S7-1200定时器的编程应用

赵尚丽

【摘要】    本文重点介绍了S7-1200定时器指令的工作原理和编程方法，并通过编程实例详细介绍了定时器的编程应用，为初学者提供帮助。

【关键词】    S7-1200定时器    S7-200    PLC

S7-1200 是 S7-200 的升级产品，目前已成为西门子新一代小型可编程控制，并已广泛应用于各种中小型自动化控制系统中。在工业自动化控制过程中PLC定时器常用于实现各种计时功能，所以本文以小型S7-1200为例，介绍定时器的应用方法，为学生学习S7-1200提供帮助，通过编程实例的讲解，让学生深入理解并灵活应用S7-1200定时器进行编程。

一、S7-1200定时器分类

S7-1200 CPU定时器是IEC定时器，共有生成脉冲定时器（TP）、接通延时定时器（TON）、关断延时定时器（TOF）及时间累加器（TONR）4种。IEC定时器属于函数块（FB），定时器的设定值（PT）和当前值（ET）存储在指定的 IEC_TIMER DB 数据中，调用时需要指定配套的背景数据块。用户程序中可以使用的定时器数量仅仅受CPU的存储容量限制[1]。

二、S7-1200定时器指令的工作原理

S7-200定时器有三种时基：1ms、10ms、100ms，预设时间和当前时间以数字形式输入，并与时基相乘，时基与定时器编号有关。而S7-1200定时器没有编号，可用背景数据块的名称作为标识符，其时基均为1ms，每1ms更新一次数据[2]。定时设置时直接输入时间值即可。TIME 数据使用 T# 标识符，可以用简单时间单元（T#500ms 或 500）或复合时间单元（如T#3s_500ms）的形式输入，最大定时值为T#24D_20H_31M_23S_647MS[3]。4种定时器指令的工作原理与对应波形如图1（a）、（b）、（c）、（d）所示。

图1（a）中，当IN端I0.1接通（信号上升沿）时，脉冲定时器开始计时，无论后续I0.0的信号状态如何变化，在PT时间内（10s）输出Q始终置位为“1”;如果定时器正在计时，即使检测到I0.1的信号再次从“0”变为“1”，Q的状态也不变。当ET≥PT值时，Q复位为“0”;当I0.1再次接通时，定时器又重新计时，所以生成脉冲定时器指令可以生成具有预设时间宽度的脉冲。

在图1（b）中，当I0.0接通时，启动定时。当ET=PT值时，定时触发，Q 置位为“1”，直到I0.0断开或者复位信号R置位为“1”， Q复位为“0”，ET值为0。当I0.0再次接通时，重新启动定时。图中定时器TON接通延时时间为50s，即接通延时时间由PT值来决定。

在图1（c）中，当I0.0接通时， Q 置位为“1”。当I0.0断开（信号下降沿）时，定时器开始计时，在 PT 时间段内，输出 Q状态没有改变，直到ET= PT值时，输出Q将复位为“0”，若 I0.0 信号在 PT 计时时间结束之前变为“1”，则复位定时器，输出 Q 的状态仍将为“1”。图中定时器TOF关断延时时间为30s，关断延时时间由PT值来决定。

在图1（d）中，当I0.1接通时，定时器TONR开始计时，Q的状态为“0”;I0.1断开时，ET值保持不变;当I0.1再次接通时，ET值接续增加直到达到PT值时，Q置位为“1”，之后即使I0.1的状态变为“0”，Q仍置位“1”，直到复位信号R接通时，定时器复位，当前值ET为0，Q复位为“0”。定时器TONR可以用来累计输入电路接通的若干个时间段。

三、定时器的编程方法

只有当定时器的输入位有电平信号跳变时，定时器才会开始启动。TP、TON、TONR需要输入端IN从“0”变为“1”启动，TF需要IN从“1”变为“0”启动。只有在定时器功能框的输出Q或ET连接变量，或者在程序中使用背景DB（IEC_TIMER类型的变量）中的Q或ET，定时器才会开始计时并更新定时器时间[1]。而且在整个程序中，定时器的背景数据块不能重复使用。定时器正确使用方法如图2（a）、（b）。

四、定时器的编程应用

以彩灯的循环控制为例，介绍S7-1200定时器的编程应用，其控制要求是：启动按钮I0.1接通后，红灯、黄灯和绿灯依次点亮1s、2s、3s，此为一个工作周期，此后重复变化，直到停止按钮I0.2按下所有灯均熄灭。程序对应的梯形图和时序图分别如图3（a）、（b）所示。

3个接通延时型定时器的预设值分别为1s、2s和3s，其辅助存储分别为M100.0、M100.1和M100.2。I0.1为自复位按钮，輸出Q0.1、Q0.2、Q0.3分别为红、黄、绿灯。当I0.1接通并保持时，Q0.1红灯点亮，持续1s后第1个定时器延时时间到，M100.0线圈得电，断开Q0.1并接通第2个定时器和Q0.1，黄灯亮2s的同时第2个定时器延时时间到，M100.1线圈得电，断开Q0.2并接通第3个定时器和Q0.2，绿灯持续点亮3s后，第3个定时器延时时间到，M100.2线圈得电，其常闭触点断开，绿灯灭，同时复位所有定时器并重新开始计时，程序扫描的第1个周期结束，第2个周期开始。

程序中利用M100.2的常开触点接通一个扫描周期，常闭触点结束一个扫描周期后并重新开始计时，实现红、黄、绿灯循环点亮。

参  考  文  献

[1]段礼才.西门子S7-1200 PLC编程及使用指南[M].北京：机械工业出版社，2017：100-101.

[2]S7-1200过度手册A5E02486860-AB[Z]，Siemens AG 2014：52.

[3]廖常初.S7-1200 PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2017：67-68.