21-9. PLC的基本逻辑指令(定时器)

66 阅读4分钟

21-9. PLC的基本逻辑指令(定时器)

一、什么是PLC定时器?

定时器是PLC(可编程逻辑控制器)中最常用的元件之一,其功能类似于继电器控制系统中的时间继电器。它的核心作用是实现精确的时间控制,即根据预设的时间值,在条件满足时延迟触发或关断某个动作,从而满足自动化流程中的定时逻辑需求。

二、定时器的核心构成与工作原理

  1. 定时器编号:
    • 每个定时器有唯一的编号,格式为 T**(如T35)。S7-200 PLC中编号范围为T0-T255。
    • 这个编号代表两个重要信息:
      • 定时器位:相当于一个开关触点。当定时器“时间到”时,这个触点会动作(ON或OFF)。
      • 定时器当前值:一个16位寄存器,存储定时器从启动开始累计的时间。
  1. 分辨率与定时时间计算:
    • 分辨率:指定时器计时的最小时间单位。S7-200 PLC提供三种:
      • 1ms (最精确)
      • 10ms
      • 100ms (最常用)
    • 定时时间计算公式:
      • 实际定时时间 (T) = 设定值 (PT) × 分辨率 (S)
      • 示例:使用一个10ms定时器(如T97),设定值PT为100,则实际定时时间 T = 100 × 10ms = 1000ms(1秒)。

三、定时器的三种基本类型

类型英文简称功能描述关键特性与复位方式
接通延时定时器TON最常用。输入条件接通后,延迟一段时间,其触点才动作。输入断开,定时器自动复位(当前值清零,触点复位)。
有记忆接通延时定时器TONR具有累加记忆功能。用于累计多次输入接通的时间总和。输入断开时,当前值会保持。必须使用专门的复位指令(R) 才能将其当前值和触点清零。
断开延时定时器TOF输入条件断开后,延迟一段时间,其触点才复位。输入接通时,触点立即动作,当前值为0。输入断开后开始计时,时间到则触点复位。输入再次接通时立即复位定时器。

重要原则:TON和TOF使用相同范围的编号(如T32-T255),但在同一个程序中,绝对不能将同一个编号同时用作TON和TOF。

四、定时器的刷新方式与正确使用要点

这是定时器编程中的关键难点,不同分辨率的定时器,其工作时机不同:

  1. 1ms定时器:
    • 刷新方式:系统每1ms中断刷新一次,与PLC的扫描周期无关。
    • 使用注意:在一个扫描周期内,其当前值可能变化多次。因此,其触点在程序中的状态在一个周期内可能不一致。
  1. 10ms定时器:
    • 刷新方式:在每个扫描周期开始时统一刷新一次。
    • 使用注意:在一个扫描周期内,其当前值和触点状态保持不变。
  1. 100ms定时器:
    • 刷新方式:仅在执行到该定时器指令时才被刷新。
    • 使用注意:最常用,但要求最严格。必须确保每个扫描周期都能执行到该定时器指令。如果在跳转、循环或子程序中不经常被执行,会导致计时严重不准。因此,100ms定时器常用于简单的自复位回路中。

五、如何正确使用定时器(关键总结)

核心原则:

  • 避免逻辑陷阱:一般情况下,不要将定时器自身的常闭触点作为其唯一的复位条件(尤其是1ms和10ms定时器)。因为刷新时机的不同,可能导致定时器永远无法完成计时或输出异常。
  • 推荐的自复位逻辑(针对100ms定时器):为了实现周期性的定时触发,可以采用一个“标准”的自复位逻辑:用定时器计时到产生的信号(如一个中间位或输出点)的常闭触点,作为定时器自身的输入条件之一。这样可以确保在每个扫描周期定时器都能被可靠地复位和重新启动。

image.png

  • 根据需求选择:
    • 需要简单延时 → TON。
    • 需要累计多次时间 → TONR(记住要手动复位)。
    • 需要断电延时 → TOF。
    • 对于大多数一般应用,100ms的TON定时器因其平衡了精度和易用性,是最常用的选择。

image.png

(此图出自《现代电气控制及PLC应用技术(王永华)》)

总结

PLC定时器是一个通过当前值累计时间,并与设定值比较,从而控制其触点(位) 状态的智能元件。要正确使用它,必须掌握类型(TON/TONR/TOF)、分辨率(1/10/100ms) 和刷新机制这三个核心维度,并根据具体的控制要求(如是否需要累加、延时方向、程序结构)来选择和设计定时逻辑。