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西门子300/400系统里如何使用TON定时器

如何在操作面板上设定定时器时间， 同时如何输出定时器的剩余时间？
说明:
下面几个例子演示了如何在面板上设置定时器时间，同时也演示了定时器剩余时间的输出。  

本文最后的项目样例里包括下面例子展示的全部功能。
  No. 步骤 
1 以秒为单位设定定时器时间(example_1 + example_2):

若在 操作面板上设定定时器的定时时间，相应的变量需要定义为”Timer”类型。如果面板的项目已经集成到Step7中，则变量可以直接引用Step7符号表，Step7项目中的”S5TIME”类型的变量会自动转为面板中“Timer”类型，这种类型的变量，其输入必须以毫秒为单位。 

一般“Timer”类型的变量需以毫秒为单位输入，为能够以秒为单位输入时间，需要修改变量属性中的“线性标定”。 

Fig. 01 

如图1所示，在线性标定中设定“操作面板，上限值＝1，控制器，上限值＝ 1000”意味着面板上输入的1会转换为1000传输到控制器中，因此面板可以秒为单位直接输入时间值（1000＝1000毫秒＝1秒）
 
2 将定时器的剩余时间以秒为单位在面板上输出： 

介绍：

时间输出值与时基相关，下图是Step7关于S5TIME定义的在线帮助。 

Fig. 02 

有关S5TIME在STEP7的在线帮助中 可以查到更多说明，这里不再展开。 

例1：
在面板项目的*个例子里，剩余时间直接来自于定时器的BCD输出，由于面板中的变量使用“Timer”的数据类型，因此不需要考虑控制器中S5TIME的时基就可以正确地在面板上显示剩余时间。（STEP7项目中调用FC10,DB10） 

例2：
在第二个例子中，没有在面板上直接显示S5TIME定时器的BCD输出，而是连接的定时器BI输出，即整型输出。这时如果在面板上输出正确的剩余时间，需要在控制器程序中考虑时基.(STEP7项目中调用FC20,DB20) 

本例中不同时基下组态了各自的输出域，当时基不同时，输出值的小数点会进行相应的移动，该输出域显示隐藏属性也由时基决定。 

这个剩余时间的显示由4个输出域配合完成，每个输出域的显示属性由时基决定，在“属性>动画>可见性”下完成组态。
具体见面板项目画面1中的3，4，5，6层组态的4个输出域。
 
3 以时/分/秒格式在面板上做时间输入/输出：
例3：

在第三个例子中，时间可以以时/分/秒的格式设定，当设定时间比较大的时候推荐用这种方法。（STEP7项目中调用FC82; FC200; FB200,DB200） 

这个例子中的FB200是用户自定义的功能块，其中包括将以秒为单位的整型时间值到S5TIME的转换。 

注释：
  

FB200调用FC200 

FC200调用FC82

FB200的结构: 

Fig. 03 

FB200的输入参数: 

In_Type_Of_Timer
设定使用的定时器功能块类型.
1=S_PULSE; 2=S_PEXT; 3=S_ODT; 4=S_ODTS; 5=S_OFFDT 
In_Timer_Number
设定使用的定时器编号(最大编号取决于 CPU). 
In_Timer_Start (Bool)
定时器启动  
In_Timer_Reset (Bool)
定时器重置  
Input_Hour (Int)
小时值设定  
Input_Minute (Int)
分钟值设定 
Input_Second (Int)
秒值设定
FB200的输出参数: 

Out_Hour (Int)
剩余时间的小时值  
Out_Minute (Int)
剩余时间的分钟值  
Out_Second (Int)
剩余时间的秒值  
Time_Exit (Bool)
时间状态 
Fault (Bool)
如果输入的时间超过2小时46分30秒，本例中出错位被置位，或者可以在操作面板中输出一个消息。.
"example_3"的操作注释:
例三中可以选择不同的定时器功能块作测试，一旦选定某一个，将会有对应的数值作为参数提供给FB200.
4 以时/分/秒格式在操作面板上输入/输出定时器时间： 

例4: 

第四个例子中，时间可以以日/时/分/秒的方式设定。与前几个例子不同的是，本例中调用了系统功能块SFB3 "TP"; SFB4 "TON" 和 SFB5 "TOF"。标准块中时间的最大值是2小时46分30秒，而系统块可以设定的最大值是24天20小时31分钟23秒（STEP7项目中调用FC40; DB40; FB210,DB210） 

这个例子中的FB210是用户自定义的功能块，其中包括将以秒为单位的整型时间值到S5TIME的转换。 

FB210的结构: 

Fig. 04 

FB210: 

In_Type_Of_Timer
设定使用的定时器功能块类型.
1=SFB3 (TP); 2=SFB4 (TON); 3=SFB5 (TOF) 
In_Timer_Start (Bool)
定时器启动 
In_Timer_Reset (Bool)
定时器重置  
Input_Date (DINT)
日期设定  
Input_Hour (DInt)
小时值设定  
Input_Minute (DInt)
分钟值设定  
Input_Second (DInt)
秒值设定 
Output parameters for the FB210: 

Out_Date (DInt)
剩余时间的日期值 
Out_Hour (DInt)
剩余时间的小时值  
Out_Minute (DInt)
剩余时间的分钟值  
Out_Second (DInt)
剩余时间的秒值  
Time_Exit (Bool)
时间状态 
Fault (Bool)
如果输入的时间超过24天20小时31分钟23秒，本例中出错位被置位，或者可以在操作面板中输出一个消息。.
"example_4"的操作:
例三中可以选择不同的定时器功能块作测试，一旦选定某一个，将会有对应的数值作为参数提供给FB210.

