3.2 定时器指令
本节将介绍PLC定时器的类型和使用方法
学习目标
- 掌握定时器的工作原理
- 了解不同类型定时器的区别
- 能够正确使用定时器编程
1. 定时器基本概念
1.1 什么是定时器
定时器是PLC中用于实现延时控制的软元件。它通过累计时间来控制程序的执行时机。
定时器工作原理：
启动信号
│
▼
┌───────────────┐
│ 定时器 │
│ ┌───────┐ │
│ │ 当前值 │ │──→ 定时器线圈
│ │ CV │ │ （达到设定值时接通）
│ └───────┘ │
│ ↑ │
│ 每个周期+1 │
│ ↑ │
│ ┌───────┐ │
│ │ 设定值 │ │
│ │ PT │ │
│ └───────┘ │
└───────────────┘1.2 定时器组成要素
| 要素 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| 定时器编号 | 定时器的标识 | T0, T1, T37 |
| 设定值(PT) | 预设的定时时间 | 100（=10秒@100ms） |
| 当前值(CV) | 已经计时的时间 | 0~设定值 |
| 定时器线圈 | 计时到达时接通 | T0线圈 |
| 定时器触点 | 线圈的常开/常闭触点 | T0触点 |
| 时基 | 时间单位 | 1ms, 10ms, 100ms |
2. 定时器类型
2.1 定时器分类
PLC定时器类型：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ 定时器 │
├────────────┬────────────┬────────────┬──────────────┤
│ TON │ TOF │ TP │ TONR │
│ 接通延时 │ 断开延时 │ 脉冲型 │ 保持型 │
├────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┤
│ 输入ON后 │ 输入OFF后 │ 输入ON时 │ 可累计 │
│ 延时接通 │ 延时断开 │ 输出脉冲 │ 断电保持 │
└────────────┴────────────┴────────────┴──────────────┘2.2 各品牌定时器对照
| 功能 | 西门子(S7) | 三菱(FX) | 欧姆龙 |
|---|---|---|---|
| 接通延时 | TON | OUT T | TIM |
| 断开延时 | TOF | - | - |
| 脉冲型 | TP | - | - |
| 保持型 | TONR | ST | TMHH |
3. 接通延时定时器（TON）
3.1 工作原理
TON：输入信号接通后开始计时，计时到达设定值后输出接通。
TON时序图：
输入(IN)： ____┌────────────────────┐____
│ │
│←──── PT ────→│
计时(CV)： ____/¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯\____│____
│
输出(Q)： ________________┌────────┘____
│
↑
计时到达后接通
特点：
· 输入ON后开始计时
· 达到设定值后输出接通
· 输入OFF后，计时值清零，输出断开3.2 通用梯形图表示
【梯形图】
┌──────────┐
输入 ──────┤ TON ├──── 输出
│ │
PT ──┤ 设定时间 │
│ │
ET ──┤ 当前时间 │
└──────────┘
【说明】
· 输入(IN)：启动输入
· PT：设定时间（预设延时）
· 输出(Q)：定时器输出
· ET：已计时时间（当前值）
【简化表示】
启动信号 设定值
───┤├───────[TON T0, 5秒]───
T0
───┤├───────( 输出 )───3.3 TON应用实例
应用：延时启动（按下按钮5秒后电机启动）
Network 1: 定时器
启动按钮
───┤├───────[TON T0, 5秒]───
Network 2: 输出
T0
───┤├───────( 电机 )───
说明：按下启动按钮5秒后，电机启动4. 断开延时定时器（TOF）
4.1 工作原理
TOF：输入信号断开后开始计时，计时到达设定值后输出断开。
TOF时序图：
输入(IN)： ____┌────────────────┐____________
│ │
输出(Q)： ____┌────────────────┴───────┐____
│ │
│ ←── PT ──→│
计时(CV)： ____│________________/¯¯¯¯¯¯¯\____
│
↑
计时到达后断开
特点：
· 输入ON时，输出立即接通
· 输入OFF后开始计时
· 计时到达后输出断开
· 常用于延时关闭设备4.2 TOF梯形图表示
【梯形图】
┌──────────┐
输入 ──────┤ TOF ├──── 输出
│ │
PT ──┤ 设定时间 │
│ │
ET ──┤ 当前时间 │
└──────────┘4.3 TOF应用实例
应用：延时关灯（人离开后10秒自动关灯）
人体感应器
───┤├───────[TOF T0, 10秒]───
T0
───┤├───────( 灯 )───
工作流程：
1. 检测到人 → 感应器=1 → 灯立即亮
2. 人离开 → 感应器=0 → 开始计时
3. 10秒后 → 灯灭
4. 如果人回来 → 感应器=1 → 重新开始5. 脉冲定时器（TP）
5.1 工作原理
TP：输入信号触发后，输出固定宽度的脉冲。
TP时序图：
输入(IN)： ____┌─┐___________┌─┐_______
│ │ │ │
│ │ │ │
输出(Q)： ____┌───────┐_____┌───────┐__
│ │ │ │
│← PT →│ │← PT →│
计时(CV)： ____/¯¯¯¯¯¯¯\_____/¯¯¯¯¯¯¯\__
特点：
· 输入上升沿触发
· 输出固定宽度脉冲（=PT）
· 计时期间输入变化不影响输出
· 常用于产生固定脉冲信号5.2 TP梯形图表示
【梯形图】
┌──────────┐
输入 ──────┤ TP ├──── 输出
│ │
PT ──┤ 脉冲宽度 │
│ │
ET ──┤ 当前时间 │
└──────────┘
【应用场景】
· 单次按钮产生固定长度脉冲
· 触发信号整形
· 延时脉冲产生6. 保持型定时器（TONR）
6.1 工作原理
TONR：计时值可累计，输入断开后不清零。
TONR时序图：
输入(IN)： ____┌────┐___┌────┐___┌────┐___
