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西門子300/400系統(tǒng)里如何使用TON定時器

如何在操作面板上設定定時器時間， 同時如何輸出定時器的剩余時間？
說明:
下面幾個例子演示了如何在面板上設置定時器時間，同時也演示了定時器剩余時間的輸出。  

本文最后的項目樣例里包括下面例子展示的全部功能。
  No. 步驟 
1 以秒為單位設定定時器時間(example_1 + example_2):

若在 操作面板上設定定時器的定時時間，相應的變量需要定義為”Timer”類型。如果面板的項目已經集成到Step7中，則變量可以直接引用Step7符號表，Step7項目中的”S5TIME”類型的變量會自動轉為面板中“Timer”類型，這種類型的變量，其輸入必須以毫秒為單位。 

一般“Timer”類型的變量需以毫秒為單位輸入，為能夠以秒為單位輸入時間，需要修改變量屬性中的“線性標定”。 

Fig. 01 

如圖1所示，在線性標定中設定“操作面板，上限值＝1，控制器，上限值＝ 1000”意味著面板上輸入的1會轉換為1000傳輸到控制器中，因此面板可以秒為單位直接輸入時間值（1000＝1000毫秒＝1秒）
 
2 將定時器的剩余時間以秒為單位在面板上輸出： 

介紹：

時間輸出值與時基相關，下圖是Step7關于S5TIME定義的在線幫助。 

Fig. 02 

有關S5TIME在STEP7的在線幫助中 可以查到更多說明，這里不再展開。 

例1：
在面板項目的*個例子里，剩余時間直接來自于定時器的BCD輸出，由于面板中的變量使用“Timer”的數據類型，因此不需要考慮控制器中S5TIME的時基就可以正確地在面板上顯示剩余時間。（STEP7項目中調用FC10,DB10） 

例2：
在第二個例子中，沒有在面板上直接顯示S5TIME定時器的BCD輸出，而是連接的定時器BI輸出，即整型輸出。這時如果在面板上輸出正確的剩余時間，需要在控制器程序中考慮時基.(STEP7項目中調用FC20,DB20) 

本例中不同時基下組態(tài)了各自的輸出域，當時基不同時，輸出值的小數點會進行相應的移動，該輸出域顯示隱藏屬性也由時基決定。 

這個剩余時間的顯示由4個輸出域配合完成，每個輸出域的顯示屬性由時基決定，在“屬性>動畫>可見性”下完成組態(tài)。
具體見面板項目畫面1中的3，4，5，6層組態(tài)的4個輸出域。
 
3 以時/分/秒格式在面板上做時間輸入/輸出：
例3：

在第三個例子中，時間可以以時/分/秒的格式設定，當設定時間比較大的時候推薦用這種方法。（STEP7項目中調用FC82; FC200; FB200,DB200） 

這個例子中的FB200是用戶自定義的功能塊，其中包括將以秒為單位的整型時間值到S5TIME的轉換。 

注釋：
  

FB200調用FC200 

FC200調用FC82

FB200的結構: 

Fig. 03 

FB200的輸入參數: 

In_Type_Of_Timer
設定使用的定時器功能塊類型.
1=S_PULSE; 2=S_PEXT; 3=S_ODT; 4=S_ODTS; 5=S_OFFDT 
In_Timer_Number
設定使用的定時器編號(最大編號取決于 CPU). 
In_Timer_Start (Bool)
定時器啟動  
In_Timer_Reset (Bool)
定時器重置  
Input_Hour (Int)
小時值設定  
Input_Minute (Int)
分鐘值設定 
Input_Second (Int)
秒值設定
FB200的輸出參數: 

