第五节第五节 PLC的定时器与计数器的定时器与计数器定时与计数控制定时与计数控制 是是PLC的基本功能的基本功能 近代近代PLC一般都提供几百个乃至一般都提供几百个乃至 几千个不同类型的定时器与计数器几千个不同类型的定时器与计数器掌握掌握 定时器、计时器的数量、类型、定时器、计时器的数量、类型、 基本组成、工作原理与特点及使基本组成、工作原理与特点及使 用方式用方式 一、一、PLC的定时器的定时器FX2N 内部提供两种类型的定时器共内部提供两种类型的定时器共256个个 T0T245共共246点为普通型定时器点为普通型定时器 计时分辨率分别为：计时分辨率分别为： 100ms(T0T199) 和和10ms(T200T245)另一类：另一类： T246T255共共10点为保持型定时器点为保持型定时器 计时分辨率分别为计时分辨率分别为 1ms（T246249） 和和100ms(T250T255) 1定时器的组成与计时方式定时器的组成与计时方式 构成构成 由软件由软件 每个定时器在系统软件每个定时器在系统软件RAM区中区中 占用二个占用二个16位数据寄存器位数据寄存器 其中一个其中一个具有失电保护功能具有失电保护功能 （保持型数据寄存器）（保持型数据寄存器） 用于存放计时用于存放计时设定值设定值 另一个另一个普通型数据寄存器普通型数据寄存器 （构成普通定时器用于存放（构成普通定时器用于存放当前值当前值） 或采用保持型数据寄存器或采用保持型数据寄存器 （构成保持型定时器）（构成保持型定时器）同时每个定时器还要占用三个位元件同时每个定时器还要占用三个位元件同时每个定时器还要占用三个位元件同时每个定时器还要占用三个位元件 一个为复位位一个为复位位一个为复位位一个为复位位 当该位状态为当该位状态为当该位状态为当该位状态为1 1 则当前值寄存器清零则当前值寄存器清零则当前值寄存器清零则当前值寄存器清零第二位为计时位第二位为计时位第二位为计时位第二位为计时位若该位为若该位为若该位为若该位为1 1同时复位位为同时复位位为同时复位位为同时复位位为0 0 表示计时条件满足表示计时条件满足表示计时条件满足表示计时条件满足 该定时器开始计时该定时器开始计时该定时器开始计时该定时器开始计时若该位状态为若该位状态为若该位状态为若该位状态为0 0 则表示计时条件不满足，定时器不工作则表示计时条件不满足，定时器不工作则表示计时条件不满足，定时器不工作则表示计时条件不满足，定时器不工作第三位是定时器线圈的逻辑状态位第三位是定时器线圈的逻辑状态位第三位是定时器线圈的逻辑状态位第三位是定时器线圈的逻辑状态位 该位为该位为该位为该位为0 0表示定时时间未到表示定时时间未到表示定时时间未到表示定时时间未到 该位为该位为该位为该位为1 1则表示定时时间到则表示定时时间到则表示定时时间到则表示定时时间到采用采用采用采用16161616位保持型数据寄存器来存放设定值时：位保持型数据寄存器来存放设定值时：位保持型数据寄存器来存放设定值时：位保持型数据寄存器来存放设定值时： K K K K值设定范围是值设定范围是值设定范围是值设定范围是1 1 1 132767327673276732767 K K K K值计算方法是：值计算方法是：值计算方法是：值计算方法是： K=K=K=K=定时值（定时值（定时值（定时值（S S S S）/ / / /计时分辨率（计时分辨率（计时分辨率（计时分辨率（S S S S）同样定时要求同样定时要求同样定时要求同样定时要求 采用不同计时分辨率的定时器采用不同计时分辨率的定时器采用不同计时分辨率的定时器采用不同计时分辨率的定时器 设定值大小是不相同设定值大小是不相同设定值大小是不相同设定值大小是不相同例如：例如：例如：例如：要求定时要求定时要求定时要求定时10s10s10s10s，采用，采用，采用，采用T0T0T0T0计时计时计时计时K=100K=100K=100K=100。