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。

三菱FX PLC基础 时钟处理指令知识分享

谈及时钟和定时器，想来大家都不陌生，就如我，每天都要定三个闹钟才起得了床去上班，而且我敢肯定，不止我一个人。

关于时钟和定时器，我在之前的文章就有分享过一二，但当时并没有讲到相关的指令，不是我不想讲，而是时机未到。然后我掐指一算，现在时机正好!

在三菱FX PLC 中，可以用于表示时间的有定时器、内部时钟和实时时钟三种，定时器T我在之前的文章已有叙述，在此就不再赘述。

而内部时钟，其实也很简单，就是4个特殊辅助继电器，如下图25-1所示的M8011～M8014。

从图25-1可以看到，它们可以发出固定周期的时钟脉冲信号，和我们之前所学的脉冲输出指令有异曲同工之妙。

图25-1

内部时钟继电器和定时器一样，都是触点利用型继电器，但它的时间周期是不可变的，一旦PLC上电，它们就会工作，输出时钟脉冲。

结合这些内部时钟和计数器，可以实现闪烁电路的设计等，如下图25-2所示为0.2s闪烁电路梯形图。

图25-2

除此之外，你还能想到内部时钟的哪些应用呢?欢迎留言评论哟~

知道了定时器和内部时钟，实时时钟才是重头戏!

因为接下来所分享的时钟处理指令均是与实时时钟有关的。所以在正式学习指令之前，我们先来了解一下实时时钟吧。

01、三菱FX PLC的实时时钟

所谓实时时钟，即与实际时间相同步，如我们手机、电脑、手表的时间，就是以北京时间为准的。

同样的，PLC也可以像电脑那样，记录实际时间，这个时间就保存在特殊数据寄存器D8013～D8019中，如下图25-3所示。

图25-3

图25-3所示为D8013～D8019所保存的时间数据内容。从图中可以看到，这7个寄存器所存的时间数据与实际时间的年、月、日、时、分、秒和星期相对应，称为实时时钟数据。既然是实时时钟数据，很显然，它们也会随着实际时间一秒一秒地变化，不管PLC上电与否。即实时时钟是由PLC内部电池供电运作的。

除上述几个特殊数据寄存器外，与实时时钟有关的软元件还有几个特殊辅助继电器，如下图25-4所示。

图25-4

图25-4已经说明了几个特殊辅助继电器的功能，通过这些功能，我们就可以对实时时钟就行设定啦，例如今晚八点什么的。

显然，如同我们新买的手表要设定时间一样，PLC的实时时钟也需要我们人为地校准。校准的方法不一，如下图25-5所示就是通过梯形图校准的示例，将PLC的时间设定为2021年1月1日0时0分0秒。

当实际时间达到设定时间时，马上断开X0，将时间数据写入时钟数据寄存器，并通过M8017就行±30s的修正。

图25-5

还有另外一种方法可以校准实时时钟的时间，那就是通过TWR指令，那也是我接下来要分享的指令之一。

02、时钟数据读/写指令TRD/TWR

实时时钟的数据可以通过TER指令写入，也可以通过TRD指令读出，那么TRD指令和TWR指令该如何应用呢?

请听下回，咳咳，请听这回讲解。

1、时钟数据读出指令TRD

下图25-6所示为TRD指令的编程手册和梯形图形式截图，仅适用于16位，有脉冲执行型和连续执行型两种。TRD指令只有一个操作数D，但其占用7个点。

图25-6

指令的功能就是当驱动条件成立时，把实时时钟的时间数据读取出来，存放到D~D+6中。

例如图25-6所示的梯形图，当X0接通，指令将PLC中D8013~D8019的数据传送到D0~D6中。

看到这里，就是不知道大家有没有这样的疑问：D8013~D8019的数据在D~D+6中是怎么分配的呢?答案如下图25-7所示。

图25-7

TRD指令比较简单，我们再接着看TWR指令。

2、时钟数据写入指令TWR

下图25-8所示为TWR指令的编程手册和梯形图形式截图，仅适用于16位，有脉冲执行型和连续执行型两种，但在实际应用时，应使用脉冲执行型，即TWRP。

图25-8

从指令的名字上，我们也可以区分TWR指令和TRD指令的不同。显然，TWR指令是TRD指令的反向操作，它们的两者的功能相反。

TWR指令也只有一个操作数S，占用7个点。当驱动条件成立时，将S~S+6中设定好的时钟数据写入PLC的时钟寄存器D8013~D8019中，写入成功后，PLC的实时时钟数据立刻被更改。其中S~S+7的数据对应D8013~D8019的内容如下图25-9所示。

图25-9

知道了TWR指令的功能后，回想上文提到的PLC实时时钟校准问题，显然TWR指令的应用也很简单，如下图25-10所示为其梯形图示例，将PLC的时间设定为2021年1月25日16时40分30秒。TWR指令用于时钟设定时，无需将 M8015置ON。

图25-10

这里要注意到是，当我们在设置时间的时候，应提前编写好梯形图，例如要将时间设定为2021年1月25日16时40分30秒，我们应提前1~2分钟，也就是在16时38分左右就要将梯形图编好，然后等时间到达设定时间，驱动指令执行。

另外，TWR指令提供了另外一种设定PLC时间的方法，但在实际应用中，TWR指令也可以随我们心情写入任何数据，当然，这个数据不能超出设定范围。

03、TWR指令和TRD指令的应用示例

TWR指令和TRD指令都比较简单，它们在实际的应用中也很方便，如对设备的定时通断电、定时操作等。

接下来，参照李老师的课程，我在这里给大家展示两个TWR指令和TRD指令的使用程序吧!

1、控制要求

在1月29日晚上10点半关闭PLC的所有输出，其程序如下图25-11所示。

图25-11

首先将要关闭输出的时间(月、日、时、分、秒)传送到D11~D15中，然后通过TRD指令将PLC的时间读出，与D11~D15设定的时间相比较，若全部相等，驱动M8034，关闭PLC的所有输出。其中用到的M500作为停电保持用。

2、控制要求

PLC开机即计时，7天后停止M0，14天后停止M1，21天后停机检测，其程序如下图25-12所示。

图25-12

开机即将PLC时间设定为21年2月1日0时0分0秒并开始计时，然后达到对应时间停止响应输出，其中M500亦为停电保持用。

综上，TWR指令和TRD指令的理解和应用都比较简单，用起来也很方便。而时钟处理指令除了WR指令和TRD指令外，还有其他指令我们将在下一篇文章讲解。

那么，本次分享就到这里。

注：本文章内容都是基于三菱FX PLC 所写

选自《三菱FX系列PLC功能指令详解》第十二章第110～112课时

(来源：技成培训网原创，作者：杨思慧。未经授权不得转载，违者必究)

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