电子课件《机床电气控制(第三版)》B01402833.ppt

1、第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用33 定时器与计数器定时器与计数器 了解定时器和计数器的知识掌握常用基本逻辑指令的应用掌握时间控制程序和计数控制程序的编制方法第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 随着社会的发展、科技的进步，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活。而在自动控制系统中，定时和计数是最常用的自动控制手段。自动门控制系统报警灯第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用一、定时器的使用一、定时器的使用二、计数器的使用二、计数器的使用第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用一、定时

2、器的使用一、定时器的使用1定时器的分类定时器的分类 PLC中定时器可在程序中作延时控制。中定时器可在程序中作延时控制。FX3U系列可编程控制器定系列可编程控制器定时器具有以下几种类型。时器具有以下几种类型。定时器的类型T 的元件编号定时精度总点数定时时长T0T191100ms192点0.13276.7秒T192T199100ms（子程序、中断子程序用）8点0.13276.7秒T200T24510ms46点0.01327.67秒T246T2491ms累计型4点0.00132.767秒T250T255100ms累计型6点0.13276.7秒T256T5111ms256点0.00132.767秒第三

3、章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用2时序图时序图定时器编程的梯形图如图所示。梯形图中，定时器编程的梯形图如图所示。梯形图中，K100是定时器是定时器T1的常的常数设定值，定时器数设定值，定时器T1延时时间为：延时时间为：t=1000.1s=10s，式中式中100由常数设定值决定，由常数设定值决定，0.1 s是定时器是定时器T1时钟脉冲周期时钟脉冲周期T=100ms=0.1s。当当X000的常开触点闭合时，定时器的常开触点闭合时，定时器T1的线圈得电，定时器开始延的线圈得电，定时器开始延时，时，10s时间一到，定时器时间一到，定时器T1的常开触点闭合，常闭触点断开；当的常

4、开触点闭合，常闭触点断开；当X000的常开触点断开时，定时器的常开触点断开时，定时器TI的线圈失电，定时器的线圈失电，定时器T1的常开触的常开触点瞬间恢复断开，常闭触点瞬间恢复闭合。点瞬间恢复断开，常闭触点瞬间恢复闭合。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用2定时器编程方法定时器编程方法 定时器工作时，除了有和自己编号对应的存储器外，同时还有定时器工作时，除了有和自己编号对应的存储器外，同时还有一个常数设定值寄存器和一个当前值寄存器一起工作。常数设定值寄一个常数设定值寄存器和一个当前值寄存器一起工作。常数设定值寄存器存储的数据是程序赋予的计时时间，如图存器存储的数据是程

5、序赋予的计时时间，如图3一一64中的中的K100，当前当前值寄存器存储的数据是定时器的设定值值寄存器存储的数据是定时器的设定值(延时的时间长短延时的时间长短)。这些寄存。这些寄存器为器为16位二进制存储器。定时器满足计时条件开始计时，当前值寄存位二进制存储器。定时器满足计时条件开始计时，当前值寄存器则开始计数，当寄存器的数据与常数设定值寄存器数据相等时，定器则开始计数，当寄存器的数据与常数设定值寄存器数据相等时，定时器动作，其常开触头闭合，常闭触头断开，并通过程序作用于控制时器动作，其常开触头闭合，常闭触头断开，并通过程序作用于控制对象，达到延时控制的目的。对象，达到延时控制的目的。积算定时器

6、是在计时条件失去或积算定时器是在计时条件失去或PLC失电时，其当前值寄存器失电时，其当前值寄存器的数据及触点状态均可保持，可的数据及触点状态均可保持，可“累积累积”计时时间，所以称为计时时间，所以称为“积积算算”，这主要是积算式定时器的当前值寄存器及触点都有记忆功能，这主要是积算式定时器的当前值寄存器及触点都有记忆功能，其复位时必须在程序中加入专门的复位指令。其复位时必须在程序中加入专门的复位指令。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用2定时器编程方法定时器编程方法如图所示的定时器使用的情况如图所示的定时器使用的情况（a）图是非积算定时器，）图是非积算定时器，当当X00

