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三菱FX5U PLC系统教程 第五课:定时器与计数器应用

时间: 2025-12-30 17:30浏览量:333次


第一部分:定时器基础

1.1 定时器概述

定时器作用:

  • 实现延时控制

  • 产生脉冲信号

  • 时间测量

  • 顺序时间控制

FX5U定时器分类:

  1. 按时间单位分类:

    • 100ms定时器:T0-T199(0.1-3276.7秒)

    • 10ms定时器:T200-T245(0.01-327.67秒)

    • 1ms累积定时器:T246-T249(0.001-32.767秒)

    • 100ms累积定时器:T250-T255(0.1-3276.7秒)

  2. 按功能分类:

    • 普通定时器:通电延时,断电复位

    • 累积定时器:通电累加,断电保持,需复位

1.2 定时器编号和设定值

定时器编号:

text
T0-T199:100ms定时器(200点)
T200-T245:10ms定时器(46点)
T246-T249:1ms累积定时器(4点)
T250-T255:100ms累积定时器(6点)

设定值表示:

  • K常数:K10表示10个单位时间

  • 数据寄存器:D100等寄存器中的值

时间计算:

text
100ms定时器:K50 = 50 × 100ms = 5秒
10ms定时器:K100 = 100 × 10ms = 1秒
1ms累积定时器:K1000 = 1000 × 1ms = 1秒

第二部分:定时器指令详解

2.1 通电延时定时器(TON)

指令格式:

text
   [驱动条件]
|---||----------[TON 定时器编号 设定值]---

工作过程:

  1. 驱动条件接通,定时器开始计时

  2. 计时达到设定值,定时器触点动作

  3. 驱动条件断开,定时器立即复位

示例程序1:基本延时接通

text
   X0          T0 K50
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---

功能:X0接通5秒后,Y0接通

示例程序2:延时断开

text
   X0    Y0
|---||---( )---
   X0          T0 K30
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---|/|---

功能:X0断开后,Y0延时3秒断开

2.2 累积定时器

指令格式:

text
   [驱动条件]
|---||----------[TON 定时器编号 设定值]---
(与普通TON相同,但断电保持)

工作特点:

  1. 驱动条件接通,开始累积计时

  2. 驱动条件断开,计时值保持

  3. 需要RST指令复位

  4. 适合累计时间测量

示例程序:

text
   X0          T250 K100
|---||----------[TON]---
   X1          T250
|---||----------[RST]---
   T250   Y0
|---||---( )---

功能:X0接通时开始计时,累计10秒后Y0接通;X1接通时复位定时器

第三部分:定时器应用实例

3.1 闪烁电路(振荡电路)

电路一:基本闪烁电路

text
   M8000        T0 K5
|---||----------[TON]---
   T0           T1 K5
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---

功能:上电后Y0以1秒周期闪烁(0.5秒ON,0.5秒OFF)

电路二:可调闪烁电路

text
   X0           T0 D0
|---||----------[TON]---
   T0           T1 D1
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---

功能:通过D0、D1调节亮灭时间

3.2 顺序延时启动

三台电机顺序启动:

text
   X0           T0 K20
|---||----------[TON]---
   X0    Y0
|---||---( )---
   T0    Y1
|---||---( )---
   T0           T1 K20
|---||----------[TON]---
   T1    Y2
|---||---( )---

功能:按下X0,电机1立即启动,2秒后电机2启动,再2秒后电机3启动

3.3 单按钮控制启停

使用定时器实现:

text
   X0    M0    T0 K2
|---||---|/|---[TON]---
   T0    M0
|---||---(S)---
   X0    M0    T0
|---||---||---[RST]---
   T0           T1 K2
|---||----------[TON]---
   T1    M0
|---||---(R)---
   M0    Y0
|---||---( )---

功能:按一下启动,再按一下停止

第四部分:计数器基础

4.1 计数器概述

计数器作用:

  • 产品计数

  • 设备运行次数统计

  • 位置计数

  • 流程步数控制

FX5U计数器分类:

  1. 16位增计数器: C0-C199(200点)

    • 计数范围:1-32767

    • 普通用途,断电不保持

  2. 32位增减计数器: C200-C234(35点)

    • 计数范围:-2147483648~+2147483647

    • 可增可减,断电保持

  3. 高速计数器: C235-C255(21点)

    • 高速计数,用于编码器等

    • 独立于扫描周期

4.2 计数器编号和使用

16位增计数器:

text
设定值范围:K1-K32767
复位方式:RST指令
断电状态:普通型断电清零,保持型断电保持

示例程序:

text
   X0               C0 K5
|---||---------------[CNT]---
   X1               C0
|---||---------------[RST]---
   C0    Y0
|---||---( )---

