利用PLC定时器和计数器，实现长时间计时的方法

在很多工程应用中，根据控制功能要求，需要对系统进行24小时监控，在经过某一特定时间或遇到紧急情况后给出提醒或预警。为了减少人为因素造成的影响，我们希望系统能自动进行。PLC中的定时器便具有这个功能。

但是，定时器的计数值在PLC的内部使用二进制，一个16位二进制字除去一个符号位后，能表示的最大整数是32767，它将对应定时器的最大定时时间。以100ms定时器为例，32767对应最大定时时间为32767×0.1=3276.7（s），时间不足1小时。这使得在使用单个定时器编制长时间计时程序受到很大制约。

由于定时器的计时时间有限，利用单个定时器达不到长时间计时的目的，要解决问题需要利用软件编程来实现长时间计时。下面以S7-200 PLC为例，通过案例来探讨利用定时器和计数器扩展的方式进行长时间计时，供使用者参考。

1 定时器、计数器的应用

1.1 定时器基本应用

S7-200 PLC有三种类型的定时器，接通延时定时器（TON）、断开延时定时器（TOF）、记忆接通延时定时器（TONR）。以常用的延时接通定时器（TON）为例讨论定时器的基本应用。

图1 定时器基本应用

工作原理：当输入端闭合，即I0.0为“ON”时，定时器T37接通并开始计时，10秒后，定时器T37常开触点接通并保持，输出继电器Q0.0输出。I0.0断开，定时器复位，Q0.0断开。

1.2 计数器基本应用

S7-200 PLC有三种类型的计数器，增计数器（CTU）、减计数器（CTD）、增/减计数器（CTUD）[2]。以常用的增计数器（CTU）为例讨论计数器的基本应用。

图2 计数器的基本应用

工作原理：首先，使I0.1输入端通、断一次，计数器C0复位，即当前值回“0”。然后，每通、断一次I0.0，计数器C0记录1个数，即C0当前值加1，当C0当前值达到10后，计数器C0常开触点接通并保持，输出继电器Q0.0输出，直到I0.1再次闭合，计数器复位，Q0.0断开。

1.3 定时器级联扩展延时

对于分辨率为100ms的延时接通定时器（TON）来讲，其设定值最大为32767，延时时间最长为3276.7秒。当超过该时间，单个定时器则无法完成计时功能。这种情况下，可以利用定时器级联的方式实现延时时间的扩展。

案例1：利用两个定时器级联实现延时1小时

图3 定时器延时1小时

总的延时时间T=T37+T38=1800秒+1800秒=3600秒=1小时。这是单个定时器无法完成的定时时间。

还可以用同样的方法实现三个、四个定时器级联延时。这种扩展方法的计时时间是各个定时器计时时间的总和。

1.4 利用计数器延时

案例2：利用两个计数器实现延时10小时

图4 计数器延时10小时

总的延时时间为：1秒×（6000×6）=36000秒÷3600秒=10小时。

这种扩展延时方法的关键是：（1）在网络1中，首先，利用特殊功能寄存器SM0.5（周期为1秒,占空比为1:1），作为计数器C0的计数输入脉冲，在计数的同时实现计时；第二，将C0的输出作为自身的复位，实现记录6000个脉冲后重新开始。（2）在网络2中，将C0的输出作为C1的输入，实现每记录6000个脉冲触发C1计数1次。

3 案例分析

3.1控制要求

某住宅小区需要24小时昼夜定时报警，早上6：30，电铃每秒响一次，6次后自动停止；9：00-17：00，启动住宅报警系统；晚上18：00打开小区内照明系统；晚上22：00关闭小区内照明系统。

3.2 I/0口分配

表1 I/O 分配表

3.3 接线图

图5 接线图

3.4 梯形图程序

程序说明：

（1） 网络1、网络2 中，I0.0为系统启动开关；I0.1 为快速调整开关； I0.2为系统实验用开关；SM0.1用于上电时系统复位；C0 、C1两个计数器级联，C0形成900秒的计时周期，C1记录96个900秒，共计900×96=86400秒，即24个小时；