Out_Hour (Int)
剩余時間的小時值  
Out_Minute (Int)
剩余時間的分鐘值  
Out_Second (Int)
剩余時間的秒值  
Time_Exit (Bool)
時間狀態(tài) 
Fault (Bool)
如果輸入的時間超過2小時46分30秒，本例中出錯位被置位，或者可以在操作面板中輸出一個消息。.
"example_3"的操作注釋:
例三中可以選擇不同的定時器功能塊作測試，一旦選定某一個，將會有對應的數值作為參數提供給FB200.
4 以時/分/秒格式在操作面板上輸入/輸出定時器時間： 

例4: 

第四個例子中，時間可以以日/時/分/秒的方式設定。與前幾個例子不同的是，本例中調用了系統(tǒng)功能塊SFB3 "TP"; SFB4 "TON" 和 SFB5 "TOF"。標準塊中時間的最大值是2小時46分30秒，而系統(tǒng)塊可以設定的最大值是24天20小時31分鐘23秒（STEP7項目中調用FC40; DB40; FB210,DB210） 

這個例子中的FB210是用戶自定義的功能塊，其中包括將以秒為單位的整型時間值到S5TIME的轉換。 

FB210的結構: 

Fig. 04 

FB210: 

In_Type_Of_Timer
設定使用的定時器功能塊類型.
1=SFB3 (TP); 2=SFB4 (TON); 3=SFB5 (TOF) 
In_Timer_Start (Bool)
定時器啟動 
In_Timer_Reset (Bool)
定時器重置  
Input_Date (DINT)
日期設定  
Input_Hour (DInt)
小時值設定  
Input_Minute (DInt)
分鐘值設定  
Input_Second (DInt)
秒值設定 
Output parameters for the FB210: 

Out_Date (DInt)
剩余時間的日期值 
Out_Hour (DInt)
剩余時間的小時值  
Out_Minute (DInt)
剩余時間的分鐘值  
Out_Second (DInt)
剩余時間的秒值  
Time_Exit (Bool)
時間狀態(tài) 
Fault (Bool)
如果輸入的時間超過24天20小時31分鐘23秒，本例中出錯位被置位，或者可以在操作面板中輸出一個消息。.
"example_4"的操作:
例三中可以選擇不同的定時器功能塊作測試，一旦選定某一個，將會有對應的數值作為參數提供給FB210.

例子項目中的畫面: 

Fig. 05 

運行和測試環(huán)境:
這個例子適用于所有SIMATIC S7-300/400系列的CPU。
另外,這個例子適用于所有操作系統(tǒng)基于Windows CE的操作面板。
下表是項目例子中使用的硬件和軟件，經測試能夠實現上述功能。
  Component Product and version designation 
PC 操作系統(tǒng) Microsoft Windows XP SP2 
標準工具 STEP 7 V5.3 SP3 
組態(tài)工具 - 
HMI 軟件 WinCC flexible 2005 SP1 Advanced 
HMI 設備 MP370 Touch 12" 
控制器 S7 CPU 315 2DP (315-2AG10-0AB0) 

The attached download contains the archived STEP 7 project and integrated WinCC flexible project, along with the function blocks described above.
下載附件包括壓縮的STEP7項目和集成在項目中的WinCC flexible項目，其中包括上述的功能塊。 

 附件 1: WinCC_flexible_Timer ( 2547 KB ) 

PLC的系統(tǒng)軟件和用戶程序簡介

PLC控制系統(tǒng)的軟件主要包括系統(tǒng)軟件和用戶程序。系統(tǒng)軟件由PLC廠家固化在存儲器中，用于控制PLC的運作。用戶程序由使用者編制錄入，保存在用戶存儲器中，用于控制外部對象的運行。

    1）、系統(tǒng)軟件

     系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序、標準程序模塊及系統(tǒng)調用。整個系統(tǒng)軟件是一個整體，它的質量很大程度上影響了PLC的性能。通常情況下，進一步改進和完善系統(tǒng)軟件就可以在不增加任何設備條件下大大改善PLC的性能，使其功能越來越強。