功能:X0每接通5次,Y0接通一次;X1接通时复位计数器

第五部分:计数器应用实例

5.1 产品计数打包

基本计数打包:

text
   X0               C0 K10
|---||---------------[CNT]---
   C0    Y0
|---||---( )---
   Y0           T0 K20
|---||----------[TON]---
   T0               C0
|---||---------------[RST]---

功能:每10个产品打包一次(Y0动作),打包完成延时2秒复位计数器

5.2 双方向计数

使用32位增减计数器:

text
   M8000           C200 K100000
|---||---------------[CNT设定]---
   X0               C200
|---||---------------[UP]---
   X1               C200
|---||---------------[DOWN]---
   X2               C200
|---||---------------[RST]---
   C200   K50000    Y0
|---||----[>=]------( )---

功能:X0增加计数,X1减少计数,达到50000时Y0输出

5.3 生产线工位控制

text
   X0               C0 K1
|---||---------------[CNT]---
   C0    Y0
|---||---( )---
   X1               C1 K2
|---||---------------[CNT]---
   C1    Y1
|---||---( )---
   X2               C2 K3
|---||---------------[CNT]---
   C2    Y2
|---||---( )---
   X3               C0
|---||---------------[RST]---
                  C1
                  C2

功能:不同工位完成不同数量的计数控制

第六部分:定时器与计数器结合应用

6.1 长时间定时控制

使用计数器扩展定时时间:

方法一:定时器+计数器

text
   X0           T0 K600
|---||----------[TON]---
   T0               C0 K10
|---||---------------[CNT]---
   C0    Y0
|---||---( )---

计算:T0每60秒动作一次,C0计数10次,总时间=60×10=600秒

方法二:两个计数器组合

text
   M8013             C0 K60
|---||---------------[CNT]---
   C0               C1 K10
|---||---------------[CNT]---
   C1    Y0
|---||---( )---

计算:M8013(1秒脉冲),总时间=1×60×10=600秒

6.2 自动循环控制

生产线自动循环:

text
   X0    M0
|---||---(S)---
   M0           T0 K50
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---
   Y0               C0 K100
|---||---------------[CNT]---
   C0    M0
|---||---(R)---
   C0           T1 K20
|---||----------[TON]---
   T1               C0
|---||---------------[RST]---

功能:启动后运行100个循环,每个循环动作5秒,间隔2秒

6.3 多段时间控制

注塑机时间控制:

text
   X0    M0
|---||---(S)---
   M0           T0 K30
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---
   Y0           T1 K20
|---||----------[TON]---
   T1    Y1
|---||---( )---
   Y1           T2 K40
|---||----------[TON]---
   T2    Y2
|---||---( )---
   Y2               C0 K1
|---||---------------[CNT]---
   C0    M0
|---||---(R)---
   C0               T3 K10
|---||----------[TON]---
   T3               C0
|---||---------------[RST]---

功能:合模3秒→注射2秒→保压4秒→冷却1秒,循环生产

第七部分:实践任务

任务1:定时器编程练习

练习1:电动机星三角启动控制
要求:

  1. X0启动按钮,X1停止按钮

  2. 按下启动,主接触器和星接触器动作(Y0、Y1)

  3. 5秒后,星接触器断开(Y1 OFF)

  4. 再1秒后,角接触器接通(Y2 ON)

  5. 按下停止,全部断开

练习2:交通灯控制
要求:

  1. 东西方向:绿灯亮25秒→黄灯亮5秒→红灯亮30秒

  2. 南北方向:红灯亮30秒→绿灯亮25秒→黄灯亮5秒

  3. 循环运行

任务2:计数器编程练习

练习1:产量统计系统
要求:

  1. 检测传感器X0计数产品

  2. 每100个产品,Y0灯亮提示

  3. X1按钮按下复位计数

  4. 使用D0存储当前计数值

  5. D1存储累计总产量(断电保持)

练习2:设备保养提醒
要求:

  1. 设备运行时,X2每动作一次计数

  2. 运行达到10000次,Y1保养提醒灯亮

  3. 保养后X3复位计数器

  4. 保养记录次数存储在D10中

任务3:综合应用练习

自动搅拌机控制:
要求:

  1. X0启动,Y0进料阀门打开

  2. 进料时间10秒(T0计时)

  3. 进料结束,Y1搅拌电机启动

  4. 搅拌时间30秒(T1计时)

  5. 搅拌结束,Y2出料阀门打开

  6. 出料时间15秒(T2计时)

  7. 每个循环生产1罐产品(C0计数)

  8. 生产10罐后自动停止,Y3完成指示灯亮

  9. X1急停按钮,立即停止所有动作

第八部分:常见问题解答

问题1:定时器不动作怎么办?

检查步骤:

  1. 驱动条件是否接通

  2. 定时器编号是否正确

  3. 设定值是否合适

  4. 是否有其他程序复位定时器

  5. PLC扫描周期是否影响

问题2:计数器计数不准确?