而采用。而采用。而采用。而采用T246T246T246T246计时，计时，计时，计时，则则则则K K K K10000100001000010000。注意：也可以采用两个保持型数据寄存器串联构成注意：也可以采用两个保持型数据寄存器串联构成注意：也可以采用两个保持型数据寄存器串联构成注意：也可以采用两个保持型数据寄存器串联构成32323232 位寄存器来存放计时设定值。位寄存器来存放计时设定值。位寄存器来存放计时设定值。位寄存器来存放计时设定值。2 2定时器当前值和线圈逻辑状态位得刷新方式定时器当前值和线圈逻辑状态位得刷新方式定时器当前值和线圈逻辑状态位得刷新方式定时器当前值和线圈逻辑状态位得刷新方式 微机硬件计时器计时值是：微机硬件计时器计时值是：微机硬件计时器计时值是：微机硬件计时器计时值是： 实时刷新方式实时刷新方式实时刷新方式实时刷新方式 PLCPLC的定时器当前值只有的定时器当前值只有的定时器当前值只有的定时器当前值只有 扫描到扫描到扫描到扫描到ENDEND或或或或FENDFEND指令时才被刷新指令时才被刷新指令时才被刷新指令时才被刷新 CPU CPU 扫描到扫描到扫描到扫描到ENDEND或或或或FEND FEND 硬件计数器当前值硬件计数器当前值硬件计数器当前值硬件计数器当前值 清零清零清零清零 同时将相应的各数据寄存器内的数依次同时将相应的各数据寄存器内的数依次同时将相应的各数据寄存器内的数依次同时将相应的各数据寄存器内的数依次 累加到对应计时单位并满足计时条件的累加到对应计时单位并满足计时条件的累加到对应计时单位并满足计时条件的累加到对应计时单位并满足计时条件的 各定时器的当前值寄存器中各定时器的当前值寄存器中各定时器的当前值寄存器中各定时器的当前值寄存器中 完成一次定时器当前值刷新工作完成一次定时器当前值刷新工作完成一次定时器当前值刷新工作完成一次定时器当前值刷新工作注意：注意： 由于由于PLC内定时器的当前值采用上述刷新内定时器的当前值采用上述刷新方式方式 造成计时时间已到而线圈逻辑状态位造成计时时间已到而线圈逻辑状态位 不会同时由不会同时由0变变1 而要等到下一个扫描周期扫描到该定而要等到下一个扫描周期扫描到该定 时器线圈时才能将其线圈接通时器线圈时才能将其线圈接通 逻辑状态位由逻辑状态位由0变为变为13 3定时器的计时误差定时器的计时误差定时器的计时误差定时器的计时误差 计时时间计时时间计时时间计时时间 计时条件满足开始计时计时条件满足开始计时计时条件满足开始计时计时条件满足开始计时 到定时器线圈逻辑状态位由到定时器线圈逻辑状态位由到定时器线圈逻辑状态位由到定时器线圈逻辑状态位由0 0变变变变1 1之之之之 间的时间间的时间间的时间间的时间注意：注意：注意：注意： 定时控制时间误差定时控制时间误差定时控制时间误差定时控制时间误差 产生误差的原因产生误差的原因产生误差的原因产生误差的原因 1 1、计时信号的输入延时、计时信号的输入延时、计时信号的输入延时、计时信号的输入延时 （3 3点）点）点）点） 2 2、扫描工作方式、扫描工作方式、扫描工作方式、扫描工作方式 3 3、当前值与刷新方式、当前值与刷新方式、当前值与刷新方式、当前值与刷新方式 计时信号由计时信号由计时信号由计时信号由PLCPLC外部输入还要考虑输入延迟时间外部输入还要考虑输入延迟时间外部输入还要考虑输入延迟时间外部输入还要考虑输入延迟时间 