1.6 PLC中的定时器

PLC内部的定时器与电气控制线路中的时间继电器十分相似，其主要作用也是用来完成各种各样的时间控制。

1.6.1 PLC中定时器的类型

PLC中定时器主要有通用定时器与积累型定时器两大类。当定时器被启动工作以后，就可以对可编程控制器内部的1ms、10ms、100ms等时钟脉冲进行累加计数，一旦累加的数值达到预先设定的数值后，定时器的触点就会动作。

1.定时器的设定值

定时器的设定值，既可以采用十进制常数（K）进行设定，也可以采用数据寄存器（D）的内容进行间接指定。表1-3中列出了三菱FX2N系列变频器使用的定时器的类型情况。

表1-3 三菱FX2N系列变频器使用的定时器的类型情况

2.通用定时器与积累型定时器的主要区别

通用定时器与积累型定时器的主要区别是：通用定时器断开以后，它的数值立即恢复为0；而积累型定时器在断开以后，其数值保持不变，再次通电时，会在原来的基础上继续进行。

1.6.2 PLC中定时器常用的典型应用程序

在可编程控制器中，定时器使用的应用程序较多，较常用的典型程序如下所述。

1.延时断开程序

（1）延时断开程序的特点

所谓延时断开，就是当开关断开时，需要延时一段时间后，输出信号才会断开。可编程控制器中的定时器只有通电延时的触点，没有断电延时工作的触点，如需要实现延时断开功能，则只有通过改变梯形图的程序，以此来实现延时断开功能，用来实现延时断开的梯形图程序如图1-12（a）所示。

（2）延时断开程序的原理

在图1-12（a）梯形图中，当X000断开时，在T1的计时时间还没有达到，由于Y002自锁触点闭合的作用，Y002端仍然会有信号输出。

如果T1线圈的供电通路接通，当T1的计时时间达到5s时，其闭合的触点T1就会自动断开，Y002端输出的信号就会中断无输出。

由此可见，图1-12（a）梯形图实现的就是一种延时5s后断开输出信号功能的程序，该程序的工作情况时序图如图1-12（b）所示。

2.延时接通程序

（1）延时接通程序的特点

所谓延时接通，就是当开关接通时，需要延时一段时间后，才会有信号输出。采用可编程控制器中的定时器来实现延时接通功能，梯形图程序如图1-13（a）所示。

（2）延时接通程序的原理

在图1-13（a）梯形图中，当X000接通时，T0线圈得电进入计时状态，此时由于T0常开触点没有闭合，Y000失电，故无信号输出。

当X000接通5s（50×0.1s）时，由于T0常开触点闭合的作用，Y000端就会有信号输出。

由此可见，图1-13（a）梯形图实现的就是一种用来使输出信号比输入延时5s后接通的功能程序，该程序的工作情况时序图如图1-13（b）所示。当需要改变延时时间时，则只要修改定时器T0的定时时间常数值即可。

3.既可以延时接通又可以延时断开控制程序

既可以实现延时接通，又可以实现延时断开的梯形图控制程序与时序图如图1-14所示。

4.振荡输出控制程序

（1）振荡输出控制程序的特点

所谓振荡输出，就是所给的控制程序可以控制输出一个具有一定周期与占空比的振荡信号。采用可编程控制器中的定时器来实现振荡输出控制功能的梯形图程序如图1-15（a）所示。

（2）振荡输出控制程序的原理

在图1-15（a）梯形图中，当X000开始接通时，在T1线圈得电进入计时状态，但此时由于T1的常开触点仍然处于断开状态，故Y000没有信号输出。

一旦T1的计时时间达到t1时刻时，T1常开触点接通后，Y000就会有信号输出，同时T2开始计时。

当T2计时的时间达到t2时刻时，T1常闭触点断开后，T1计时时间恢复到0，T1的常开触点断开，Y000的输出也断开，输出一个周期信号，同时T2计时时间恢复至0，T2常闭触点恢复闭合，T1又重新开始计时，进入下一个周期。

上述过程周而复始，就会有振荡信号产生并输出，其工作情况的时序图如图1-15（b）所示。

（3）振荡周期

图1-15（a）梯形图程序可以实现振荡器的振荡周期T为：

T=t1＋t2

振荡器的振荡周期占空比TZH为：

TZH=t2（t1＋t2）

调整t1、t2的值，可以调整振荡器的振荡周期与占空比，通常应根据实际要求进行相应的调整。

5.限时控制程序

所谓限时控制程序，就是用所给的控制程序将负载的工作时间限制在一定的范围内，通常有最多限时控制与最少限时控制两大类。

（1）最多限时控制程序的特点

采用可编程控制器中的定时器来实现最多限时控制程序功能的梯形图程序如图1-16（a）所示。

（2）最多限时控制程序的原理

在图1-16（a）梯形图中，当X000开始接通时，在T0线圈得电进入计时状态，Y000有信号输出，负载开始工作。

一旦T0的计时时间达到时，T0的常闭触点断开后，Y000输出的信号就会断开，使负载停止工作，同时T2开始计时。

由此可见，图1-16（a）梯形图实现的就是一种通过T0的定时时间来限制负载连续工作的最长工作时间为10s后停止工作，该程序的工作情况时序图如图1-16（b）所示。

