脉冲定时器类似于数字电路中上升沿触发的单稳态电路。图1中的指令框是S5脉冲定时器( Pulse S5 Timer),S为脉冲定时器的设置输入端,TV为预置值输入端,R为复位输入端;Q为定时器位输出端,BI端输出不带时间基准的十六进制格式当前时间值,BCD端输出S5T#格式的当前时间值。可以不给BI和BCD输出端指定地址。S、R、Q为BOOL(位)变量,BI和BCD为WORD(字)变量,TV为S5TIME变量。各变量均可以使用I(仅用于输入变量)、Q、M、L、D存储区。 可以用仿真软件plcSIM模拟运行随书光盘中的项目“T_C例程”,来形象地理解定时器和计数器的工作过程。在STEP 7中打开该项目,启动仿真软件PLCSIM,将OB1中的程序下载到仿真PLC,将后者切换到RUN模式。在梯形图编辑器中打开OB1,点击工具条上的■(监控)按钮,启动程序状态监控功能。 对S5脉冲定时器仿真时,点击PLCSIM窗口中I0.0对应的小方框,方框内出现“√”,表示I0.0为1状态。由于输入电路(I0.0的常开触点)闭合,梯形图中的触点、方框和Q4.0的线圈均变为绿色,表示T0正在输出脉冲。可以看到,T0被启动后,从预置值开始,每经过一个时间基准,它的时间值减1。直到减为0,定时时间到,Q4.0的线圈断电。在定时期间,BI端输出十六进制的当前剩余时间值,BCD端输出S5T#格式的当前时间剩余值。图2中的时序图用下降的斜坡表示定时期间当前值递减,图中的t是定时器的预置值。 可以通过定时器的时序图和仿真实验来理解定时器的功能。由图2可知,脉冲定时器从输入信号I0.0的上升沿开始,输出一个脉冲信号。如果输入脉冲的宽度大于等于时间预置值(见图2中I0.0的脉冲A),通过Q4.0输出的脉冲宽度等于时间预置值。如果输入脉冲的宽度小于时间预置值(见I0.0的脉冲B),输出脉冲的宽度等于输入脉冲的宽度。从波形图可以看出,复位信号是优先的,复位信号I0.1使定时器的当前时间值变为0,输出位也变为0状态。在复位信号有效期间,即使有输入信号出现(见I0.0的脉冲D),也不能输出脉冲。 在作仿真实验时,可以根据T0的时序图,改变T0的输入信号I0.0的脉冲宽度和复位信号I0.1出现的时机,观察T0的当前时间值和Q4.0的变化情况是否符合定时器的时序图。 图3的脉冲定时器线圈指令与S5脉冲定时器的输入/输出地址、工作过程和时序图完全相同。当I0.0的常开触点由断开变为接通时,T0开始定时,其常开触点闭合。定时时间到时,T0的常开触点断开。在定时期间,如果I0.0变为0状态,或者复位输入I0.1变为1状态,T0的常开触点都将断开,定时器的当前值被清零。
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按钮SB1和SB2的常开触点分别接在输入模块上I0.1和I0.2对应的输入端,接触器KM的线圈接在输出模块上Q4.0对应的输出端。
图1的梯形图中的I0.1与I0.2是输入变量,Q4.0是输出变量。梯形图中的I0.1与过程映像输入位I0.1和接在对应的输入端的SB1的常开触点相对应,梯形图中的Q4.0与过程映像输出位Q4.0和接在对应的输出端子的输出模块内的输出电路相对应。
图1 PLC外部接线图与梯形图
梯形图以指令的形式储存在PLC的用户程序存储器中,图1中的梯形图与下面的3条指令相对应,“//”之后是该指令的注释:
A I 0.1 //接在左侧“电源线”上的I0.1的常开触点
AN I 0.2 //串联的I0.2的常闭触点
= Q 4.0 //Q4.0的线圈
A(And,与)指令表示常开触点串联,AN( And Not)指令表示常闭触点串联,赋值指令“=”表示将逻辑运算的结果传送给指定的地址。图1-5中的梯形图完成的逻辑运算为
在读取输入模块阶段,CPU将SB1和SB2的常开触点的ON/OFF状态读入对应的过程映像输入位,外部触点接通时将二进制数1存入过程映像输入位,反之存入0。
执行第1条指令时,从过程映像输入位I0.1中取出二进制数。
执行第2条指令时,取出过程映像输入位I0.2中的二进制数,因为是常闭触点,首先将取出的二进制数取“反”,然后与I0.1对应的二进制数相“与”,电路的串联对应“与”运算。
执行第3条指令时,将前面的二进制数运算的结果送人过程映像输出位Q4.0。
在数据写入输出模块阶段,CPU将各过程映像输出位中的二进制数传送给输出模块,并由后者将数据锁存起来。如果过程映像输出位Q4.0中存放的是二进制数1,外接的KM的线圈将通电,反之将断电。
图1中I0.1、I0.2和Q4.0的波形图中的高电平表示按下按钮或KM的线圈通电,当t<t1时,读入过程映像输入位I0.1和I0.2的均为二进制数0,此时过程映像输出位Q4.0中存放的亦为0,在程序执行阶段,经过上述逻辑运算过程之后,运算结果仍为Q4.0=0,所以KM的线圈处于断电状态。在f< t1区间,虽然输入、输出信号的状态没有变化,用户程序仍一直反复不断地执行着。t=t1时按下按钮SB1,I0.1变为1状态,经逻辑运算后Q4.0也变为1状态,在输出处理阶段,将Q4.0对应的过程映像输出位中的1送到输出模块,输出模块中与Q4.0对应的物理继电器的常开触点接通,接触器KM的线圈通电。