误差值一般为误差值一般为误差值一般为误差值一般为T T2T 2T 当计时信号来自外部输入当计时信号来自外部输入当计时信号来自外部输入当计时信号来自外部输入 则计时误差为（则计时误差为（则计时误差为（则计时误差为（2 23 3）T T 再加输入滤波时间再加输入滤波时间再加输入滤波时间再加输入滤波时间二、二、PLC的计数器的计数器 FX2N C0C255共共256点计数器点计数器 分两种类型分两种类型 一类是内部信号计数器一类是内部信号计数器 C0C199加计数器共加计数器共 200点点 C200C234为为32位双位双 向（加向（加/减）计数共减）计数共35点点 频率不高频率不高 有普通型和保持型之分有普通型和保持型之分 计数信号由一般输入端子计数信号由一般输入端子 输入。输入。 另一类是外部信号高速计数器另一类是外部信号高速计数器另一类是外部信号高速计数器另一类是外部信号高速计数器 C235C235C255C255共共共共2121点均为点均为点均为点均为3232 位保持型位保持型位保持型位保持型 外部计数信号由高速输入端子外部计数信号由高速输入端子外部计数信号由高速输入端子外部计数信号由高速输入端子 X0X0X5X5输入输入输入输入1 1计数器的组成与计数方式计数器的组成与计数方式计数器的组成与计数方式计数器的组成与计数方式 与定时器类似与定时器类似与定时器类似与定时器类似 由软机组成由软机组成由软机组成由软机组成 在在在在RAMRAM区中占用二个或四个区中占用二个或四个区中占用二个或四个区中占用二个或四个1616 位数据寄存器位数据寄存器位数据寄存器位数据寄存器 （1616位计数器占用二个字元位计数器占用二个字元位计数器占用二个字元位计数器占用二个字元 件，件，件，件，3232位计数器占用四个字位计数器占用四个字位计数器占用四个字位计数器占用四个字 元件）元件）元件）元件） 普通型计数器普通型计数器普通型计数器普通型计数器 普通型数据寄存器普通型数据寄存器普通型数据寄存器普通型数据寄存器 保持型计数器保持型计数器保持型计数器保持型计数器 用保持型数据寄存器用保持型数据寄存器用保持型数据寄存器用保持型数据寄存器 与定时器不同的是计数器还要占用与定时器不同的是计数器还要占用与定时器不同的是计数器还要占用与定时器不同的是计数器还要占用4 4个位元件个位元件个位元件个位元件 比定时器多占比定时器多占比定时器多占比定时器多占1 1位位位位 复位位和计数器线圈的逻辑状复位位和计数器线圈的逻辑状复位位和计数器线圈的逻辑状复位位和计数器线圈的逻辑状 态位态位态位态位 还占用还占用还占用还占用二个计数位：二个计数位：二个计数位：二个计数位： 计数位计数位计数位计数位1 1和计数位和计数位和计数位和计数位2 2 计数位计数位计数位计数位1 1 存放上一个扫描周期中计数器计数存放上一个扫描周期中计数器计数存放上一个扫描周期中计数器计数存放上一个扫描周期中计数器计数 条件满足与否条件满足与否条件满足与否条件满足与否 计数位计数位计数位计数位2 2 存放本扫描周期计数器的计数条件存放本扫描周期计数器的计数条件存放本扫描周期计数器的计数条件存放本扫描周期计数器的计数条件 满足与否满足与否满足与否满足与否注意：注意：注意：注意：一般情况一般情况一般情况一般情况 被测计数信号是已脉冲形式输入被测计数信号是已脉冲形式输入被测计数信号是已脉冲形式输入被测计数信号是已脉冲形式输入 在脉冲上升沿时刻计数在脉冲上升沿时刻计数在脉冲上升沿时刻计数在脉冲上升沿时刻计数 计数位计数位计数位计数位1 1和计数位和计数位和计数位和计数位2 2均为均为均为均为0 0或或或或1 