7、0闭合时，闭合时，定时器定时器T1的线圈得电，的线圈得电，T1当前值寄存器则当前值寄存器则开始计数，开始计数，T1当前值寄存器的数据没有达当前值寄存器的数据没有达到到T1常数设定值寄存器数据时常数设定值寄存器数据时(即延时时间即延时时间没到没到)，如果，如果X000断开或断开或PLC电源停电，电源停电，T1当前值寄存器则自动清零当前值寄存器则自动清零;在在X000再次再次闭合时，闭合时，T1当前值寄存器重新开始计数。当前值寄存器重新开始计数。（b）图是积算定时器，）图是积算定时器，当当X000闭合时，闭合时，定时器定时器250的线圈得电，的线圈得电，T250当前值寄存当前值寄存器则开始计数，器

8、则开始计数，T250当前值寄存器的数据当前值寄存器的数据没有达到没有达到T250常数设定值寄存器数据时常数设定值寄存器数据时(即即延时时间没到延时时间没到)，如果，如果X000断开或断开或PLC电源电源停电，停电，T250当前值寄存器将此时的数据记当前值寄存器将此时的数据记忆下来，在忆下来，在X000再次闭合时，再次闭合时，T250当前值当前值寄存器继续计数。直到寄存器继续计数。直到T250当前值寄存器当前值寄存器的数据等于的数据等于T250常数设定值寄存器数据，常数设定值寄存器数据，T250线圈得电，触头动作。只有当线圈得电，触头动作。只有当X001常常开触头闭合，执行开触头闭合，执行“RS

9、T T250”指令，指令，T250 线圈才会失电，触头复位。线圈才会失电，触头复位。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用2时序图时序图 时序图是编写和分析控制程序的基本方法之一。时序图就是在某一个时间应该进行某一个控制动作的图形。梯形图与对应的时序图a)梯形图b)时序图第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 画时序图原则：p在画时序图时，规定只画各元件的常开触点的状态。p如果常开触点是闭合状态，用“1”表示（即高电平）。p常开触点是断开状态，用“0”表示（即低电平）。p假如梯形图中只有某元件的线圈或常闭触点，则在时序图中仍然只画常开触点的状态。

10、第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用3定时器指令应用定时器指令应用 车库自动门控制系统，当感应开关探测到车接近自动门，给PLC发出控制信号，延时10s后，驱动开门电动机打开自动门，门到位后停止运行；车进门后，自动门自动关闭。车库自动门控制系统第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 根据车库自动门控制系统的控制要求编写程序。先列写I/O 分配表。自动门控制系统I/O 分配输入输出入口传感器X000开门接触器KM1Y001出口传感器X001关门接触器KM2Y002门上限位开关X002 门下限位开关X003 第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编

11、程控制器的原理与应用编程思路：当车接近自动门时，感应开关给PLC发出信号，X000线圈得电，X000常开触点闭合，定时器T0线圈得电，延时时间到，T0常开触点闭合，控制Y001线圈得电，PLC 输出点Y001有信号输出，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，自动门驱动电动机正转，自动门上升，当自动门上升到位后，停止上升。为保证自动门是处于关门状态时执行这段程序，采用X003与X000串联来控制T0线圈。自动门上升控制梯形图第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 车进车库后，另一个感应开关接受到信号，X1的常开触点闭合，当自动门是处于开门状态时（压合SQ1，X2常开触点闭合）

12、，就给PLC发出信号后，通过定时器T1延时，控制Y2线圈得电，PLC 输出点Y002有信号输出，KM2线圈得电，KM2主触点闭合，控制电动机反转，自动门下降，当自动门下降到位后，停止下降。自动门下降控制梯形图第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 当车驶出车库接近自动门时，X000和X003常开触点闭合，完成自动门延时上升动作；出车库后，X000和X002常开触点闭合，完成自动门延时下降动作。车出库时自动门控制程序a)梯形图b)指令语句表第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用4定时器的扩展应用定时器的扩展应用 FX系列系列PLC的定时器为接通延时