2）用戶程序

        PLC的程序一般由三個部分構成：用戶程序、數據塊和參數塊。用戶程序是必選項，數據塊和參數塊是可選部分。

用戶程序即應用程序，是用戶針對具體控制對象編制的程序。PLC是通過在RUN方式下，循環(huán)掃描執(zhí)行用戶程序來完成控制任務的，用戶程序決定了一個控制系統(tǒng)的功能。

        一個完整的用戶程序應當包含一個主程序、若干子程序和若干中斷程序三大部分。

PLC抗干擾硬件上應采取的措施

(1) 屏蔽：對電源變壓器、cpu、編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。               

　　(2) 濾波：對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。               

　　(3)電源調整與保護：對cpu這個核心部件所需的+5v電源，采用多級濾波，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓的影響。               

　　(4) 隔離：在cpu與i/o電路間，采用光電隔離措施，有效隔離i/o間的電聯系，減少故障誤動作。                

　　(5)采用模塊式結構：這種結構有助于在故障情況下短時修復。因為一旦查處某一模塊出現故障，就能迅速更換，使系統(tǒng)回復正常工作，也有助于加快查找故障原因。

PLC抗干擾軟件上應采取的措施

故障檢測：plc本身有很完善的自診斷功能，但在工程實踐中，plc的i/o元件如限位開關、電磁閥、接觸器等的故障率遠遠高于plc的本身故障率，這些元件出現故障后，plc一般不會察覺出來，不會立即停機，這會導致多個故障相繼發(fā)生，嚴重時會造成人身設備事故，停機后查找故障也要花費大量時間[4]。為方便檢測故障可用梯形圖程序實現，這里介紹一種邏輯組合判斷法：系統(tǒng)正常運行時，plc的輸入和輸出信號之間存在著確定的關系，因此根據輸出信號的狀態(tài)與控制過程間的邏輯關系來判斷設備運行是否正常。               

　　信息保護和恢復：當偶發(fā)性故障條件出現時，不破壞plc內部的信息，一旦故障條件消失，就可以恢復正常繼續(xù)原來的工作。所以，plc在檢測故障條件時，立即把現狀態(tài)存入存儲器，軟件配合對存儲器進行封閉，禁止對存儲器的任何操作，以防存儲器信息被沖掉，一旦檢測到外界環(huán)境正常后，便可恢復到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的程序工作。

　　設置警戒時鐘wdt：機械設備的動作時間一般是不變的，可以以這些時間為參考，當plc發(fā)出控制信號，相應的執(zhí)行機械動作，同時啟動一個定時器，定時器的設定值比正常情況下機械設備的動作時間長20%，若時間到，plc還沒有收到執(zhí)行機構動作結束信號，則啟動報警。

　　提高輸入信號的可靠性：由于電磁干擾、噪聲、模擬信號誤差等因素的影響，會引起輸入信號的錯誤，引起程序判斷失誤，造成事故，例如按紐的抖動、繼電器觸點的瞬間跳動都會引起系統(tǒng)誤動作，可以采用軟件延時去抖。對于模擬信號誤差的影響可采取對模擬信號連續(xù)采樣三次，采樣間隔根據a/d轉換時間和該信號的變化頻率而定，三個數據先后存放在不同的數據寄存器中，經比較后取中間值或平均值作為當前輸入值。

整體式和機架模塊式PLC是什么？

1）整體式（箱體式）

　　將PLC的中央處理器單元、輸入、輸出部件安裝在一塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在一個標準機殼內，形成一個箱體。這種結構簡單，體積小，重量輕，通過輸入、輸出端子與外部設備連接。一般小型PLC常采用這種結構，它適用于單機自動控制。

三菱FX系列

（2）機架模塊式

　　把PLC的各個部分制成獨立的標準尺寸的模塊，主要有CPU模塊（包括存儲器）、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊以及其他各種模塊直接插入機架底板的插座上即可。這種結構形式配置靈活，裝配方便，便于擴展，用戶根據控制要求靈活地配置各種模塊，構成各種控制系統(tǒng)。一般大型、中型PLC采用這種結構。

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