2020南昌八一學校電工技師課程PLC定時器和計數器編程項目

「電工技師編程課程我們對定時器與計數器編程作為一個獨立項目來講解的，控制時間定時器許多地方用到，機械定時器到電子電路定時器、再到集成電路控制定時器，整個人類歷史都是從時間確定開始，技術方面定時器時間更有廣泛應用。單片機編程也是學友們一個基本項目，現在PLC編程更是許多程序控制基礎，當沒有按鍵，沒有行程開關或者沒有控制部件時，我們設置一個定時控制變量。計數器是另一個主題項目，與計數脈衝相關聯，也是編程應當掌握的。外部脈衝與內部都是控制基礎。

PLC中，定時器和計數器是兩個非常主要的編程元件，是PLC程序編制不可或缺的環節。在正反轉編程方法解決之後，根本訓練項目就是T定時器編程控制星－三角技術。交通燈編程與數碼管編程，還有車庫門自動控制編程都是這方面項目。

一、定時器
說到定時器，其實我們在二次電路中就有很多它的應用，例如星－三角形控制電路，還有洗衣機的定時選擇，烤箱的定時旋鈕、空調的定時遙控、定時開關控制等。當然，還有電工朋友們比較熟悉的時間繼電器實質是一種定時器。而PLC的定時器課題就是一種編程元件，其實它就相當於繼電控制系統中的時間繼電器。通電延時時間繼電品還有斷電延時時間繼電器為了便於學習PLC的定時器，我們先來了解一下機械時間繼電器與電子定時器。

在二次繼電控制電路中，如果要用到時間控制，就必須要用到時間繼電器，其實對時間繼電器熟悉根本不難，因為用幾個時間繼電器作幾次實驗，對繼電控制電路的接觸甚至設置照明電路實驗都是這樣完成的，特別注意，專門研究時間繼電器實質就是研究觸電控制，在普通繼電器基礎上再加上時間控制，時間繼電器和接觸器、繼電器、電磁閥都是同一樓元件。控制罷了。
要驅動繼電器的常開、常閉觸點動作，就必須給繼電器的線圈通電控制，同樣的，在控制電路中，要使時間繼電器的各種觸點動作，也是需要驅動條件的，即線圈得電。

時間繼電器有三種類型輸出觸點：瞬時動作觸點、通電延時觸點、斷電延時觸點。結合時間繼電器常開觸點動作時序關係圖，我們可以更為直觀的分析理解其觸點的動作過程，特別是「通電延時」和「斷電延時」。

通電延時，也就是線圈得電，但觸點延時動作，線圈失電，觸點馬上動作。斷電延時，也就是線圈得電，觸點馬上動作，線圈失電，觸點延時動作。類似上課鈴和下課鈴就像線圈的得電與失電，而學生的上課和下課就是觸點動作結果。

在PLC中，定時器編程元件引入，作用其實取代時間繼電器，都是用於對時間的控制實現自動控制過程，特別是延時控制，還是需要驅動條件，大家注意但PLC的定時器只能進行瞬時動作和通電延時的控制，要實現斷電延時，就得通過程序編制來實現。所有的定時器是字（16位）元件，與位編程元件不同，主要是對對時鐘脈衝計數定時周期間隔並保存數值，也因為它是16位元件，特殊還有32位，所以定時的時長是有範圍的。
三菱FX3U PLC的定時器分為通用型定時器和積算型定時器四種類型256個定時運用；通用型定時器又稱非積算定型時器或常規定時器，積算型定時器又稱斷電保持型定時器。接下來，我們一起看看它們兩者有什麼不同吧。

1、通用型定時器T0～T245

256個定時器專門介紹，通用型定時器根據內部計數時鐘脈衝不同分為100ms定時器和10ms定時器。

在上圖中注意，定時器的時鐘編號是由它們內部統一由它們的系統編號區分的，其中T0～T199為時鐘脈衝100ms的定時器，共200個；T200～T245為時鐘脈衝10ms的定時器，共46個，總256個。例如編程中選用T20定時器，表示選用定時器時鐘脈衝為100ms的定時器，上述例子中K20表示十進位數的20，所以T20 K20產生的定時時間是2S就表示定時器的定時時間為20個脈衝，即20×100=2s，這是要求大家按這個規則進行定時器編程時間確定。

