前言:
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PLC中,定时器和计数器是两个非常主要的编程元件,是PLC程序编制不可或缺的环节。在正反转编程方法解决之后,根本训练项目就是T定时器编程控制星-三角技术。交通灯编程与数码管编程,还有车库门自动控制编程都是这方面项目。
一、定时器
说到定时器,其实我们在二次电路中就有很多它的应用,例如星-三角形控制电路,还有洗衣机的定时选择,烤箱的定时旋钮、空调的定时遥控、定时开关控制等。当然,还有电工朋友们比较熟悉的时间继电器实质是一种定时器。而PLC的定时器课题就是一种编程元件,其实它就相当于继电控制系统中的时间继电器。通电延时时间继电品还有断电延时时间继电器为了便于学习PLC的定时器,我们先来了解一下机械时间继电器与电子定时器。
在二次继电控制电路中,如果要用到时间控制,就必须要用到时间继电器,其实对时间继电器熟悉根本不难,因为用几个时间继电器作几次实验,对继电控制电路的接触甚至设置照明电路实验都是这样完成的,特别注意,专门研究时间继电器实质就是研究触电控制,在普通继电器基础上再加上时间控制,时间继电器和接触器、继电器、电磁阀都是同一楼元件。控制罢了。
要驱动继电器的常开、常闭触点动作,就必须给继电器的线圈通电控制,同样的,在控制电路中,要使时间继电器的各种触点动作,也是需要驱动条件的,即线圈得电。
时间继电器有三种类型输出触点:瞬时动作触点、通电延时触点、断电延时触点。结合时间继电器常开触点动作时序关系图,我们可以更为直观的分析理解其触点的动作过程,特别是“通电延时”和“断电延时”。
通电延时,也就是线圈得电,但触点延时动作,线圈失电,触点马上动作。断电延时,也就是线圈得电,触点马上动作,线圈失电,触点延时动作。类似上课铃和下课铃就像线圈的得电与失电,而学生的上课和下课就是触点动作结果。
在PLC中,定时器编程元件引入,作用其实取代时间继电器,都是用于对时间的控制实现自动控制过程,特别是延时控制,还是需要驱动条件,大家注意但PLC的定时器只能进行瞬时动作和通电延时的控制,要实现断电延时,就得通过程序编制来实现。所有的定时器是字(16位)元件,与位编程元件不同,主要是对对时钟脉冲计数定时周期间隔并保存数值,也因为它是16位元件,特殊还有32位,所以定时的时长是有范围的。
三菱FX3U PLC的定时器分为通用型定时器和积算型定时器四种类型256个定时运用;通用型定时器又称非积算定型时器或常规定时器,积算型定时器又称断电保持型定时器。接下来,我们一起看看它们两者有什么不同吧。
1、通用型定时器T0~T245
256个定时器专门介绍,通用型定时器根据内部计数时钟脉冲不同分为100ms定时器和10ms定时器。
在上图中注意,定时器的时钟编号是由它们内部统一由它们的系统编号区分的,其中T0~T199为时钟脉冲100ms的定时器,共200个;T200~T245为时钟脉冲10ms的定时器,共46个,总256个。例如编程中选用T20定时器,表示选用定时器时钟脉冲为100ms的定时器,上述例子中K20表示十进制数的20,所以T20 K20产生的定时时间是2S就表示定时器的定时时间为20个脉冲,即20×100=2s,这是要求大家按这个规则进行定时器编程时间确定。
上述PLC的定时器在二次电路中就是的时间继电器T2,所以,在梯形图讲解中中,教学方法要求把定时器作为输出线圈处理,点动中定时器线圈的驱动元件为X1触点,当X1触点闭合,定时器T2的线圈得电,PLC内部定时器T2经过定时时间2s后,常开触点闭合,实现定时控制。
定时器的时间除了可以用十进制数K类常数表示外,还可以用高级编程元件数据寄存器D的数值大小来表示。D里面存储一个数(16位的二进制数),这个数可以通过换算为十进制也就是计数器的脉冲个数进行转换,例如T2 D0,而D0里存的数是0000000000001010=H10,转换为十进制就是16个脉冲计数,这时计数器T2的定时时间就为16×100=1.6s。
这里要注意说明的是,当通用定时器的计数驱动信号断开,此时不管定时器的计时时间是否达到设定值,定时器的计数值都会复位,计数清零,再次被X0驱动,才开始重新计时。这也是通用型定时器与下面介绍的断电保持型定时器的根本区别。
2、积算型定时器(断电保持型定时器)T246~T255
断电保持型定时器是指在定时控制过程中,当X0驱动信号断开,定时器T2虽然不能继续计时,但能保持之前计时值,一旦X0驱动信号再次恢复,定时器将在原来的计数脉冲基础上继续计时,直到累积时间达到设定值,对应触点才开始动作。这是与上述通用定时器区别,也就是断电保持型定时器不会自动复位,万一想要它复位,只能通过RST指令进行强制复位,这是定时器编程中大家应当注意问题。
积算型定时器按时钟脉冲不同也可以分为两种。显然这个的数量比通用型的少很多,可能是它比较少用吧。
T246 积分型定时器编程原理图如上图所示,定时器T250的定时时间按60×100ms=6s计算,当X1按下驱动条件成立,也就是X1接通,定时器T250的线圈得电,开始计时,计到2s时按键X1断开,定时器的线圈失电,定时器累积计时依然保持在2s;直到X1再次接下,T250定时器在2s的基础上会继续计时,计到6s后,积分定时器的常开触点闭合。但定时器不会自动复位,所以,就是X1断开,T250定时器的线圈失电,计时保持在6s,常开触点一直闭合,只有X2触点闭合,RST指令强制复位定时器T250,积分定时器的常开触点才会断开,这是通用定时器没有的功能。
