定時器有幾種類型 分別實現(xiàn)什么功能

定時器是梯形邏輯編程的基本功能。在本文中，我們討論開啟和關(guān)閉延遲以及保持定時器，并定義正確使用它們所需的輸入和輸出。

定時器幾乎被用于工業(yè)領(lǐng)域的所有 PLC 程序。我個人使用它們的幾個示例應(yīng)用程序是用于電機心軸的加油系統(tǒng)、消息系統(tǒng)時間表、去抖動，還有很多其他應(yīng)用程序。定時器是任何程序員都必須了解的基本功能和關(guān)鍵組件。我們將從羅克韋爾自動化 Studio 5000和西門子博途角度介紹梯形邏輯定時器。最后，我還將簡要描述對其他 PLC 平臺的使用，不同平臺可能看起來有些不同。

在我們繼續(xù)之前，讓我快速定義一些可能并非所有讀者都知道的術(shù)語。

1. 布爾值（也稱為 BOOL）- 數(shù)據(jù)類型的名稱，可以為真或假、1 或 0、關(guān)閉或打開。一個 BOOL 只有兩種狀態(tài)。
2. 雙整數(shù)（也稱為 DINT 或雙字）- 一種數(shù)據(jù)類型的名稱，它使用 32 個單獨的 BOOL 來創(chuàng)建人們可以輕松理解和使用的非常大的十進制數(shù)。DINT 讓我們計數(shù)，對于定時器來說絕對是至關(guān)重要的。
3. True - 這是表示邏輯電路完整的語句。它就像一個已關(guān)閉的開關(guān)，為設(shè)備供電。
4. false - 這是表示邏輯電路不完整的語句。想象一下關(guān)掉一個電燈開關(guān)。你把它關(guān)掉，電路就“假”了。

在下面的文本中，“true”和“false”以及標簽名稱將用大寫的拼寫列出，方便大家清晰閱讀。

定時器有幾種類型

我們將使用 Rockwell 的 Studio 5000 Logix Designer 開始討論定時器。Studio 5000 使用三種不同類型的定時器：延時延時定時器 (TON)、延時延時定時器 (TOF) 和延時延時定時器 (RTO)。所有這三個指令都使用在 Studio 5000 程序中簡稱為 TIMER 的通用數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)。

如下圖 1所示，TIMER 數(shù)據(jù)類型由五個單獨的標簽組成：

啟用 BOOL (EN)

定時器計時 BOOL (TT)

完成 BOOL (DN)

預(yù)設(shè) DINT (PRE)

累積 DINT (ACC)

圖 1.?“TIMER”數(shù)據(jù)類型中包含的標簽。所有圖片均由作者提供。

只要定時器指令處于活動狀態(tài)，啟用位就為真，無論經(jīng)過了多長時間。當定時器主動執(zhí)行定時操作時，定時器定時位為真。當定時器計數(shù)達到其預(yù)設(shè)值時，Done 位變?yōu)?TRUE。預(yù)設(shè)是一個輸入，允許用戶“設(shè)置定時器”在完成之前持續(xù)多長時間。最后，累積數(shù)字向用戶顯示其當前計數(shù)的高低。

另一個需要注意的重要功能是所謂的時基。時基是指作為定時器計數(shù)的單位。在 Studio 5000 中，我們總是以毫秒為單位。沒有其他選擇。其他程序可能允許您更改時基。在 Productivity Suite（通過 Automation Direct）中，您可以選擇毫秒、秒、分鐘或小時。在 RSLogix500 中，您可以選擇 100ths、10ths 或 1 秒時基。

我們將討論的每條指令都以不同的方式使用這些位中的每一個來創(chuàng)建可以在程序中使用的不同結(jié)果。

延時定時器 (TON)的功能

TON 指令可能是您看到最多的指令。它的功能非常簡單。當為該定時器供電的梯級為 True 時，它開始以毫秒為間隔計數(shù)。

圖 2.?TON 指令示例

在圖 2的邏輯中，可以看到 TON 指令。因為我在它前面使用了常閉（也稱為檢查是否打開或 XIO）指令，所以只要定時器未完成，定時器就會開始計數(shù)。當它一直計數(shù)到 5 秒時，定時器啟用完成位。在程序的下一次掃描中，由于定時器在定時器未完成時被激活，PLC 將立即關(guān)閉定時器，將其復(fù)位，并觸發(fā) Arbor1Oiler 系統(tǒng)一個短暫的脈沖。在下一次掃描中，Done 位將被關(guān)閉，定時器開始再次計數(shù)到 5000。在其他邏輯中，定時器可以由溫度傳感器或按鈕開啟。觸發(fā)和復(fù)位取決于您的程序需要如何運行。

TON 指令在梯級為真時開始計數(shù)，在達到預(yù)設(shè)時觸發(fā)完成位，并在梯級變?yōu)榧贂r將計數(shù)重置為零。

定時器關(guān)閉延遲 (TOF)的功能

Timer-Off-Delay 指令不像 On-Delay 那樣常見，但適用于機器關(guān)閉后負載必須保持短時間運行的許多特殊情況。令人驚訝且經(jīng)常令人困惑的是，一旦梯級變?yōu)?True，此定時器的 Done 位就會變?yōu)?True，并且它會保持 Done 位，直到定時器完成計數(shù)。定時器在其梯級變?yōu)?False 時開始計數(shù)。

