S7-1200定時器的編程應(yīng)用

趙尚麗

【摘要】? ? 本文重點介紹了S7-1200定時器指令的工作原理和編程方法，并通過編程實例詳細(xì)介紹了定時器的編程應(yīng)用，為初學(xué)者提供幫助。

【關(guān)鍵詞】? ? S7-1200定時器? ? S7-200? ? PLC

S7-1200 是 S7-200 的升級產(chǎn)品，目前已成為西門子新一代小型可編程控制，并已廣泛應(yīng)用于各種中小型自動化控制系統(tǒng)中。在工業(yè)自動化控制過程中PLC定時器常用于實現(xiàn)各種計時功能，所以本文以小型S7-1200為例，介紹定時器的應(yīng)用方法，為學(xué)生學(xué)習(xí)S7-1200提供幫助，通過編程實例的講解，讓學(xué)生深入理解并靈活應(yīng)用S7-1200定時器進行編程。

一、S7-1200定時器分類

S7-1200 CPU定時器是IEC定時器，共有生成脈沖定時器（TP）、接通延時定時器（TON）、關(guān)斷延時定時器（TOF）及時間累加器（TONR）4種。IEC定時器屬于函數(shù)塊（FB），定時器的設(shè)定值（PT）和當(dāng)前值（ET）存儲在指定的 IEC_TIMER DB 數(shù)據(jù)中，調(diào)用時需要指定配套的背景數(shù)據(jù)塊。用戶程序中可以使用的定時器數(shù)量僅僅受CPU的存儲容量限制[1]。

二、S7-1200定時器指令的工作原理

S7-200定時器有三種時基：1ms、10ms、100ms，預(yù)設(shè)時間和當(dāng)前時間以數(shù)字形式輸入，并與時基相乘，時基與定時器編號有關(guān)。而S7-1200定時器沒有編號，可用背景數(shù)據(jù)塊的名稱作為標(biāo)識符，其時基均為1ms，每1ms更新一次數(shù)據(jù)[2]。定時設(shè)置時直接輸入時間值即可。TIME 數(shù)據(jù)使用 T# 標(biāo)識符，可以用簡單時間單元（T#500ms 或 500）或復(fù)合時間單元（如T#3s_500ms）的形式輸入，最大定時值為T#24D_20H_31M_23S_647MS[3]。4種定時器指令的工作原理與對應(yīng)波形如圖1（a）、（b）、（c）、（d）所示。

圖1（a）中，當(dāng)IN端I0.1接通（信號上升沿）時，脈沖定時器開始計時，無論后續(xù)I0.0的信號狀態(tài)如何變化，在PT時間內(nèi)（10s）輸出Q始終置位為“1”;如果定時器正在計時，即使檢測到I0.1的信號再次從“0”變?yōu)椤?”，Q的狀態(tài)也不變。當(dāng)ET≥PT值時，Q復(fù)位為“0”;當(dāng)I0.1再次接通時，定時器又重新計時，所以生成脈沖定時器指令可以生成具有預(yù)設(shè)時間寬度的脈沖。

在圖1（b）中，當(dāng)I0.0接通時，啟動定時。當(dāng)ET=PT值時，定時觸發(fā)，Q 置位為“1”，直到I0.0斷開或者復(fù)位信號R置位為“1”， Q復(fù)位為“0”，ET值為0。當(dāng)I0.0再次接通時，重新啟動定時。圖中定時器TON接通延時時間為50s，即接通延時時間由PT值來決定。

在圖1（c）中，當(dāng)I0.0接通時， Q 置位為“1”。當(dāng)I0.0斷開（信號下降沿）時，定時器開始計時，在 PT 時間段內(nèi)，輸出 Q狀態(tài)沒有改變，直到ET= PT值時，輸出Q將復(fù)位為“0”，若 I0.0 信號在 PT 計時時間結(jié)束之前變?yōu)椤?”，則復(fù)位定時器，輸出 Q 的狀態(tài)仍將為“1”。圖中定時器TOF關(guān)斷延時時間為30s，關(guān)斷延時時間由PT值來決定。

在圖1（d）中，當(dāng)I0.1接通時，定時器TONR開始計時，Q的狀態(tài)為“0”;I0.1斷開時，ET值保持不變;當(dāng)I0.1再次接通時，ET值接續(xù)增加直到達到PT值時，Q置位為“1”，之后即使I0.1的狀態(tài)變?yōu)椤?”，Q仍置位“1”，直到復(fù)位信號R接通時，定時器復(fù)位，當(dāng)前值ET為0，Q復(fù)位為“0”。定時器TONR可以用來累計輸入電路接通的若干個時間段。

三、定時器的編程方法

只有當(dāng)定時器的輸入位有電平信號跳變時，定時器才會開始啟動。TP、TON、TONR需要輸入端IN從“0”變?yōu)椤?”啟動，TF需要IN從“1”變?yōu)椤?”啟動。只有在定時器功能框的輸出Q或ET連接變量，或者在程序中使用背景DB（IEC_TIMER類型的變量）中的Q或ET，定時器才會開始計時并更新定時器時間[1]。而且在整個程序中，定時器的背景數(shù)據(jù)塊不能重復(fù)使用。定時器正確使用方法如圖2（a）、（b）。

四、定時器的編程應(yīng)用

以彩燈的循環(huán)控制為例，介紹S7-1200定時器的編程應(yīng)用，其控制要求是：啟動按鈕I0.1接通后，紅燈、黃燈和綠燈依次點亮1s、2s、3s，此為一個工作周期，此后重復(fù)變化，直到停止按鈕I0.2按下所有燈均熄滅。程序?qū)?yīng)的梯形圖和時序圖分別如圖3（a）、（b）所示。

3個接通延時型定時器的預(yù)設(shè)值分別為1s、2s和3s，其輔助存儲分別為M100.0、M100.1和M100.2。I0.1為自復(fù)位按鈕，輸出Q0.1、Q0.2、Q0.3分別為紅、黃、綠燈。當(dāng)I0.1接通并保持時，Q0.1紅燈點亮，持續(xù)1s后第1個定時器延時時間到，M100.0線圈得電，斷開Q0.1并接通第2個定時器和Q0.1，黃燈亮2s的同時第2個定時器延時時間到，M100.1線圈得電，斷開Q0.2并接通第3個定時器和Q0.2，綠燈持續(xù)點亮3s后，第3個定時器延時時間到，M100.2線圈得電，其常閉觸點斷開，綠燈滅，同時復(fù)位所有定時器并重新開始計時，程序掃描的第1個周期結(jié)束，第2個周期開始。

程序中利用M100.2的常開觸點接通一個掃描周期，常閉觸點結(jié)束一個掃描周期后并重新開始計時，實現(xiàn)紅、黃、綠燈循環(huán)點亮。

參? 考? 文? 獻

[1]段禮才.西門子S7-1200 PLC編程及使用指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017：100-101.

[2]S7-1200過度手冊A5E02486860-AB[Z]，Siemens AG 2014：52.

[3]廖常初.S7-1200 PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017：67-68.