13、定时器。即定时器线圈通电后，的定时器为接通延时定时器。即定时器线圈通电后，开始延时，待定时时间到，定时器的常开触点闭合，常闭触点断开。开始延时，待定时时间到，定时器的常开触点闭合，常闭触点断开。在定时器线圈断电时，定时器的触点瞬间复位。利用在定时器线圈断电时，定时器的触点瞬间复位。利用PLC中的定时器中的定时器可以设计出各种各样的时间控制程序，其中有长延时程序、接通延时可以设计出各种各样的时间控制程序，其中有长延时程序、接通延时和断开延时等控制程序。和断开延时等控制程序。（1）定时器串级使用）定时器串级使用 定时器定时时间的长短由常数设定值决定，定时器定时时间的长短由常数设定值决定，FX3U

14、系列系列PLC中，编号为中，编号为TOT511的定时器常数设定值的取值范围为的定时器常数设定值的取值范围为:132767，即最长的定，即最长的定时时间为时时间为t=327670.1=3276.7 s，不到，不到1h。如果需要设计定时时间为。如果需要设计定时时间为1h或更长的定时器，则可采用定时器串级使用的方法或更长的定时器，则可采用定时器串级使用的方法 实现长时间延时。实现长时间延时。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 如图所示是定时时间为如图所示是定时时间为1小时的时间控制程序。由图中所示的时序图小时的时间控制程序。由图中所示的时序图可以看到，从输入触点可以看到，

15、从输入触点X014闭合，经过闭合，经过 1个小时（个小时（3600秒）的延时，输秒）的延时，输出信号出信号Y004才接通，从而实现了长时间定时。为实现这种功能，采用两才接通，从而实现了长时间定时。为实现这种功能，采用两个定时器个定时器T14和和T15串级使用。当串级使用。当T14开始定时后，经开始定时后，经1800秒延时，秒延时，T14的常开触点闭合，使的常开触点闭合，使T15再开始定时，又经再开始定时，又经1800秒的延时，秒的延时，T15的常开触的常开触点闭合，输出继电器点闭合，输出继电器Y4线圈接通。这样，从输入触点线圈接通。这样，从输入触点X014接通，到接通，到Y4产产生输出信号，其

16、延时时间为生输出信号，其延时时间为1800+1800=3600秒秒=1小时。定时器串级使小时。定时器串级使用就是先启动一个定时器定时，时间一到，用第一个定时器的常开触点用就是先启动一个定时器定时，时间一到，用第一个定时器的常开触点控制第二个定时器定时，如此下去，使用最后一个定时器的常开触点去控制第二个定时器定时，如此下去，使用最后一个定时器的常开触点去控制所要控制的对象。控制所要控制的对象。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用（2）断电延时控制程序）断电延时控制程序 PLC中定时器都是通电延时，图中所示为一段断开延时程序的中定时器都是通电延时，图中所示为一段断开延时程

17、序的梯形图和动作时序图，程序的运行过程是：当定时启动信号梯形图和动作时序图，程序的运行过程是：当定时启动信号X013接接通时，通时，M0线圈接通并自锁，输出继电器线圈接通并自锁，输出继电器Y003线圈接通，这时定时线圈接通，这时定时器器T13因因X013常闭触点断开而没有定时。当启动信号常闭触点断开而没有定时。当启动信号X013断开时，断开时，X013的常闭触点恢复闭合，的常闭触点恢复闭合，T13线圈得电，开始定时。经过线圈得电，开始定时。经过10s延延时后，时后，T13常闭触点断开，使常闭触点断开，使M10复位，输出继电器复位，输出继电器Y003线圈失电，线圈失电，Y003常开触点断开，从而

18、实现从输入信号常开触点断开，从而实现从输入信号X013断开，经断开，经10s（定时（定时器常数设定值决定）延时后，输出信号器常数设定值决定）延时后，输出信号Y003才断开的延时功能。才断开的延时功能。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用（3）接通延时控制程序）接通延时控制程序 图中所示程序的运行过程是：图中所示程序的运行过程是：定时启动信号定时启动信号X010接通，定时器接通，定时器T10开始计时，经过开始计时，经过10 s延时后，延时后，T10 的常开触头接通，使输出继电器的常开触头接通，使输出继电器Y000线圈得电，线圈得电，Y000常开触头闭合。当常开触头闭合。