當您需要在事件發(fā)生后保持某些東西運行一段時間時，這尤其有用。例如，如果電機關(guān)閉，但您需要在其關(guān)閉后保持其冷卻系統(tǒng)開啟 4 秒鐘。

圖 3.?TOF 指令示例。

在圖 3的邏輯中，可以看到 TOF 指令。當 MotorRunning 變?yōu)?True 時，Done 位啟用并打開 CoolingSystem。當 MotorRunning 變?yōu)?False 時，Done 位保持 True，直到冷卻系統(tǒng)運行再經(jīng)過 4000 毫秒。這就是 Done 位丟失并且 CoolingSystem 關(guān)閉的時候。

回顧一下，當梯級為真時，TOF 指令將其 Done 位設(shè)置為 True，并在梯級為 False 時開始向上計數(shù)。只有在梯級在預(yù)設(shè)的持續(xù)時間內(nèi)變?yōu)?False 后，它才會丟棄 Done 位。此定時器在達到預(yù)設(shè)值后自動重置。

保持定時器延遲 (RTO)的功能

Retentive Timer-On-Delay 與 Studio 5000 中其他兩個定時器的風格不同。當梯級為 True 時 RTO 計數(shù)，但當梯級變?yōu)?False 時它不會重置。它保留它積累的任何計數(shù)。如果機器需要每運行 100 小時進行一次維修，則可以直觀地看到可以在哪里使用它。您希望定時器在運行時累積值，在不運行時停止累積，但保留計數(shù)以便在達到服務(wù)間隔時顯示通知。

圖 4.保持定時器指令。

在圖 4的邏輯中，RTO 的布局與前兩個示例中的一樣。當電機運行時，梯級為真，我們正在計數(shù)。當電機停止運行時，在等待下一次梯級變?yōu)?True 時保持計數(shù)。當計數(shù)達到預(yù)設(shè)值時，完成位變?yōu)檎妗?/p>

RTO 指令在其梯級變?yōu)?True 時開始計數(shù)。當梯級變?yōu)?False 時，它不會重置計數(shù)。當累計計數(shù)達到預(yù)設(shè)值時，它會觸發(fā) Done 位。

復(fù)位 (RES) 指令

我們對 RTO 樣式定時器的討論要求我們需要解決一條指令，該指令可在 Studio 5000 中的多個位置和容量中使用。Reset 指令可用于重置任何樣式定時器的計數(shù)，無論它位于何處它的計數(shù)周期。當觸發(fā)復(fù)位時，它會將相關(guān)定時器的計數(shù)復(fù)位為零。要將重置與您想要的定時器相關(guān)聯(lián)，只需將定時器的標簽名稱放入指令的標簽中即可。

在這行邏輯中，您可以看到我已經(jīng)設(shè)置了一個重置，當用戶點擊一個按鈕告訴 PLC 上面的 RTO 示例服務(wù)已完成時觸發(fā)。

圖 5.定時器復(fù)位指令。

復(fù)位指令將使用任何定時器并將其累積值設(shè)置回零。它也可用于將計數(shù)器的值重置為零，但最好留給不同的文章范圍。

跨其他平臺的定時器

盡管定時器很簡單，但值得注意的是，與其他平臺相比，Studio 5000 中定時器的外觀可能存在很大差異。在下圖中，您可以從 Siemens PLC 系統(tǒng)中看到 TIA Portal 中使用的定時器結(jié)構(gòu)。我們有一個梯級進入指令（IN）的輸入，就像啟用位一樣，一個預(yù)設(shè)時間（PT），一個等同于 ACC 的經(jīng)過時間（ET），最后是一個代表輸出的 Q。Q 可與 Studio 5000 的完成位相媲美。

在該指令中，Timer Timing (TT) 不存在，但可以由 IN 為真，Q 為假的簡單系列構(gòu)成。

圖 6.來自西門子 STEP 7 TIA Portal 軟件的 TON。

另一個例子是Automation Direct 的 Productivity Suite，其主定時器如下圖所示。

Productivity 將許多功能結(jié)合到他們的單個 Timer 指令中。它本質(zhì)上是一個與 RTO 類似的保持性定時器，但您可以選擇自動重置以及在當前時間小于、等于或大于菜單中的預(yù)設(shè)時進行監(jiān)控。它還有 3 個梯級輸入，一個向上計數(shù)，另一個向下計數(shù)，另一個復(fù)位。Automation Direct 使用許多指令來執(zhí)行此操作，將功能組合在一起，因此一條指令可以執(zhí)行無數(shù)任務(wù)。

圖 7.?Automation Direct 生產(chǎn)力套件中的定時器。

Automation Direct 也有一個簡單的定時器，其工作方式類似于 TON 或?TOF 指令。就像其他人一樣，您必須設(shè)置預(yù)設(shè)。這兩個定時器都是時基的示例，可以根據(jù)您的需要進行更改，請注意在上圖中以“秒”為單位列出的時基（以秒為單位）。

概括

工業(yè)界有很多有趣的定時器版本和用途——從定時器繼電器到 PLC 定時器，再到集成電路定時器。我希望這對跨各種軟件平臺和應(yīng)用程序使用定時器有所啟發(fā)。

2022年以來，中國工業(yè)自動化控制行業(yè)受到各級政府的高度重視和國家產(chǎn)業(yè)政策的重點支持。國家陸續(xù)出臺了多項政策，鼓勵工業(yè)自動化控制行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新，這必將加大對自動化人才的需求及對技術(shù)固化人員的淘汰但你真的能適應(yīng)人才的需求嗎；