（2）网络3用于实现早晨6:30启动电铃，电铃每隔1秒响1次，6次后停止；

（3）网络4用于实现晚上18:00开启小区内照明系统；网络4用于实现晚上22:00关闭小区内照明系统；

（4）网络5用于实现9:00到17:00开启小区内报警系统；

（5）网络7、网络8，形成0.1秒钟震荡信号，用于快速调整系统使用。

图6 梯形图程序

4 结束语

定时器指令和计数器指令是PLC编程的重要指令，掌握好它们的使用方法，使设计格式规范化，可以优化设计程序，对编程水平的提高有十分重要的意义，利用编程实现长时的方法还有很多，案例也不胜枚举，同时，灵活利用定时器和计数器组合进行长时间计时，PLC的编程功能，既可减少硬件设备资源，降低生产成本，又使系统运行灵活可靠。

本文编自《电气技术》，标题为“关于利用PLC定时器和计数器进行长计时功能的探讨”，作者为侯肖霞。

PLC工程师一步一步教你顺倒计时百天程序设计

前言

编写时间程序时，大家都知道时间增减规律，利用1天=24小时、1小时=60分、1分=60秒这个规律编辑程序，使用数据寄存器D，通过触摸屏监视运行时间，本次程序并不是唯一顺倒计时程序，有朋友也使用定时器与计数器完成，也有使用四则运算完成，能达到要求均可。利用加一减一指令是为了方便监控，且减少程序步骤，希望能对读者有所帮助。——技成杨遇桥

程序 如下图：

　细节分析

可以通过输入触点X0和触摸屏中的按钮M0的脉冲信号控制PLC输出触点输出。

输出常开触点确保是设备在运行的状态下开始顺计时。

利用M8013特殊辅助触点脉冲信号做每秒接通一次。

再使用INC加一指令进行每秒计时。

通过触点比较指令，当D0的值计数到60秒时，使D1值加1，即D1等于1分钟。

同时利用MOV传送指令把0传送给D0，这样D0又能从0开始加到60，实现一分钟循环计时。

通过触点比较指令，当D1的值计数到60分钟时，使D2值加1，即D2等于1小时。

同时利用MOV传送指令把0传送给D1，这样D1又能从0开始加到60，实现一小时循环计时。

通过触点比较指令，当D2的值计数到24小时时，使D3值加1，即D3等于1天。

同时利用MOV传送指令把0传送给D2，这样D2又能从0开始加到24，实现一天循环计时。

后面天数到达部分没有编写，可以自行添加，当天数达到100天时，停止输出即可，如图：

利用触摸屏上按钮M1，手动进行清零。

ZRST成批复位指令，把D0到D3中间的所有数据寄存器清零。

同时用RST指令复位Y0停止输出。

用开机脉冲，通过传送指令，给数据寄存器赋值。

M8002，开机脉冲，开机的瞬间产生一个脉冲信号，其他时候不接通。

然后把时间参数传送给数据寄存器D10、D11、D12、D13。

可以通过输入触点X3和触摸屏中的按钮M10的脉冲信号控制PLC输出触点输出。

在设备有输出的时候，利用M8013每秒接通一次驱动DEC减一指令开始进行减计时。

当D11的60数值减到0时，利用触点比较指令驱动减一指令，使D12的数值减一。

同时利用传送指令给D11重新传送一个60的数值进去，达到60秒循环。

当D12的60数值减到0时，利用触点比较指令驱动减一指令，使D13的数值减一。

同时利用传送指令给D12重新传送一个60的数值进去，达到60分钟循环。

当D13的24数值减到0时，利用触点比较指令驱动减一指令，使D10的数值减一。

同时利用传送指令给D13重新传送一个24的数值进去，达到24小时循环。

用触摸屏上的按钮M1和外部输入触点X4的脉冲信号给数据寄存器清零。

同时停止Y1输出。

同样的，没有做时间到了之后的程序内容，可以利用天数为零时，停止设备输出，如下图：

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