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3.2 定時(shí)器指令及案例

3.2.1 定時(shí)器指令介紹

定時(shí)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(tǒng)中的時(shí)間繼電器相同,起到延時(shí)作用。與時(shí)間繼電器不同的是定時(shí)器有無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)常閉觸點(diǎn)供用戶(hù)編程使用。其結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)16位當(dāng)前值寄存器(用來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前值)、一個(gè)16位預(yù)置值寄存器(用來(lái)存儲(chǔ)預(yù)置值)和1位狀態(tài)位(反映其觸點(diǎn)的狀態(tài))組成。

在S7-200 SMART PLC中,按工作方式的不同,可以將定時(shí)器分為通電延時(shí)型定時(shí)器,斷電延時(shí)型定時(shí)器和保持型通電延時(shí)定時(shí)器3大類(lèi)。定時(shí)器的指令格式,如表3-10所示。

表3-10 定時(shí)器的指令格式

(1)圖說(shuō)定時(shí)器指令

圖說(shuō)定時(shí)器指令,如圖3-19所示。

圖3-19 圖說(shuō)定時(shí)器

定時(shí)器相關(guān)概念

①定時(shí)器編號(hào):T0~T255。

②使能端:使能端控制著定時(shí)器的能流,當(dāng)使能端輸入有效時(shí),也就是說(shuō),使能端有能流流過(guò)時(shí),定時(shí)時(shí)間到,定時(shí)器輸出狀態(tài)為1。

當(dāng)使能端輸入無(wú)效時(shí),也就是說(shuō),使能端無(wú)能流流過(guò)時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)為0。

③預(yù)置值輸入端:在編程時(shí),根據(jù)時(shí)間設(shè)定需要在預(yù)置值輸入端輸入相應(yīng)的預(yù)置值,預(yù)置值為16位有符號(hào)整數(shù),允許設(shè)定的最大值為32767,其操作數(shù)為VW、IW、QW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、常數(shù)等。

④時(shí)基:相應(yīng)的時(shí)基有3種,它們分別為1ms、10ms和100ms,不同的時(shí)基,對(duì)應(yīng)的最大定時(shí)范圍、編號(hào)和定時(shí)器刷新方式不同。

⑤當(dāng)前值:定時(shí)器當(dāng)前所累計(jì)的時(shí)間稱(chēng)為當(dāng)前值,當(dāng)前值為16位有符號(hào)整數(shù),最大計(jì)數(shù)值為32767。

⑥定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式:

T=PT×S

式中,T表示定時(shí)時(shí)間;PT表示預(yù)置值;S表示時(shí)基。

(2)定時(shí)器類(lèi)型、時(shí)基和編號(hào)

定時(shí)器類(lèi)型、時(shí)基和編號(hào),如表3-11所示。

表3-11 定時(shí)器類(lèi)型、時(shí)基和編號(hào)

3.2.2 定時(shí)器指令的工作原理

(1)通電延時(shí)型定時(shí)器(TON)指令工作原理

①工作原理:當(dāng)使能端輸入(IN)有效時(shí),定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,當(dāng)當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)為1,相應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開(kāi);到達(dá)預(yù)置值后,當(dāng)前值繼續(xù)增大,直到最大值為32767,在此期間定時(shí)器輸出狀態(tài)仍然為1,直到使能端無(wú)效時(shí),定時(shí)器才復(fù)位,當(dāng)前值被清零,此時(shí)輸出狀態(tài)為0。

②應(yīng)用舉例:如圖3-20所示。

圖3-20 通電延時(shí)型定時(shí)器指令應(yīng)用舉例

案例解析

當(dāng)I0.1接通時(shí),使能端(IN)輸入有效,定時(shí)器T39開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,當(dāng)當(dāng)前值等于預(yù)置值300時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)為1。定時(shí)器對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)T39閉合,驅(qū)動(dòng)線圈Q0.1吸合,當(dāng)I0.1斷開(kāi)時(shí),使能端(IN)輸出無(wú)效,T39復(fù)位,當(dāng)前值清0,輸出狀態(tài)為0,定時(shí)器常開(kāi)觸點(diǎn)T39斷開(kāi),線圈Q0.1斷開(kāi);若使能端接通時(shí)間小于預(yù)置值,定時(shí)器T39立即復(fù)位,線圈Q0.1也不會(huì)有輸出;若使能端輸出有效,計(jì)時(shí)到達(dá)預(yù)置值以后,當(dāng)前值仍然增加,直到32767,在此期間定時(shí)器T39輸出狀態(tài)仍為1,線圈Q0.1仍處于吸合狀態(tài)。

(2)斷電延時(shí)型定時(shí)器(TOF)指令工作原理

①工作原理:當(dāng)使能端輸入(IN)有效時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)為1,當(dāng)前值復(fù)位;當(dāng)使能端(IN)斷開(kāi)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,當(dāng)當(dāng)前值等于預(yù)置值時(shí),定時(shí)器復(fù)位并停止計(jì)時(shí),當(dāng)前值保持。

②應(yīng)用舉例:如圖3-21所示。

圖3-21 斷電延時(shí)型定時(shí)器(TOF)指令應(yīng)用舉例

案例解析

當(dāng)I0.1接通時(shí),使能端(IN)輸入有效,當(dāng)前值為0,定時(shí)器T40輸出狀態(tài)為1,驅(qū)動(dòng)線圈Q0.1有輸出;當(dāng)I0.1斷開(kāi)時(shí),使能端輸入無(wú)效,當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,當(dāng)當(dāng)前值到達(dá)預(yù)置值時(shí),定時(shí)器T40復(fù)位為0,線圈Q0.1也無(wú)輸出,但當(dāng)前值保持;當(dāng)I0.1再次接通,當(dāng)前值仍為0;若I0.1斷開(kāi)的時(shí)間小于預(yù)置值,定時(shí)器T40仍處于置1狀態(tài)。