上述PLC的定時器在二次電路中就是的時間繼電器T2，所以，在梯形圖講解中中，教學方法要求把定時器作為輸出線圈處理，點動中定時器線圈的驅動元件為X1觸點，當X1觸點閉合，定時器T2的線圈得電，PLC內部定時器T2經過定時時間2s後，常開觸點閉合，實現定時控制。
定時器的時間除了可以用十進位數K類常數表示外，還可以用高級編程元件數據寄存器D的數值大小來表示。D裡面存儲一個數（16位的二進位數），這個數可以通過換算為十進位也就是計數器的脈衝個數進行轉換，例如T2 D0，而D0裡存的數是0000000000001010＝H10，轉換為十進位就是16個脈衝計數，這時計數器T2的定時時間就為16×100=1.6s。
這裡要注意說明的是，當通用定時器的計數驅動信號斷開，此時不管定時器的計時時間是否達到設定值，定時器的計數值都會復位，計數清零，再次被X0驅動，才開始重新計時。這也是通用型定時器與下面介紹的斷電保持型定時器的根本區別。

2、積算型定時器（斷電保持型定時器）T246～T255

斷電保持型定時器是指在定時控制過程中，當X0驅動信號斷開，定時器T2雖然不能繼續計時，但能保持之前計時值，一旦X0驅動信號再次恢復，定時器將在原來的計數脈衝基礎上繼續計時，直到累積時間達到設定值，對應觸點才開始動作。這是與上述通用定時器區別，也就是斷電保持型定時器不會自動復位，萬一想要它復位，只能通過RST指令進行強制復位，這是定時器編程中大家應當注意問題。

積算型定時器按時鐘脈衝不同也可以分為兩種。顯然這個的數量比通用型的少很多，可能是它比較少用吧。

T246 積分型定時器編程原理圖如上圖所示，定時器T250的定時時間按60×100ms=6s計算，當X1按下驅動條件成立，也就是X1接通，定時器T250的線圈得電，開始計時，計到2s時按鍵X1斷開，定時器的線圈失電，定時器累積計時依然保持在2s；直到X1再次接下，T250定時器在2s的基礎上會繼續計時，計到6s後，積分定時器的常開觸點閉合。但定時器不會自動復位，所以，就是X1斷開，T250定時器的線圈失電，計時保持在6s，常開觸點一直閉合，只有X2觸點閉合，RST指令強制復位定時器T250，積分定時器的常開觸點才會斷開，這是通用定時器沒有的功能。
教學過程中小結一下，通用型定時器只需一個X0信號就可以控制T2線圈和觸點的通斷。而積算型定時器T250必須要兩個信號X1和X2加上RST指令才能控制其線圈和觸點的通斷，這就是我們今天給大家講解的定時器編程技術部分。
定時器編程在梯形圖中相當基礎的一個技能知識點，所以在課程中，我們教學按照大家認可方法從基礎開始，從二次電路安裝與實驗開始，機械定時器研究清楚了，再進行升級改造。歡迎大家聯繫做實驗。舉了好幾個典型的實例。

定時器的定時時間是有限制的，我們需要的定時時間超過定時器的最長定時時間，如何辦呢？簡單，一個不夠，兩個來湊。如下圖所示，一個定時器最多可以累計32767個時鐘脈衝，方便計算，我們就取3萬個吧，然後把多個定時器進行接力。這時候，從X0按下閉合到線圈Y0得電，此間的定時時長就為30000×3×100ms=150min，也就是兩個半小時，基本上可以滿足編程要求。

定時器的各種編程，後期有更多專業解說啦，大家感興趣的，可以去看看我們安排的課程，一定多試驗]自己編程試試，這種軟體編程與硬體設計不同，不存在短路問題。下面探索」計數器編程。