│ │ │ │ │ │
计时(CV)： ____/¯¯¯¯│___/¯¯¯¯│___/¯¯¯¯\__
↓ ↓ │
保持 继续累计 │
│
输出(Q)： __________________________┌───
│
累计达到PT
特点：
· 输入ON时计时，OFF时保持
· 可分多次累计计时
· 需要复位指令清零
· 用于累计运行时间等场合6.2 TONR梯形图表示
【梯形图】
┌──────────┐
输入 ──────┤ TONR ├──── 输出
│ │
PT ──┤ 设定时间 │
│ │
ET ──┤ 累计时间 │
│ │
复位 ──────┤ R │
└──────────┘
【应用】累计设备运行时间、间歇工作的总时间统计7. 定时器应用实例
7.1 闪烁电路
需求：指示灯以1秒间隔闪烁
使用两个定时器实现：
Network 1：T0计时（灭的时间）
M0 T1
───┤/├─────────┤/├─────[TON T0, 1秒]───
Network 2：T1计时（亮的时间）
T0
───┤├─────────────────[TON T1, 1秒]───
Network 3：输出控制
T0
───┤├─────────────────( M0 )───
Network 4：指示灯
M0
───┤├─────────────────( 指示灯 )───
时序：T0计时1秒→灯亮→T1计时1秒→灯灭→循环7.2 顺序延时启动
需求：电机M1启动5秒后M2启动，再5秒后M3启动
Network 1: M1启动（自锁）
启动按钮
───┤├────┬──────────────( M1 )───
│
M1 │
───┤├────┘
Network 2: T0定时（M1启动后计时）
M1
───┤├───────[TON T0, 5秒]───
Network 3: M2启动（自锁）
T0
───┤├────┬──────────────( M2 )───
│
M2 │
───┤├────┘
Network 4: T1定时（M2启动后计时）
M2
───┤├───────[TON T1, 5秒]───
Network 5: M3启动（自锁）
T1
───┤├────┬──────────────( M3 )───
│
M3 │
───┤├────┘7.3 星-三角启动
需求：
· 启动时先星形接法，5秒后切换到三角形
· 主接触器、星形接触器、三角形接触器
Network 1: 启动/停止（自锁）
启动 停止
───┤├────┬───┤/├────────( 运行标志 )───
│
运行标志
───┤├────┘
Network 2: 星形定时
运行标志
───┤├───────[TON T0, 5秒]───
Network 3: 主接触器
运行标志
───┤├───────────────────( 主接触器 )───
Network 4: 星形接触器（5秒内）
运行标志 T0
───┤├─────────┤/├───────( 星形接触器 )───
Network 5: 三角形接触器（5秒后）
T0
───┤├───────────────────( 三角形接触器 )───7.4 长延时实现
需求：延时1小时（超出单个定时器范围）
方法：定时器+计数器组合
启动信号 T1
───┤├─────────┤/├─────[TON T0, 60秒]───
T0
───┤P├─────────────────[CTU C0, 60]───
C0
───┤├─────────────────( 输出 )───
计算：60秒 × 60次 = 3600秒 = 1小时8. 定时器使用注意事项
8.1 常见错误
错误1：定时器编号重复使用
Network 1: 启动1 ──┤├──[TON T0, 5秒]
Network 5: 启动2 ──┤├──[TON T0, 3秒] ← 重复！
正确做法：每个定时器只用一次
错误2：不考虑定时器类型
需要断电保持的计时 → 应使用TONR/累计型
误用普通定时器 → 断电后计时丢失
错误3：忽视定时器复位
累计型定时器使用后忘记复位
下次使用时从上次值继续，导致逻辑错误8.2 最佳实践
定时器使用建议：
┌────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 合理规划定时器编号 │
│ · 按功能分组分配 │
│ · 建立定时器分配表 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│ 2. 使用符号名称 │
│ · Timer_MotorDelay 比 T0 更清晰 │
│ · 便于程序维护 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│ 3. 注意时基选择 │
│ · 根据精度要求选择时基 │
│ · 高精度场合用1ms/10ms定时器 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│ 4. 考虑累计功能 │
│ · 需要断电保持时选累计型 │
│ · 记得在适当时机复位 │
└────────────────────────────────────────────────────┘本节小结
定时器指令要点：
┌────────────────────────────────────────────────────┐
│ TON（接通延时） │
│ · 输入ON后开始计时 │
│ · 达到设定值后输出ON │
│ · 最常用的定时器类型 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│ TOF（断开延时） │
│ · 输入ON时输出立即ON │
│ · 输入OFF后延时断开 │
│ · 用于延时关闭设备 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│ TP（脉冲型） │
│ · 触发后输出固定宽度脉冲 │
│ · 用于产生定时脉冲 │
├────────────────────────────────────────────────────┤
│ TONR（保持型） │
│ · 计时值可累计 │
│ · 需要复位指令清零 │
│ · 用于累计运行时间 │
└────────────────────────────────────────────────────┘练习题
- 说明TON、TOF、TP三种定时器的区别。
- 设计一个5.5秒延时的梯形图程序。
- 设计一个闪烁电路，亮2秒灭1秒循环。
- 如何实现超过定时器最大范围的长延时？