(3)保持型通電延時(shí)定時(shí)器(TONR)指令工作原理

①工作原理:當(dāng)使能端(IN)輸入有效時(shí),定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,當(dāng)當(dāng)前值到達(dá)預(yù)置值時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)為1;當(dāng)使能端(IN)無(wú)效時(shí),當(dāng)前值處于保持狀態(tài),但當(dāng)使能端再次有效時(shí),當(dāng)前值在原來(lái)保持值的基礎(chǔ)上繼續(xù)遞增計(jì)時(shí);保持型通電延時(shí)定時(shí)器采用線圈復(fù)位指令(R)進(jìn)行復(fù)位操作,當(dāng)復(fù)位線圈有效時(shí),定時(shí)器當(dāng)前值被清0,定時(shí)器輸出狀態(tài)為0。

②應(yīng)用舉例:如圖3-22所示。

圖3-22 保持型通電延時(shí)定時(shí)器(TONR)指令應(yīng)用舉例

案例解析

當(dāng)I0.1接通時(shí),使能端(IN)有效,定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí);當(dāng)I0.1斷開(kāi)時(shí),使能端無(wú)效,但當(dāng)前值仍然保持并不復(fù)位,當(dāng)使能端再次有效時(shí),其當(dāng)前值在原來(lái)的基礎(chǔ)上開(kāi)始遞增,當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí),定時(shí)器T5狀態(tài)位置1,線圈Q0.1有輸出,此后即使是使能端無(wú)效時(shí),定時(shí)器T5狀態(tài)位仍然為1,直到I0.2閉合,線圈復(fù)位(T5)指令進(jìn)行復(fù)位操作時(shí),定時(shí)器T5狀態(tài)位才被清0,定時(shí)器T5常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),線圈Q0.1斷電。

(4)使用說(shuō)明

①通電延時(shí)型定時(shí)器,符合通常的編程習(xí)慣,與其他兩種定時(shí)器相比,在實(shí)際編程中通電延時(shí)型定時(shí)器應(yīng)用最多。

②通電延時(shí)型定時(shí)器適用于單一間隔定時(shí);斷電延時(shí)型定時(shí)器適用于故障發(fā)生后的時(shí)間延時(shí);保持型通電延時(shí)定時(shí)器適用于累計(jì)時(shí)間間隔定時(shí)。

③通電延時(shí)型(TON)定時(shí)器和斷電延時(shí)型(TOF)定時(shí)器共用同一組編號(hào)(表3-11),因此同一編號(hào)的定時(shí)器不能即作通電延時(shí)型(TON)定時(shí)器使用,又作斷電延時(shí)型(TOF)定時(shí)器使用;例如:不能既有通電延時(shí)型(TON)定時(shí)器T37,又有斷電延時(shí)型(TOF)定時(shí)器T37。

④可以用復(fù)位指令對(duì)定時(shí)器進(jìn)行復(fù)位,且保持型通電延時(shí)定時(shí)器只能用復(fù)位指令對(duì)其進(jìn)行復(fù)位操作。

⑤不同時(shí)基的定時(shí)器它們當(dāng)前值的刷新周期是不同的。

3.2.3 定時(shí)器指令應(yīng)用舉例

(1)控制要求

有紅綠黃3盞小燈,當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕,3盞小燈每隔2s輪流點(diǎn)亮,并循環(huán);當(dāng)按下停止按鈕時(shí),3盞小燈都熄滅。

(2)解決方案

解法(一),如圖3-23所示。解法(二),如圖3-24所示。

圖3-23 順序控制電路解法(一)

圖3-24 順序控制電路解法(二)

案例解析

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕,I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,輔助繼電器M0.0線圈得電并自鎖,其常開(kāi)觸點(diǎn)M0.0閉合,輸出繼電器線圈Q0.0得電,紅燈亮;與此同時(shí),定時(shí)器T37~T39開(kāi)始定時(shí),當(dāng)T37定時(shí)時(shí)間到,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)、常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,Q0.0斷電、Q0.1得電,對(duì)應(yīng)的紅燈滅、綠燈亮;當(dāng)T38定時(shí)時(shí)間到,Q0.1斷電、Q0.2得電,對(duì)應(yīng)的綠燈滅,黃燈亮;當(dāng)T39定時(shí)時(shí)間到,其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),Q0.2失電且T37~T39復(fù)位,接著定時(shí)器T37~T39又開(kāi)始新一輪計(jì)時(shí),紅綠黃等依次點(diǎn)亮往復(fù)循環(huán);當(dāng)按下停止按鈕時(shí),M0.0失電,其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),定時(shí)器T37~T39斷電,三盞燈全熄滅。

案例解析

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕,I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,線圈Q0.0得電并自鎖且T37開(kāi)始定時(shí),2s后定時(shí)時(shí)間到,T37常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,Q0.1得電且T38定時(shí),Q0.1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),Q0.0失電;2s后T38定時(shí)時(shí)間到,Q0.2得電并自鎖且T39定時(shí),Q0.2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),Q0.1失電;2s后T39定時(shí)時(shí)間到,Q0.0得電并自鎖且T37定時(shí),Q0.0常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),Q0.2失電;T37再次定時(shí),重復(fù)上面的動(dòng)作。當(dāng)按下停止按鈕時(shí),Q0.0、Q0.1和Q0.2斷電。

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