1 及计数位及计数位及计数位及计数位1 1为为为为1 1 、计数位、计数位、计数位、计数位2 2为为为为0 0情情情情 况下该计数器均不计数况下该计数器均不计数况下该计数器均不计数况下该计数器均不计数 只有在计数位只有在计数位只有在计数位只有在计数位1 1为为为为0 0、计数位、计数位、计数位、计数位2 2为为为为 1 1该计数器才进入计数状态该计数器才进入计数状态该计数器才进入计数状态该计数器才进入计数状态 即加计数器当前值加即加计数器当前值加即加计数器当前值加即加计数器当前值加1 1，减计数，减计数，减计数，减计数 器当前值减器当前值减器当前值减器当前值减1 1 完成一次计数工作完成一次计数工作完成一次计数工作完成一次计数工作 在扫描到在扫描到END或或FEND 指令时指令时 CPU分别将正在计数的各计数器计数分别将正在计数的各计数器计数 位位2的状态赋予计数位的状态赋予计数位1 当计数器当前值达到其设定值时当计数器当前值达到其设定值时 计数器的逻辑线圈位置计数器的逻辑线圈位置 1 在用户程序中可调用该位状态去实现在用户程序中可调用该位状态去实现 计数控制功能计数控制功能32位双向（加位双向（加/减）循环计数器的设定值减）循环计数器的设定值 是正数也可以是负数是正数也可以是负数 K值设定范围为值设定范围为 21474836482147483647 设定值正数设定值正数 工作方式与加计数器情况相同工作方式与加计数器情况相同 当前值等于设定值时线圈逻辑当前值等于设定值时线圈逻辑 位置位置1 当前值达到当前值达到2147483647时时 如果再加如果再加1则当前值变为则当前值变为 2147483648 计数器处于减计数工作方式：计数器处于减计数工作方式：计数器处于减计数工作方式：计数器处于减计数工作方式： 当前值达到当前值达到当前值达到当前值达到21474836482147483648再再再再 减减减减1 1 则当前值为则当前值为则当前值为则当前值为21474836472147483647 加加加加/ /减计数方式：减计数方式：减计数方式：减计数方式： 由对应由对应由对应由对应3535个特殊用途辅助继电器个特殊用途辅助继电器个特殊用途辅助继电器个特殊用途辅助继电器 M8200M8200M8234M8234的状态决定的状态决定的状态决定的状态决定 （图（图（图（图2-282-28） 当当当当M8230M8230为为为为0 0状态时状态时状态时状态时 C30 C30为递加计数为递加计数为递加计数为递加计数 当当当当M8230M8230为为为为1 1状态时状态时状态时状态时 则则则则C230C230为递减计数。为递减计数。为递减计数。为递减计数。C230 当前值当前值图图2-28 加加/减计数器动工作情况减计数器动工作情况X13C230 K-2C230 K-2Y0Y0C2300 1 2 1 0 -1 -2 -3 -2 -1 0 1 2 3 0 1X14RSTC230X13X14Y0X12M8230M8230X12加加 减减 加加2内部信号计数器的计数频率内部信号计数器的计数频率 （1）内部信号计数器）内部信号计数器C0C234 计数频率在复位位为计数频率在复位位为0 计数位计数位1为为0和计数位和计数位2为为1 完成一次计数过程完成一次计数过程 计数位计数位1和计数位和计数位2的状态的状态 由两次扫描结果获得由两次扫描结果获得 即某个计数器最高计数频率为即某个计数器最高计数频率为 1/2T Hz注意：注意： 考虑考虑PLC的输入滤波时间常数的输入滤波时间常数 和扫描程序的延迟影响和扫描程序的延迟影响 实际允许计数频率智能取实际允许计数频率智能取1/2fmax例如：例如： 设扫描周期设扫描周期T=10ms， 则则fmax=1/2T=50Hz， 实际计数频率只能取实际计数频率只能取25Hz。