PLC程序中定時器和計數(shù)器的配合應用上課講義

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC程序中定時器和計數(shù)器的配合應用-PLC程序中定時器和計數(shù)器的配合應用實際應用中，定時器和計數(shù)器，常常有“強強聯(lián)合”形式的搭配性應用。一、定時器1、定時器是位/字復合元件，可以有三個屬性：1）有線圈/觸點元件，當滿足線圈的驅動（時間）條件時，觸點動作；2）具有時間控制條件，當線圈被驅動時，觸點并不是實時做出動作反應，而是當線圈被驅動時間達到預置時間后，觸點才做出動作；3）具有數(shù)值/數(shù)據(jù)處理功能，同時又是“字元件”。2、可以用兩種方法對定時時間進行設置：1）直接用數(shù)字指定。FX編程器用10進制數(shù)據(jù)指定

2、，如K50，對于100ms定時器來講，延時5秒動作。為5秒定時器。對LS編程器，可用10制數(shù)或16進制數(shù)設定，如50（或h32），對于100ms定時器來講，延時5秒動作；2）以數(shù)據(jù)寄存器D設定定時時間，即定時器的動作時間為D內的寄存數(shù)值。3、由定時器構成的時間控制程序電路：LS編程器中的定時器有多種類型，但FX編程器中的定時器只有“得電延時輸出”定時器一種，可以通過編寫相應程序電路來實現(xiàn)“另一類型”的定時功能。圖1程序電路中，利用M0和T1配合，實現(xiàn)了單穩(wěn)態(tài)輸出斷開延時定時器功能，X1接通后，Y0輸出；X1斷開后，Y0延時10秒才斷開；T2、T3、Y2電路則構成了雙延時定時器，X4接通時，Y2

3、延時2秒輸出；X4斷開時，Y2延時3秒斷開；Y3延時輸出的定時時間，是由T4定時器決定的，T4的定時時間是同D1數(shù)據(jù)寄存器間接指定的。當X2接通時，T4定時值被設定為10秒；當X3接通時，T4定時值則被設定為20秒。XO提供定時值的清零/復位操作。單個定時器的定時值由最大設定值所限定（0.13276.7s），換言之，其延時動作時間不能超過1小時。如欲延長定時時間，可以如常規(guī)繼電控制線路一樣，將多只定時器“級聯(lián)”，總定時值系多只定時器的定時值相加，以擴展定時時間。更好的辦法，是常將定時器與計數(shù)器配合應用，其定時時間，即變?yōu)槎〞r器的定時器與計數(shù)器的計數(shù)值相乘，更大大拓展了定時范圍，甚至可以以月或年

4、為單位進行定時控制。需要說明的是：各種品牌的PLC，一般都有“時鐘繼電器”屬于特殊輔助繼電器的類別，F(xiàn)X系列編程器有M8011-M8014的10ms、100ms、1s、1min時鐘繼電器四種，相當于“方便定時器”了。其線圈是被系統(tǒng)驅動的，我們只要根據(jù)控制要求，取其觸點信號應用就是了?？梢苑奖憔帉懩?、月、日、時、分、秒的設備運行時間累計、指示燈爍報警信號輸出等程序。圖1FX編程器定時器應用電路二、計數(shù)器1、計數(shù)器是位/字復合元件，可以有三個屬性：1）有線圈/觸點元件，當滿足線圈的驅動（計數(shù)）條件時，觸點動作；2）具有數(shù)值控制條件，當線圈被驅動時，觸點并不是實時做出動作反應，而是當計數(shù)輸入的當前值