19、当X010复位时，复位时，T10 线圈断电，线圈断电，其常开触头断开，输出继电器其常开触头断开，输出继电器Y000线圈也失电，线圈也失电，Y000 常开触头断开。常开触头断开。在该接通延时控制程序中，如果在该接通延时控制程序中，如果X010接通时间不够接通时间不够10s，则定时器，则定时器T10和输出继电器和输出继电器Y000都不动作。由图所示时序图可以看到从输入信号都不动作。由图所示时序图可以看到从输入信号X010接通瞬间开始经过接通瞬间开始经过10s延时，延时，Y000才有信号输出，所以称为接通才有信号输出，所以称为接通延时控制程序。延时控制程序。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编

20、程控制器的原理与应用（4）限时控制程序）限时控制程序 图中所示限时控制程序的运行过程是：图中所示限时控制程序的运行过程是：当启动定时信号当启动定时信号X011接通后，接通后，定时器定时器T11和输出继电器和输出继电器Y001线圈都得电，线圈都得电，TI1定时器开始定时，经过定时器开始定时，经过10 s延时后，延时后，T11的常闭触头断开，的常闭触头断开，YO001 线圈失电，线圈失电，Y001常开触头由闭合恢常开触头由闭合恢复为断开。由所示时序图可看出，该段程序的特点是，定时启动信号复为断开。由所示时序图可看出，该段程序的特点是，定时启动信号X011接通时间少于接通时间少于10 s(T11的常

21、数设定值决定的常数设定值决定)，则输出继电器，则输出继电器Y001接通时间接通时间与与X011接通时间一样。当接通时间一样。当X011接通时间大于接通时间大于10s时，则时，则Y001接通时间为接通时间为10s，即，即Y001最长接通时间为最长接通时间为10s。该段程序属于限时控制程序，可将负。该段程序属于限时控制程序，可将负载的工作时间限制在规定的时间内。载的工作时间限制在规定的时间内。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用二、计数器的使用二、计数器的使用1计数器计数器 内部信号计数器是在执行扫描操作时对内部元件内部信号计数器是在执行扫描操作时对内部元件(如如X、Y、

22、M、S、T和和C)的信号进行计数的计数器。因此，其接通的信号进行计数的计数器。因此，其接通(ON)时间和断开时间和断开(OFF)时间应比时间应比PLC的扫描周期稍长。的扫描周期稍长。（1）16bit增计数器增计数器 有两种类型的二进制计数器，有两种类型的二进制计数器，一种是一种是16 bit通用通用计数器计数器C0C99共共100点；另一种是失电保持计数器点；另一种是失电保持计数器C100C199共共100点，其当前值和输出触点的置位点，其当前值和输出触点的置位/复位状态也能保持。复位状态也能保持。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 图中所示为增计数器的动作时序。图

23、中所示为增计数器的动作时序。X11为计数端，为计数端，X10 为计数复位端，为计数复位端，X11每接通一次，每接通一次，计数器的当前值增计数器的当前值增1，当计数器的当前值为，当计数器的当前值为10时，即计时，即计数输入达到数输入达到10次时，计数器次时，计数器C0的输出触点接通，之后即使的输出触点接通，之后即使X11再接通，计再接通，计数器的当前值都保持不变。复位输入数器的当前值都保持不变。复位输入X10接通接通(ON)则执行则执行RST指令，计数指令，计数器当前值复位为零，其输出触点也随之复位。器当前值复位为零，其输出触点也随之复位。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理

24、与应用 （2）32bit双向计数器双向计数器 32bit双向计数器双向计数器 双向计数器就是既可设置为增计数，又双向计数器就是既可设置为增计数，又可设置为减计数的计数器。可设置为减计数的计数器。32bit的双向计数器计数值设定范的双向计数器计数值设定范围为围为-2147483648+2147483647。失电保持计数器的当前值。失电保持计数器的当前值和输出触点状态在失电时均能保持。和输出触点状态在失电时均能保持。32bit计数器可当作计数器可当作32bit数据寄存器使用，但不能用作数据寄存器使用，但不能用作16bit指令中的操作元件。作增指令中的操作元件。作增计数或减计数（即计数方向）由特殊辅