（3）最少限时控制程序的特点

采用可编程控制器中的定时器来实现最少限时控制程序功能的梯形图如图1-17（a）所示，其作用是保证负载连续工作的时间最少。

（4）最少限时控制程序的原理

在图1-17（a）梯形图中，当X000开始接通时，Y002端就会有信号输出，Y002触点闭合后，T1线圈得电进入计时状态，负载开始工作。此时，即使X000断开，只要T1的定时时间没有到，Y002处于自锁状态，就会保持Y002端继续有信号输出，使负载继续保持工作状态。

一旦T1的计时时间达到时，T1的常闭触点断开后，Y002输出的信号就会断开，使负载停止工作。

由此可见，图1-17（a）梯形图实现的就是一种通过T1的定时时间来限制负载连续工作的最短工作时间为3s后停止工作。该程序的工作情况时序图如图1-17（b）所示。

6.顺序延时控制程序

（1）顺序延时控制程序的特点

所谓顺序延时控制程序，就是在多个输出的控制时，多个输出间隔一定的时间后依次开始工作。采用可编程控制器中的定时器来实现顺序延时控制程序功能的梯形图如图1-18（a）所示。

（2）顺序延时控制程序的原理

在图1-18（a）梯形图中，当X000开始接通时，T0、T1、T2线圈同时得电进入计时状态，假设T0的定时时间为4s，T1的定时时间为8s，T2的定时时间为12s。这样：

·当X000接通4s以后，其常开触点接通，使Y000端有信号输出。

·当X000接通8s以后，其常开触点接通，使Y001端有信号输出。

·当X000接通12s以后，其常开触点接通，使Y002端有信号输出。

由此可见，图1-18（a）梯形图是一种可以实现各路负载延时4s后顺序接通功能的程序梯形图。该程序的工作情况时序图如图1-18（b）所示。也就是说，Y000在X000接通4s后才接通，而Y001是在Y000接通4s后才接通，Y002在Y001接通4s后才接通，由此就实现了Y000、Y001、Y002顺序延时接通的目的。

7.长延时控制程序

（1）长延时控制程序的特点

所谓长延时控制程序，主要是定时器的设定值有一定的限制，也就是说，单一定时器的定时时间往往不能满足要求，当需要延时的时间超过一个定时器的最大延时时间时，采用多个定时器来实现长延时的时间功能。采用PLC中的定时器来实现长延时控制程序功能的梯形图程序如图1-19（a）所示。

（2）长延时控制程序的原理

在图1-19（a）梯形图中，当X020开始接通时，T0线圈同时得电进入计时状态，当T0的定时时间t0到达时，T0的常开触点接通后，T1进入计时状态，一旦T1的计时时间t1到达时，T1的常开触点闭合，Y001端才会有信号输出。

由此可见，图1-19（a）梯形图中Y001比X020延时接通的时间T为T0与T1定时时间的总和，即：

T=t0＋t1=10+10=20s

图1-19（a）梯形图中程序的工作情况时序图可以采用图1-19（b）所示的波形图来表示。

8.顺序循环执行控制程序

（1）顺序循环执行控制程序的特点

所谓顺序循环执行控制程序，就是使多个输出端的输出信号，按一定的先后顺序轮流进行工作。采用PLC中的定时器来实现顺序循环执行控制程序功能的梯形图程序如图1-20（a）所示。

（2）顺序循环执行控制程序的原理

在图1-20（a）梯形图中，当X000开始接通时，定时器T0、T1、T2线圈同时得电进入计时状态，假设T0的定时时间为4s，T1的定时时间为8s，T2的定时时间为12s，故此时定时器的触点均没有动作，常闭触点仍然处于接通状态，而常开触点处于断开状态，Y000端有信号输出。

·当X000接通4s时，定时器T0的常闭触点断开，常开触点接通后，T0输出信号消失。但Y001端开始输出信号，使Y001输出负载工作。

·当X000接通8s时，定时器T1的常闭触点断开，常开触点接通后，T1输出信号消失。但Y002端开始输出信号，使Y002输出的负载工作。

·当X000接通12s时，定时器T2的常闭触点断开，使Y002端停止输出信号，所有定时器计时时间均恢复为0，定时器的所有常闭触点又接通，常开触点断开，又进入了下一个工作循环。

由此可见，图1-20（a）梯形图中Y000在X000接通后输出信号4s后，Y000停止输出，而Y001接着输出信号4s后停止输出，Y002接着输出信号4s后停止输出，然后Y000再接着输出信号4s后停止输出……

上述过程周而复始不断循环，因此就实现了Y000、Y001、Y002顺序循环执行控制程序的功能，其工作情况时序图可以采用图1-20（b）所示的波形图来表示。