將編制好的控制程序下載到PLC。

注意：一定要在斷開QS的情況下插拔適配電纜，否則極易損壞PLC通信接口。

5.運行搶答器控制程序

① 將運行模式選擇開關撥到RUN位置，使PLC進入運行方式。

② 觀察彩燈是否立即點亮，是否按亮5s、滅3s的規律不停閃爍。

③ 調整T37時間預設值為20，T38時間預設值為10，觀察彩燈閃光變化情況。

【課后思考】

1.查閱有關技術指標，說明CPU224 DC/AC/RLY型PLC輸出端口能接多大功率的負載。

2.如果只需要做一個亮0.5s，熄0.5s 的閃光控制電路，程序設計是否可簡化？