（2 2）外部信号高速计数器）外部信号高速计数器）外部信号高速计数器）外部信号高速计数器 计数频率计数频率计数频率计数频率 FX2FX2提供了提供了提供了提供了C235C235C255C255 共共共共2121个高速计数器个高速计数器个高速计数器个高速计数器 计数器在硬件和软件设计中采取一系列计数器在硬件和软件设计中采取一系列计数器在硬件和软件设计中采取一系列计数器在硬件和软件设计中采取一系列 措施措施措施措施 例如：例如：例如：例如： 这些计数器采用了开关速度更高的电子这些计数器采用了开关速度更高的电子这些计数器采用了开关速度更高的电子这些计数器采用了开关速度更高的电子 器件器件器件器件 计数信号从高速输入端计数信号从高速输入端计数信号从高速输入端计数信号从高速输入端X0X0X5X5输入并输入并输入并输入并 与软件相配合（采用与软件相配合（采用与软件相配合（采用与软件相配合（采用REFREF和和和和REFFREFF指令）指令）指令）指令） 使输入响应更快使输入响应更快使输入响应更快使输入响应更快 计数工作一律采用中断处理方式等等计数工作一律采用中断处理方式等等计数工作一律采用中断处理方式等等计数工作一律采用中断处理方式等等 使高速计时器的最高频率可达使高速计时器的最高频率可达使高速计时器的最高频率可达使高速计时器的最高频率可达10KHz10KHz。FX2N高速计数的最高频率：高速计数的最高频率： 受两方面因素的限制受两方面因素的限制 一是受到高速输入和计数器一是受到高速输入和计数器 电子电路的硬件条件限制电子电路的硬件条件限制 如高速输入端如高速输入端X0、X2、X3 的最高计数频率为的最高计数频率为10KHz 而而X1、X4、X5为为7KHz 仅用一个计数器时单相高速仅用一个计数器时单相高速 计数器的最高计数频率为计数器的最高计数频率为10KHz 双向高速计数器为双向高速计数器为7KHz 而而AB相高速计数器仅为相高速计数器仅为2KHz 另一个限制因素是采用中断方另一个限制因素是采用中断方 式进行计数式进行计数 所以计数器越多所以计数器越多 （最多只能用（最多只能用6个）个） 计数频率就越低计数频率就越低为适应控制计数信号频率更高的场合：为适应控制计数信号频率更高的场合： FX2N提供具有特殊功能的高速计数提供具有特殊功能的高速计数 模块模块 FX-1HC 其最高计数频率可到其最高计数频率可到 50 kHz 本章小结本章小结介绍介绍介绍介绍 PLC PLC的由来、特点、基本原理及其应用发的由来、特点、基本原理及其应用发的由来、特点、基本原理及其应用发的由来、特点、基本原理及其应用发 展情况展情况展情况展情况 小型小型小型小型PLCPLC为例为例为例为例 介绍了它的硬件与软件的基本组成和工作介绍了它的硬件与软件的基本组成和工作介绍了它的硬件与软件的基本组成和工作介绍了它的硬件与软件的基本组成和工作 原理原理原理原理 根据工业控制特点根据工业控制特点根据工业控制特点根据工业控制特点 小型小型小型小型PLC PLC 采用周期循环、集中输入与集中采用周期循环、集中输入与集中采用周期循环、集中输入与集中采用周期循环、集中输入与集中 输出的工作方式输出的工作方式输出的工作方式输出的工作方式 响应滞后、速度慢响应滞后、速度慢响应滞后、速度慢响应滞后、速度慢 具备可靠性高、抗干扰能力强的特点具备可靠性高、抗干扰能力强的特点具备可靠性高、抗干扰能力强的特点具备可靠性高、抗干扰能力强的特点