5、與設定值相等時，觸點才做出動作。3）具有數(shù)值/數(shù)據(jù)處理功能，是“字元件”，也可作為數(shù)據(jù)寄存器使用。2、可以用兩種方法對計數(shù)值進行設置：1）直接用數(shù)字指定。FX編程器用10進制數(shù)據(jù)指定，如K50，當計數(shù)輸入到達50時，觸點動作，是計數(shù)值為50的計數(shù)器。對LS編程器，可用10制數(shù)或16進制數(shù)設定，如50（或h32），當計數(shù)輸入到達50時，觸點動作。2）以數(shù)據(jù)寄存器D設定計數(shù)值，又稱為計數(shù)值間接指定。3、計數(shù)器的應用程序電路（以FX編程器的計數(shù)器為例）計數(shù)器C1的設定值為間接指定。當計數(shù)器中設定值大于32767時，須采用32位數(shù)據(jù)傳送方式，占用D0、D1兩個數(shù)據(jù)寄存器D0一旦被占用，相鄰其后D1即被

6、“同時占用”，在其它程序電路中，不得再應用D0、D1！T4與C4二者配合，構成了長延時時間電路，T4在延時時間到后，自行切斷了輸入回路，可以看出T4的觸點接通時間只一個掃描周期。T4每動作一次，即為C4輸入一個計數(shù)信號。延時時間為二者設定值之積，Y在X3接通4000秒后，才產生接通輸出動作。M8002產生一個上電初始脈沖，在PLC上電時，將C4的計數(shù)值清零。圖2FX計數(shù)器應用程序電路示例三、定時器與計數(shù)器應用程序電路1、定時器與計數(shù)器應用程序電路之一供水壓力自動控制程序某生產單位的生產車間用水，用三臺水泵上水，使水網管線壓力維持在一定值內?；究刂瞥绦蛉缦拢?#水泵功率最大，為主泵，2#泵和3

7、#泵為輔助泵。三臺泵根據(jù)壓力接點表的輸入信號，實行自動運行與投切。壓力偏低時，1#泵投入運行，運行一段時間壓力仍低，2#輔助泵投入運行；運行一段時間，壓力仍低，啟動3#泵運行。當壓力到達上限時，停止3#泵運行，壓力還在上限，再切掉2#泵。三臺泵的切換方式為：最后啟動運行的，先對其實施停機控制。起動與停機的次序是相逆的。在生產中經常用到相似的控制流程，如引風機和鼓風機的控制流程是：先開引風機，再開鼓風機；停機次序是，先停鼓風機，再停引風機。起/停次序相逆。如將1#泵改為變頻器拖動，其轉速根據(jù)壓力儀表傳輸模擬信號自行調節(jié)，有了壓力的細調這一環(huán)節(jié)，則該裝置便成為簡單的自動恒壓供水裝置。圖3供水壓力自

8、動控制接線圖據(jù)此控制要求，編寫的控制程序電路如圖4。程序特點：利用（線圈）脈沖輸出指令和定時器的巧妙配合，根據(jù)輸入的壓力上限和壓力下限信號，完成對三臺水泵的自動投切控制。如果采用經驗編程法，用壓力下限信號控制三臺泵的順序起動。過程如下：壓力下限信號輸入，延時與檢測，啟動1#泵；延時與檢測，啟動2#泵；延時與檢測，啟動3#泵，程序電路中則需要三只定時器。本程序電路將三個延時檢測環(huán)節(jié)“提純”，泵與泵之間的起動間歇時間，都是由定時器T0來控制的。另外，需要啟動哪臺泵，是根據(jù)P40、P41、P42觸點相與的電路來判斷的，因而這種電路又可以稱為“水泵狀態(tài)檢測（采樣）”，運用了電路的邏輯判斷功能，保證了壓