教学过程中小结一下,通用型定时器只需一个X0信号就可以控制T2线圈和触点的通断。而积算型定时器T250必须要两个信号X1和X2加上RST指令才能控制其线圈和触点的通断,这就是我们今天给大家讲解的定时器编程技术部分。
定时器编程在梯形图中相当基础的一个技能知识点,所以在课程中,我们教学按照大家认可方法从基础开始,从二次电路安装与实验开始,机械定时器研究清楚了,再进行升级改造。欢迎大家联系做实验。举了好几个典型的实例。
定时器的定时时间是有限制的,我们需要的定时时间超过定时器的最长定时时间,如何办呢?简单,一个不够,两个来凑。如下图所示,一个定时器最多可以累计32767个时钟脉冲,方便计算,我们就取3万个吧,然后把多个定时器进行接力。这时候,从X0按下闭合到线圈Y0得电,此间的定时时长就为30000×3×100ms=150min,也就是两个半小时,基本上可以满足编程要求。
定时器的各种编程,后期有更多专业解说啦,大家感兴趣的,可以去看看我们安排的课程,一定多试验]自己编程试试,这种软件编程与硬件设计不同,不存在短路问题。下面探索”计数器编程。
二、计数器编程提升
说到计数器,也是从物理计数器开始,机械的与电子电路的都有,与PLC计数器相同都是用于计算测量脉冲个数,在PLC中,计数器编程及使用也是非常频繁的。
PLC的内部计数器分为普通计数器和高速计数器两类,下面课程分别介绍,先介绍普通型的,必须先学好普通型,至于高速型的,在学好普通计数器在后期课程再学习步进编程技术。
在二次电路与继电控制电路中,计数器作为一种仪表完成在电路中使用测量脉冲个数。也可以在基本功能中的输入开关量信号进行计数。相应PLC中的计数器也是对内部编程元件(X、Y、M、S、T、C)的信号进行计数,当然,这些信号从接通到断开的时长应长过PLC内部的扫描周期,也就是脉冲宽度进行理解及处理。
在普通计数器,256个PLC内部信号计数器也有两类:16位加计数器和32加/减位双向计数器。现在,我们就来一一介绍。
1、16位加计数器
16位加计数器又叫16位递增计数器,相比定时器分为通用型和断电保持型,共200个。按照上图到底是通用型还是断电保持型,参考定时器,也是通过计数器的编程编号来区分。而且计数器编程在梯形图中也是作为线圈输出,总而言之,计数器和定时器编程思路差不多,区别在于:定时器计脉冲是内部标准的一般的是时钟脉冲信号的个数,而计数器计的脉冲来自外部,依据编程元件通断信号(触点脉冲信号)的个数研究。
如上图所示,C0计数器的设定值是K10,也就是说触点X11通断10次,计数器的触点才会动作。类似于定时器,当PLC断电,通用计数器会自动复位,但和定时器不同的是,定时器的驱动信号断开,定时器也会复位,但计数器前的触点断开,如上图的X11,计时器会进行计数,而不是复位。
其实,16位加计数器和定时器的差别真的不大,所以,这里也不再赘述啦。
2、32位加/减计数器
32位加/减计数器又称双向计数器,它可以从0开始增1计数到设定值,也可以设定值开始减1到0。和16位的一样,32位加/减计数器也有通用型和断电保持型两类,不过个数比较少,可能也是因为它比较少用吧。
和定时器一样,计数器的设定值除了可以用十进制数K来表示外,也可以用数据寄存器D的内容来表示,不过这里要注意的是,16位加计数器的设定值用一个D就可以寄存,而32位加/减计数器就需要两个相邻的D才行,如D0、D1,且D1为高位,D0为低位。因为D也是16位的,要寄存32位的数,也只能用两个D。
既然32位加/减计数器可以双向计数,那怎样设定它的方向呢?这就要借用特殊辅助继电器M8×××了。怎么借用?别急,我们马上看看到底是什么回事。
如上图所示,该梯形图中用了计数器C200,所以特殊辅助继电器就是M8200。也就是说,特殊辅助继电器的编号要与计数器的编号一一对应,M8后面的编号要和C后面的编号相同。例如你用的计数器是C220,那么对应的特殊辅助继电器就是M8220,依次类推。
当M8200断开(为OFF)时,C200作加法计数,当M8200接通(为ON)时,C200作减法计数。类似于开车,M8200就像是倒车挡,一旦挂倒挡,踩了油门,车子就后退,退出倒车挡,车子就恢复为前进。
另外,32位加/减计数器还有不同于16位加计数器的一点是:在16位计数器中,当计数值达到设定值后,触点动作,就算此后信号脉冲依然在增加,计数器的计数值仍然保持在设定值不变,触点状态也保持不变;而在32位加/减计数器中,当计数值达到设定值后,触点动作,如果此后继续有信号脉冲输入,计数器也会继续计数,但触点状态保持不变。
那32位加/减计数器什么时候触点状态才会再次变化呢?简单,我们还是以上图为例,信号脉冲持续输入,当计数器C200作加法计数达到设定值3后,其常开触点闭合,计数器继续计数3+1+1=5,常开触点保持闭合,此时接通M8200改变计数器的计数方向,计数器开始从5-1-1=3,计数器再次回到设定值3,其常开触点动作从而断开,计数器继续做减1计数,直到达到计数器的阈值或M8200断开。
关于计数器的编程实例,最好使用单单的在课程中也列举了几个例子,交通灯时间与计数花式编程方案,这些例都好理解啊,所以大家自己多练习还要多看几遍,
高速计数器与步进电动机都用到计数器技术,下资再讲解
三菱FX PLC编程与应用第一部分
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