例子项目中的画面: 

Fig. 05 

运行和测试环境:
这个例子适用于所有SIMATIC S7-300/400系列的CPU。
另外,这个例子适用于所有操作系统基于Windows CE的操作面板。
下表是项目例子中使用的硬件和软件，经测试能够实现上述功能。
  Component Product and version designation 
PC 操作系统 Microsoft Windows XP SP2 
标准工具 STEP 7 V5.3 SP3 
组态工具 - 
HMI 软件 WinCC flexible 2005 SP1 Advanced 
HMI 设备 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.
下载附件包括压缩的STEP7项目和集成在项目中的WinCC flexible项目，其中包括上述的功能块。 

 附件 1: WinCC_flexible_Timer ( 2547 KB ) 

PLC的系统软件和用户程序简介

PLC控制系统的软件主要包括系统软件和用户程序。系统软件由PLC厂家固化在存储器中，用于控制PLC的运作。用户程序由使用者编制录入，保存在用户存储器中，用于控制外部对象的运行。

    1）、系统软件

     系统软件包括系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块及系统调用。整个系统软件是一个整体，它的质量很大程度上影响了PLC的性能。通常情况下，进一步改进和完善系统软件就可以在不增加任何设备条件下大大改善PLC的性能，使其功能越来越强。

2）用户程序

        PLC的程序一般由三个部分构成：用户程序、数据块和参数块。用户程序是必选项，数据块和参数块是可选部分。

用户程序即应用程序，是用户针对具体控制对象编制的程序。PLC是通过在RUN方式下，循环扫描执行用户程序来完成控制任务的，用户程序决定了一个控制系统的功能。

        一个完整的用户程序应当包含一个主程序、若干子程序和若干中断程序三大部分。

PLC抗干扰硬件上应采取的措施

(1) 屏蔽：对电源变压器、cpu、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。               

　　(2) 滤波：对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。               

　　(3)电源调整与保护：对cpu这个核心部件所需的+5v电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。               

　　(4) 隔离：在cpu与i/o电路间，采用光电隔离措施，有效隔离i/o间的电联系，减少故障误动作。                

　　(5)采用模块式结构：这种结构有助于在故障情况下短时修复。因为一旦查处某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统回复正常工作，也有助于加快查找故障原因。

PLC抗干扰软件上应采取的措施

故障检测：plc本身有很完善的自诊断功能，但在工程实践中，plc的i/o元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远高于plc的本身故障率，这些元件出现故障后，plc一般不会察觉出来，不会立即停机，这会导致多个故障相继发生，严重时会造成人身设备事故，停机后查找故障也要花费大量时间[4]。为方便检测故障可用梯形图程序实现，这里介绍一种逻辑组合判断法：系统正常运行时，plc的输入和输出信号之间存在着确定的关系，因此根据输出信号的状态与控制过程间的逻辑关系来判断设备运行是否正常。               

　　信息保护和恢复：当偶发性故障条件出现时，不破坏plc内部的信息，一旦故障条件消失，就可以恢复正常继续原来的工作。所以，plc在检测故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储器信息被冲掉，一旦检测到外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。

　　设置警戒时钟wdt：机械设备的动作时间一般是不变的，可以以这些时间为参考，当plc发出控制信号，相应的执行机械动作，同时启动一个定时器，定时器的设定值比正常情况下机械设备的动作时间长20%，若时间到，plc还没有收到执行机构动作结束信号，则启动报警。

　　提高输入信号的可靠性：由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响，会引起输入信号的错误，引起程序判断失误，造成事故，例如按纽的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作，可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次，采样间隔根据a/d转换时间和该信号的变化频率而定，三个数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。

整体式和机架模块式PLC是什么？

1）整体式（箱体式）

　　将PLC的中央处理器单元、输入、输出部件安装在一块印刷电路板上，并连同电源一起装在一个标准机壳内，形成一个箱体。这种结构简单，体积小，重量轻，通过输入、输出端子与外部设备连接。一般小型PLC常采用这种结构，它适用于单机自动控制。

三菱FX系列

（2）机架模块式

　　把PLC的各个部分制成独立的标准尺寸的模块，主要有CPU模块（包括存储器）、输入模块、输出模块、电源模块以及其他各种模块直接插入机架底板的插座上即可。这种结构形式配置灵活，装配方便，便于扩展，用户根据控制要求灵活地配置各种模块，构成各种控制系统。一般大型、中型PLC采用这种结构。

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