9、力下限信號輸入時，依次啟動1、2、3#泵的固定次序。同樣，在壓力上限信號輸入時，依3、2、1#的次序來停止水泵的運行。下面看一下壓力下限信號輸入的啟動次序（為便于分析，將程序電路左側步號暫且作為程序行號）：壓力下限信號輸入時，（第14行）P0觸點閉合，經T0常閉觸點，接通T0定時器回路。T0經30秒延時，若在此時間內，壓力下限信號消失，1#泵又處于等待啟動狀態(tài)，若經30秒延時后，壓力下限信號仍舊輸入，則T0動作；（第0行）此時M1回路具備接通條件，M2、M3不具備接通條件，M1得電輸出；（第36行）P40得電并自保，1#泵起動運行。圖4供水壓力自動控制程序電路在M1得電的同時，T0也因輸入回路

10、開斷（T1常閉點動作），T0的當前計時值被清零，觸點復位，M1也隨即失電?？赡芸闯?，T0、M0的觸點，都只是接通了一個掃描周期。TO輸入回路串接的T0常閉觸點，實現(xiàn)了自清零/復位作用。電路由此又恢復為原始狀態(tài)，T0重新進行延時，第2#泵處于等待啟動狀態(tài)下。如果壓力下限信號繼續(xù)存在，則依序起動2#泵、3#泵。每一泵的起動，都經過了T0的延時處理。讀者可以自行分析，當壓力下限信號輸入時，則經延時處理，會依3#、2#、1#泵的停機次序進行自動停機控制。在程序電路中，將M1、M2，M3提取出來，作為啟動信號，將M11、M12、M13提取出來，作為停機信號。采用輔助繼電器，比起直接驅動P輸出端子，有更大

11、的靈活性。輔助繼電器的輸出觸點信號，除了用作驅動P輸出繼電器外，還可以用作其它用途，如泵的運行狀態(tài)，運行/停止指令等。這種將定時觸點和啟/停信號、及輸出控制“集中處理”的方法，使得電路思路清晰，層次分明，也廣為編程人員所應用。2、定時器與計數(shù)器應用程序電路之二兩泵交替補水和自動巡檢控制程序圖5兩泵交替補水和自動巡檢控制電路接線圖某生產單位有一消防壓力水罐，用兩臺補水泵，進行隨機性補水，以維持罐內的水壓，以備不時之需?？刂埔笕缦拢?）自動補水，壓力下限信號輸入時，補水泵運轉，壓力上限信號輸入時，補水泵停機；2）兩泵交替運行模式，以延長使用壽命。第一次壓力下限信號輸入，1#泵運行；第二次壓力下限

12、信號輸入時，則2#泵運行；3）可以自動巡檢運行。因為隨機性補水，水泵不是處于連續(xù)運行狀態(tài)下，數(shù)天或更久不運行時，容易因銹蝕造成堵轉等故障，故設定自動巡檢功能，巡檢周期為一個星期，每臺泵的自動巡檢運行時間為1分鐘；4）手動巡檢，操作手動巡檢按鈕時，即時巡檢開始，便于工作人員隨時對水泵的運行狀況進行檢查。根據(jù)這四條控制要求，編寫了如下的控制程序電路。見圖6。圖6兩泵輪流補水和自動巡檢控制程序程序的主要特點：1）采用了計數(shù)器C0（計數(shù)設定值2），對壓力下限信號的輸入次數(shù)進行計數(shù)，以計數(shù)次數(shù)進行邏輯判斷，控制兩臺補水泵交替運行。C0的常閉觸點串入1#泵的運行信號回路，常開觸點串入2#泵的運行信號回路。

13、當輸入計數(shù)值為1時，1#泵運行信號回路接通；輸入計數(shù)值為2時，C0觸點動作，2#泵運行信號回路接通，同時對C0實施復位使之開始重新計數(shù)。做到了根據(jù)壓力下限信號的輸入，使兩泵交替運行的目的；2）采用了計數(shù)器C1與定時器相配合，對巡檢周期進行設定?？梢运愠?，一個星期累計秒=604800，起出定時器的最大設定范圍。采用計數(shù)器與定時器配合，二者設定值的乘積，即巡檢周期=100ms60481000=604800秒=星期。3）巡檢運行中泵的運行的時間，為T1、T2的設定值所決定，兩泵各運行1分鐘。自動巡檢時間到達后，巡檢次序為1#泵運行1分鐘，停機；2#泵運行1分鐘，停機。C1、T0又開始從零計數(shù)，如此循

