定时器是一条 PLC 指令,用于测量事件发生后经过的时间量。
定时器指令有两种基本类型:接通延迟定时器和断开延迟定时器。 “接通延迟”和“断开延迟”定时器指令都有触发定时功能的单个输入。
仅当输入已激活最短时间时,“接通延迟”定时器才会激活输出。
PLC定时器指令
以这个 PLC 程序为例,该程序旨在在启动传送带之前发出声音警报。
要启动传送带电机,操作员必须按住“启动”按钮10秒钟,在此期间警报器响起,警告人们离开即将启动的传送带。
只有在 10 秒启动延迟之后,电机才会真正启动(并锁定“开启”):
与“向上”计数器类似,接通延迟定时器的经过时间 (ET) 值每秒递增一次,直到达到预设时间 (PT),此时其输出 (Q) 激活。
在此程序中,预设时间值为 10 秒,这意味着按下“Start”开关 10 秒后,Q 输出才会激活。
警报器输出不是由定时器激活的,当按下“启动”按钮时,警报器输出立即通电。
关于这个特定定时器操作的一个重要细节是它是非保持性的。
这意味着当输入停用时,定时器指令不应保留其经过的时间值。
相反,每次输入停用时,经过的时间值应重置为零。 这确保了当操作员松开“开始”按钮时计时器会自行重置。
相比之下,即使输入被停用,保持性接通延迟定时器也会保持其经过的时间值。 这对于保持某些事件的“运行总”时间非常有用。
大多数 PLC 提供保持和非保持版本的接通延迟定时器指令,以便程序员可以为任何特定应用选择正确形式的接通延迟定时器。
然而,IEC 61131-3 编程标准解决保持定时器与非保持定时器问题的方式略有不同。
根据 IEC 61131-3 标准,定时器指令可通过附加使能输入 (EN) 来指定,这会导致定时器指令在激活时以非保持性方式运行,在取消激活时以保持性方式运行。
使能 (EN) 输入的一般概念是,只要使能输入处于活动状态,指令就会“正常”运行(在这种情况下,根据 IEC 61131-3 标准,非保持性定时操作被视为“正常”) ,但只要使能输入停用,指令就会“冻结”所有执行。
即使输入信号停用,这种操作“冻结”也会保留当前时间 (CT) 值。
例如,如果我们希望在输送机控制系统中添加一个保持定时器来记录输送机电机的总运行时间,我们可以使用“启用”的 IEC 61131-3 定时器指令来实现,如下所示:
当电机的接触器位(OUT 接触器)处于活动状态时,定时器将启用并允许计时。
然而,当该位停用(变为“假”)时,定时器指令作为一个整体被禁用,导致其“冻结”并保留其当前时间(CT)值(注1)。
这使得电机能够启动和停止,并且计时器保持电机总运行时间的计数。
注 1:定时器指令上的“使能输出”(ENO) 信号用于指示指令的状态:当使能输入 (EN) 激活时,该信号激活;当使能输入去激活或指令生成一个 错误条件(由 PLC 制造商的内部编程确定)。 ENO 输出信号在此特定程序中没有任何用处,但如果程序的其他梯级需要“了解”运行时计时器的状态,则可以使用该信号。
如果我们希望让操作员能够手动将总运行时间值重置为零,我们可以将一个附加开关硬连线到 PLC 的离散输入卡,并向程序添加“重置”触点,如下所示:
每当按下“复位”开关时,定时器就会启用 (EN),但定时输入 (IN) 会被禁用,从而强制定时器(非保持性)将其当前时间 (CT) 值复位为零。
PLC 定时器指令的另一种主要类型是断开延迟定时器。 该定时器指令与接通延迟类型的不同之处在于,定时器功能在指令被停用时立即开始,而不是在指令被激活时开始。
关闭延迟定时器的一个应用是大型工业发动机的冷却风扇电机控制。
在该系统中,一旦检测到发动机正在旋转,PLC就会启动电动冷却风扇,并在发动机关闭后保持该风扇运行两分钟以散发余热:
当该定时器指令的输入(IN)被激活时,输出(Q)立即激活(完全没有时间延迟)以打开冷却风扇电机接触器。
一旦发动机开始旋转(由连接到 PLC 离散输入的速度开关检测到),就会为发动机提供冷却。
当发动机停止旋转时,速度开关返回其常开位置,停用计时器的输入信号,从而启动时序。
当定时器从 0 秒计数到 120 秒时,Q 输出保持活动状态。
一旦达到 120 秒,输出就会停用(关闭冷却风扇电机),并且经过的时间值将保持在 120 秒,直到输入重新激活,此时它会重置为零。
以下时序图对接通延迟和断开延迟定时器进行了比较和对比:
虽然在几乎每个 PLC 制造商和型号的指令集中都可以找到以保持性和非保持性形式提供的接通延迟 PLC 指令,但发现保持性断开延迟定时器指令几乎是闻所未闻的。 通常,断开延迟定时器只是非保持性的(注 2)。
注 2:IEC 61131-3 编程标准中规定的使能 (EN) 输入信号使保持性断开延迟定时器成为可能(通过停用使能输入,同时保持“IN”输入处于非活动状态),但请注意 请注意,大多数定时器的 PLC 实现没有单独的 EN 和 IN 输入。 这意味着(对于大多数 PLC 定时器指令)可用于激活定时器的唯一输入是“IN”输入,在这种情况下,不可能创建保持性关闭延迟定时器(因为此类定时器的经过时间值将立即重新设置)。 -每次输入重新激活时设置为零)。