二、計數器編程提升

說到計數器，也是從物理計數器開始，機械的與電子電路的都有，與PLC計數器相同都是用於計算測量脈衝個數，在PLC中，計數器編程及使用也是非常頻繁的。

PLC的內部計數器分為普通計數器和高速計數器兩類，下面課程分別介紹，先介紹普通型的，必須先學好普通型，至於高速型的，在學好普通計數器在後期課程再學習步進編程技術。
在二次電路與繼電控制電路中，計數器作為一種儀表完成在電路中使用測量脈衝個數。也可以在基本功能中的輸入開關量信號進行計數。相應PLC中的計數器也是對內部編程元件（X、Y、M、S、T、C）的信號進行計數，當然，這些信號從接通到斷開的時長應長過PLC內部的掃描周期，也就是脈衝寬度進行理解及處理。
在普通計數器，256個PLC內部信號計數器也有兩類：16位加計數器和32加/減位雙向計數器。現在，我們就來一一介紹。

1、16位加計數器

16位加計數器又叫16位遞增計數器，相比定時器分為通用型和斷電保持型，共200個。按照上圖到底是通用型還是斷電保持型，參考定時器，也是通過計數器的編程編號來區分。而且計數器編程在梯形圖中也是作為線圈輸出，總而言之，計數器和定時器編程思路差不多，區別在於：定時器計脈衝是內部標準的一般的是時鐘脈衝信號的個數，而計數器計的脈衝來自外部，依據編程元件通斷信號（觸點脈衝信號）的個數研究。

如上圖所示，C0計數器的設定值是K10，也就是說觸點X11通斷10次，計數器的觸點才會動作。類似於定時器，當PLC斷電，通用計數器會自動復位，但和定時器不同的是，定時器的驅動信號斷開，定時器也會復位，但計數器前的觸點斷開，如上圖的X11，計時器會進行計數，而不是復位。
其實，16位加計數器和定時器的差別真的不大，所以，這裡也不再贅述啦。

2、32位加/減計數器

32位加/減計數器又稱雙向計數器，它可以從0開始增1計數到設定值，也可以設定值開始減1到0。和16位的一樣，32位加/減計數器也有通用型和斷電保持型兩類，不過個數比較少，可能也是因為它比較少用吧。

和定時器一樣，計數器的設定值除了可以用十進位數K來表示外，也可以用數據寄存器D的內容來表示，不過這裡要注意的是，16位加計數器的設定值用一個D就可以寄存，而32位加/減計數器就需要兩個相鄰的D才行，如D0、D1,且D1為高位，D0為低位。因為D也是16位的，要寄存32位的數，也只能用兩個D。
既然32位加/減計數器可以雙向計數，那怎樣設定它的方向呢？這就要借用特殊輔助繼電器M8×××了。怎麼借用？別急，我們馬上看看到底是什麼回事。

如上圖所示，該梯形圖中用了計數器C200，所以特殊輔助繼電器就是M8200。也就是說，特殊輔助繼電器的編號要與計數器的編號一一對應，M8後面的編號要和C後面的編號相同。例如你用的計數器是C220，那麼對應的特殊輔助繼電器就是M8220，依次類推。
當M8200斷開（為OFF）時，C200作加法計數，當M8200接通（為ON）時，C200作減法計數。類似於開車，M8200就像是倒車擋，一旦掛倒擋，踩了油門，車子就後退，退出倒車擋，車子就恢復為前進。
另外，32位加/減計數器還有不同於16位加計數器的一點是：在16位計數器中，當計數值達到設定值後，觸點動作，就算此後信號脈衝依然在增加，計數器的計數值仍然保持在設定值不變，觸點狀態也保持不變；而在32位加/減計數器中，當計數值達到設定值後，觸點動作，如果此後繼續有信號脈衝輸入，計數器也會繼續計數，但觸點狀態保持不變。
那32位加/減計數器什麼時候觸點狀態才會再次變化呢？簡單，我們還是以上圖為例，信號脈衝持續輸入，當計數器C200作加法計數達到設定值3後，其常開觸點閉合，計數器繼續計數3+1+1=5，常開觸點保持閉合，此時接通M8200改變計數器的計數方向，計數器開始從5-1-1=3，計數器再次回到設定值3，其常開觸點動作從而斷開，計數器繼續做減1計數，直到達到計數器的閾值或M8200斷開。
關於計數器的編程實例，最好使用單單的在課程中也列舉了幾個例子，交通燈時間與計數花式編程方案，這些例都好理解啊，所以大家自己多練習還要多看幾遍，
高速計數器與步進電動機都用到計數器技術，下資再講解
三菱FX PLC編程與應用第一部分