14、環(huán)往復。手動巡檢信號（P3）與C0（常開觸點）自動巡檢信號并聯(lián)在一起，接通P3，可以實現(xiàn)即時巡檢。4）控制程序實際上是存在邏輯漏洞的。其一：巡檢與上、下限壓力信號有“邏輯競爭”現(xiàn)象。當上限信號輸入時，應該停機時，自動（手動）巡檢信號的產生，有可能使補水泵繼續(xù)運行；其二：獨立的自動補水運行或獨立的巡檢運行，兩泵都是交替運行的，不會出現(xiàn)同時運行的局面。假定壓力下限信號輸入，2#泵是根據(jù)壓力下限信號運行，而1#泵則有可能會根據(jù)巡檢信號的控制，而投入運行，出現(xiàn)兩泵“同時運行”的現(xiàn)象。以上兩個方面，都是在控制中，不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象。詢問現(xiàn)場工作人員，有沒有發(fā)現(xiàn)運行缺陷，他們的回答是：自動補水和自動巡檢，運

15、行得都很好啊。手動巡檢也很好用啊。這是因為：補水泵不是處于連續(xù)運行中，這就使補水和巡檢的競爭程度大為降低，再者，兩泵的功率較小，都為2.2kW，同時運行也未看出有何異常；壓力到達上限時，自動巡檢信號產生，補它一分鐘的水，也不會有什么問題的。但此程序若運用于大功率電機或其它場合，其邏輯漏洞必然暴露無遺。解決這個問題，可采用“MC、MCR主觸點指令”或“CALL調用子程序指令”，指定補水或巡檢的“優(yōu)先權”，則二者就不會存在邏輯競爭了。計數(shù)器應用中需注意的一個問題：圖6兩泵輪流補水和自動巡檢控制程序中，計數(shù)器的輸入電路，采用了DM0的脈沖輸出觸點和T0接通一個掃描周期的觸點，來完成對計數(shù)信號的輸入，

16、那么對連續(xù)執(zhí)行型觸點信號，是不是也可以勝任對計數(shù)信號的輸入控制呢？答案是：若采用連續(xù)執(zhí)行型觸點，來控制計數(shù)信號的輸入，可能會造成計數(shù)誤差?？聪聢D7計數(shù)電路的輸入回路示例（以FX編程器為例）。程序電路中C0計數(shù)器的計數(shù)值有可能會形成較大的誤差。假定整個程序電路的掃描時間為2ms，而X0接通時間為100ms（若手動按鈕輸入計數(shù)，X0接觸時間有可能超過100ms或X0接通時間長短不一），則X0接通一次，C0計數(shù)中出現(xiàn)了50個計數(shù)輸入值在50個掃描周期內，進行了50次計數(shù)輸入！當X0的接通時間不好掌握時，X0每接通一次，出現(xiàn)的計數(shù)值會各不相等，造成計數(shù)無效！C1計數(shù)器中的計數(shù)值卻是準確的。當X1由OFF-ON變化時，產生一個上升沿脈沖輸入，C1計數(shù)一次。X1只對OFF-ON的瞬態(tài)信號輸入做出接通反應，對常態(tài)的OFF或ON信號置之不理，外部輸入信號每接通一次，X1只在第一個掃描周期內產生一個脈沖信號，此信號與外部信號輸入時間的長短無關。相類似的脈沖輸入/輸出信號和“只接通一個掃描周期的觸點”信號，均會起到同樣的作用，使C1的計數(shù)值變得準確。圖7計數(shù)電路的輸入回路示例而連續(xù)輸入觸點信號均可以通過LDP、LDF、PLS、PLF等“