可能原因:

  1. 输入信号抖动,需加去抖动程序

  2. 扫描周期影响高速计数

  3. 计数器被意外复位

  4. 设定值超出范围

去抖动程序示例:

text
   X0           T0 K1
|---||----------[TON]---
   T0               C0 K1
|---||---------------[CNT]---

问题3:如何实现精确长时间定时?

解决方案:

  1. 使用1ms累积定时器

  2. 使用计数器扩展

  3. 使用实时时钟功能

  4. 使用中断定时

第九部分:学习检测

选择题(每题10分)

  1. T0定时器的时间单位是多少?
    A) 1ms
    B) 10ms
    C) 100ms
    D) 1s

  2. C200计数器是多少位的?
    A) 16位
    B) 32位
    C) 8位
    D) 64位

  3. 要定时1小时,最好使用什么方法?
    A) 一个T0定时器
    B) 定时器加计数器
    C) 多个定时器串联
    D) 使用时钟指令

判断题(每题10分)

  1. 普通定时器断电后会自动复位。( )

  2. 计数器只能增加不能减少。( )

  3. 定时器和计数器都可以使用数据寄存器作为设定值。( )

编程题(40分)

设计一个仓库门自动控制系统:

要求:

  1. 车辆检测传感器X0检测到车辆

  2. 门开始打开(Y0),5秒完全打开(T0)

  3. 车辆通过后,位置传感器X1检测车辆完全进入

  4. 门开始关闭(Y1),8秒完全关闭(T1)

  5. 每天统计进出车辆数量(C0计数)

  6. 每天8点自动清零计数(使用时钟指令或X2手动清零)

  7. 防夹功能:关门过程中X3被触发,立即停止并反转开门2秒

答案部分

选择题答案:

  1. C 2. B 3. B

判断题答案:

  1. 对 2. 错 3. 对

编程题参考程序:

text
网络1:车辆检测开门
   X0    M0    Y1    T0 K50
|---||---|/|---|/|---[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---

网络2:车辆通过关门
   X1           T1 K80
|---||----------[TON]---
   T1    Y1
|---||---( )---

网络3:车辆计数
   X0               C0 K1
|---||---------------[CNT]---

网络4:防夹功能
   X3    Y1    M1
|---||---||---(S)---
   M1    Y0
|---||---( )---
   M1           T2 K20
|---||----------[TON]---
   T2    M1
|---||---(R)---
   T2    Y1
|---|/|---

网络5:每日清零(示例用按钮代替)
   X2               C0
|---||---------------[RST]---

网络6:结束
   END

第十部分:课后作业

作业1:定时器应用设计

设计以下控制系统:

  1. 水泵轮换控制系统(两台水泵,每运行2小时轮换)

  2. 路灯自动控制系统(晚上6点开,早上6点关,使用定时器模拟)

  3. 电梯门自动控制系统(开门保持10秒,有人进入重新计时)

作业2:计数器应用设计

设计以下计数系统:

  1. 流水线产量分级统计(良品C0,不良品C1,总数C2)

  2. 设备运行时间统计(以小时为单位,断电保持)

  3. 停车场车位计数器(进入加1,离开减1,满位提示)

作业3:综合项目

设计一个自动灌装生产线:

  1. 空瓶检测(X0),有空瓶时传送带运行(Y0)

  2. 灌装位置检测(X1),开始灌装(Y1)

  3. 灌装时间根据产品设定(D0设定,单位0.1秒)

  4. 灌装完成,压盖机动作(Y2)2秒

  5. 贴标机动作(Y3)1秒

  6. 成品计数(C0),每100瓶打包(Y4)

  7. 班产量统计(D10),8小时换班清零

作业4:故障分析

分析以下程序可能的问题:

text
   X0           T0 K50000
|---||----------[TON]---
   T0    Y0
|---||---( )---
   X1               C0 K100000
|---||---------------[CNT]---
   C0    Y1
|---||---( )---

学习总结

本课重点回顾:

  1. 定时器类型和特点

  2. 计数器类型和使用

  3. 定时器和计数器结合应用

  4. 实际工程应用案例

关键技能掌握:

  1. 正确选用定时器类型

  2. 实现精确时间控制

  3. 设计计数统计系统

  4. 解决长时间定时问题

常见错误避免:

  1. 定时器设定值超出范围

  2. 高速计数使用错误

  3. 忘记定时器复位

  4. 计数器复位条件错误

下节课预告

第六课:数据处理指令

  • 数据传送指令

  • 比较指令应用

  • 算术运算指令

  • 数据转换指令

学习建议

  1. 多做定时和计数实验

  2. 从简单应用到复杂系统

  3. 注意定时精度要求

  4. 重视实际应用案例

请认真完成本课的所有实践任务,准备好后可以开始第六课的学习。

祝您学习顺利!

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