25、助继电器计数或减计数（即计数方向）由特殊辅助继电器M8200M8234设定，计数器与特殊辅助继电器一一对应，如计数器设定，计数器与特殊辅助继电器一一对应，如计数器C2ll对应特殊辅助继电器对应特殊辅助继电器 M8211。对计数器。对计数器C，当，当M8接通（置接通（置1）时为减计数，当）时为减计数，当M8断开（置断开（置0）时为增计数。时为增计数。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 图中所示为双向计数器的动作时序，计数器的计数方向由输入信号图中所示为双向计数器的动作时序，计数器的计数方向由输入信号X012决定，决定，X014计数器输入，驱动计数器输入，驱动C200线

26、圈进行加计数或减计数。线圈进行加计数或减计数。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 （3）高速计数器）高速计数器 高速计数器高速计数器 FX3U系列系列PLC中共有中共有21点高速计数点高速计数器，元件编号为器，元件编号为C235C255，这，这21点高速计数器在点高速计数器在PLC中共享中共享8个高速计数器的输入端个高速计数器的输入端XO00X007。当。当高速计数器的一个输入端被某个计数器占用时，这个高速计数器的一个输入端被某个计数器占用时，这个输入端就不能再用于另一个高速计数器，也不能用作输入端就不能再用于另一个高速计数器，也不能用作其它的输入。也就是说，由于只

27、有其它的输入。也就是说，由于只有8个高速计数器的输个高速计数器的输入，因此，最多只能同时用入，因此，最多只能同时用8个高速计数器。个高速计数器。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用2计数器指令应用计数器指令应用 一个报警器，要求当条件X001ON满足时，蜂鸣器鸣叫，同时，报警灯连续闪烁16次，每次亮2秒，熄灭3秒，此后，停止声光报警。（1）分析控制要求）分析控制要求 报警灯开始工作的条件可以是按钮，也可以是行程开关或接近开关等来自现场的信号，现假定是行程开关。蜂鸣器和报警灯分别占有一个输出点。报警灯亮、暗闪烁，可以采用两个定时器分别控制亮和暗的时间，而闪烁的次数则由计

28、数器控制。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用（2）分配）分配PLC的输入点和输出点的输入点和输出点 输入/输出地址输入输出元件代号元件名称输入继电器元件代号元件名称输入继电器SQ行程开关X001HA报警蜂鸣器Y001 HL报警灯Y002第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用（3）设计梯形图）设计梯形图 1）启动和停止控制程序设计启停控制程序的梯形图第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用2）报警灯闪烁控制程序设计报警灯闪烁控制程序a)梯形图b)时序图第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 3）报警

29、灯闪烁次数控制程序设计 采用计数器C0进行闪烁次数的控制。这时，要考虑计数输入信号和计数器复位信号两个方面。将T0触点的动作作为计数输入信号，这样，当计数器累计到第十六个脉冲时，计数器C0线圈得电，C0常闭触点断开，报警器停止工作。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用 计数器C0 的复位信号,可以采用C0 常开触头，当计数器C0 线圈得电,C0 常开触头闭合时，RST C0 指令执行，使C0 复位，但这时C0 常开触头应并联M8002 常开触头，在PLC 开机时，对C0 进行清零；也可以采用Y001 的常闭触头，当蜂鸣器鸣叫时，Y001 常闭触头是断开的，RST C0 指令不执行，说明计数器C0 正在计数，当累计到16 个脉冲时，则C0 常闭触头断开，Y001 线圈失电，Y001 常闭触头恢复闭合，RST C0 指令执行，计数器C0被复位，为报警器下次工作准备。第三章第三章 可编程控制器的原理与应用可编程控制器的原理与应用4）将各段程序合并成完整的程序 报警灯闪烁次数控制程序