小型注油机系统的设计毕业论文.doc

西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） I 小型注油机系统的设小型注油机系统的设 计毕业论文计毕业论文 目 录 摘 要.II ABSTRACT.III 目 录.V 前 言.VI 第 1 章 可编程控制器(PLC)概述.1 1.1 PLC 的定义.1 1.2 PLC 的国内外现状.2 1.3 PLC 的发展趋势.3 1.4 PLC 的功能特点.4 1.4.1 PLC 的用途.4 1.4.2 PLC 的特点.5 1.5 小结.7 第 2 章 西门子 S7-200 系列 PLC.8 2.1 S7-200 系列.8 2.1.1 外型结构.8 2.1.2 S7-200 系列 PLC 的特点.9 2.1.3 S7-200PLC 的产品.9 2.1.4 S7-200 的编程软件 .10 2.2 西门子 S7-200 系列 PLC 指令系统 .10 2.2.1 基本指令.10 2.2.2 S7-200 系列 PLC 软元件介绍.11 2.2.3 定时器的使用.14 第 3 章 小型注油机的设计.18 3.1 注油机的设计说明.18 3.2.1 原理图.18 3.2.2 工作原理.19 3.2.3 各个组成部件的功能.19 3.3 主要几个器件 .20 3.3.1 传感器.21 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） II 3.3.2 电机.22 3.3.3 流量计.23 3.4 小结.25 第 4 章 小型注油机系统的实现.25 4.1 电气原理图.25 4.2 工作过程分析.27 4.3 系统程序.28 4.4 小结.32 第 5 章 结论.33 参考文献.36 附 录.38 可编程控制器简称 PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机、微电子、 自动控制和网络通信等技术而发展起来的一种工业自动化控制装置。从运动控 制到过程控制，从单机控制到自动线控制乃至工厂自动化，从机器人、数控设 备到柔性制造系统，从集中控制系统到大型集散控制系统,，PLC 均充当重要的 角色，已成为现代工业自动化的三大支柱之一。 本论文以可编程控制器为前提，设计了一款小型注油机，将用德国西门子 公司的 S7-200 系列小型 PLC 来实现对它的控制。论文中的内容循序渐进，首 先系统地介绍了 PLC 的发展历史、工作原理、功能作用,还介绍了德国西门子公 司的 S7-200 系列 PLC 的结构和编程元器件，为后面实现小型注油机的系统控 制做铺垫；然后又介绍小型注油机的设计原理和构造；最后把 PLC 和注油机融 合起来，用 PLC 实现它的注油功能。具体工作如下： 1了解 PLC。了解它的产生发展、国内外现状等基本常识，相当于注油机 的研究背景。 2着重掌握 S7-200 系列 PLC。掌握它的特色以及编程语言。 3设计小型注油机。深知注油机原理并设计出它的构造。 4电气原理图。会用 AutoCAD 或 Protel 画电气原理图并理解它的原理。 5实现注油机的控制。用 S7-200 系列 PLC 编制程序来实现对注油机系统 的控制。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） III 全文思路清晰，通俗易懂，具体来说，分为以下几个板块： 第一章：可编程控制器 PLC 的概述。简单介绍可编程控制器 PLC 的定义、 发展历史、功能特点、国内外现状和发展趋势，以及它的结构组成和工作原理。 第二章：S7-200 系列 PLC。根据小型注油机设计的需要，详细介绍了德国 西门子公司的 S7-200 系列小型 PLC 的特点和编程元器件。 第三章：小型注油机的设计。切入主题，介绍了本文设计的小型注油机的 原理、内部结构，以及要用到的一些譬如传感器、电机、流量计器件的合理选 用。 第四章：注油机系统的实现。把 PLC 应用到注油机系统里，有效融合它们， 说明怎样用 PLC 来编程实现对注油机的控制并写出指令。 第五章：结论。对本文注油机的设计和内容做一个总结，存在哪些不足， 希望读者在今后的设计中能更加完善。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） IV 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 1 第 1 章 可编程控制器(PLC)概述 1.1 PLC 的定义 可编程控制器是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控 制装置。早期的可编程序控制器在功能上只能进行逻辑控制，替代以继电器、 接触器为主的各种顺序控制。因此，称它为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称 PLC。 进入 20 世纪 80 年代以来，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极 大地推动了可编程控制器的发展，使其功能日益增强，更新换代明显加快。随 着技术的发展，国外一些厂家采用微处理器(Microprocessor)作为中央处理单元， 使其功能大大增强。它不仅具有逻辑运算功能，还具有算术运算、模拟量处理 和通信联网等功能，PLC 这一名称已不能准确反映它的特性。因此,1980 年美国 电气制造商协会(MEMA， National Electrical Manufacturers Association)将它命 名为可编程序控制器(Programmable Controller)，缩写为 PC，但由于个人计算机 (Personal Computer)也简称 PC，为避免混淆，可编程序控制器习惯上仍称为 PLC。 PLC 一直在发展中，直到目前为止，还未能对其下最后的定义。国际电工 委员会(IEC, International Electrotechnical Commission)在对前两次颁布的 PLC 标 准草案修订基础上于 1987 年 2 月颁发了第三稿，草案中对 PLC 的定义是：“可 编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专门为在工业环境下应用设 计的，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序 控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入 和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都 应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。 ” 总之， PLC 是一台计算机，是专为工业环境应用而设计制造的计算机，它 具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但 PLC 产品并不是针对 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 2 某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要选用配置，其 控制程序则采用 PLC 自身语言根据用户控制要求进行设计1。 1.2 PLC 的国内外现状 自从 1969 年美国研制出世界上第一台 PLC 以后，日本、德国、法国等国 相继研制了各自的 PLC，受到工业界的重视。20 世纪 70 年代中期，可编程控 制器进入了实用化阶段。在 PLC 中全面引入微计算机技术，使 PLC 产生了飞 跃，功能日趋完善。在逻辑运算功能的基础上，增加了数值运算、PID 调节等 功能，提高了运算速度。PLC 的小型化、价格低、高可靠性，确定了它在现代 工业中的位置。20 世纪 70 年代末和 80 年代初，可编程控制器进入了成熟阶段， 朝大规模、高速度、高性能方向发展，形成了多种系列化产品，编程语言也发 展成熟。这时 PLC 已在工业控制领域中占主导地位。根据美国著名商情公司 F&S 提出的报告，PLC 将在控制市场内获得更多的销售分额，从 1993 年的 46%上 升到 2000 年的 50%，销售额从 39 亿美元上升为 76 亿美元。可以看出， PLC 在工业企业中应用已相当普及，在多种自动化设备中占首位。 国外 PLC 市场发展得很快，而且在全球市场占据主导地位。根据美国商情 (Automation Research Co，ARC)调查，在 1994 年的 PLC 市场上，在大的 5 家 PLC 制造商是西门子、罗克韦尔公司(艾伦-布拉德利)、施耐德(莫迪康)、三菱 电机和欧姆龙。 我国在 20 世纪 70 年代末和 80 年代初开始引进 PLC，到 80 年代中期， PLC 已广泛应用于冶金、化工、机械等工业部门。我过早期独立研制并有一定 影响的单位有北京机械工业自动化研究所、上海工业自动化仪表研究所、大连 组合机床研究所、成都机床电器研究所、中科院北京计算机所及自动化所、长 春一汽、上海起重电器厂、上海香岛机电公司、上海自力电子设备厂等单位， 但以上诸单位都没有形成规模化生产。随着改革开放，涌现出的生产 PLC 厂家 有：辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产 S5-101U、S5-115 系列 PLC，无 锡电器和日本光泽合资的华光电子公司生产的 SR-20、SD-516、SG-8 等型号。 上海欧姆龙和西安西门子公司等。但目前国内市场上用的最多的还是国外品牌3。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 3 1.3 PLC 的发展趋势 为适应市场需求，PLC 也不断改进，功能更齐全、结构更完善的新产品不 断涌现，主要朝着小型化、大型化两个方向发展。 发展小型化的目的是占领广大的、分散的、中小型工业控制场合。小型、 超小型和微小型 PLC 不仅适应机电一体化产品的需要，同时也是家庭自动化的 理想控制器。 为适应大规模控制系统的需求，大型 PLC 向着大存储容量、高速度、高性 能、增加 I/O 点数的方向发展。其表现为以下几个方面： （1）增强网络通信功能 PLC 将具有计算机集散控制系统(DCS)的功能。网络化和增强通信功能能 力是 PLC 的一个重要发展趋势。 （2）发展智能模块 智能模块是以微处理器为基础的功能部件，其 CPU 和 PLC 的 CPU 并行工 作，占用 PLC 的机时很少，有利于提高 PLC 扫描速度和特殊控制要求。这些 不断出现的新智能 I/O 模块，使 PLC 在实时精度、分辨率、人机对话等方面得 到进一步的改善和提高。 （3）外部诊断功能 在 PLC 控制系统中，80%的故障发生在外围，能快速准确地诊断故障将极 大地减少维护时间。因此，研制了智能可编程 I/O 系统，开发了故障诊断程序 并发展了公共回路远距离诊断和网络诊断技术，供用户了解 I/O 组件状态和监 测系统的故障。 (4) 编程语言、编程工具标准化、高级化 随着 PLC 功能的增强，梯形图语言的一统局面将被打破，而符合 IEC 1131 标准的顺序功能图(SFC)标准化语言、高级语言将会更多地得到应用。高级语言 更有利于通信、运算、打印和报表等。 手持式编程器也将为计算机所取代，并将会出现通用的、功能更强的组态 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 4 软件，以进一步改善开发环境，提高开发效率。 (5) 软件、硬件的标准化 PLC 的各生产厂商在硬件和软件系统设计中互不兼容，差异很大，这给 PLC 的进一步发展带来了诸多不便。国际电工委员会(IEC)对 PLC 未来的发展 制定了一个方向或框架，并先后颁布了 IEC 1131-1IEC 1131-5 五项包括一般 信息、设备特性与测试、编程语言、用户导则、制造信息规范伴随标准等 PLC 标准。 (6) 组态软件的迅速发展 个人计算机具有很强的数字运算、数据处理、通信和人机交互的功能，使 得很多 PLC 生产厂商推出了在计算机上运行的可实现 PLC 功能的软件包。这 些组态软件使编程更加简单，极大地方便了 PLC 控制系统的开发和使用4。 1.4 PLC 的功能特点 1.4.1 PLC 的用途 a.顺序控制：这是PLC最广泛应用的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。 PLC可应用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制。例如注塑机、印刷机 械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、包装生产线、电镀流水线及电 梯控制等。 b.运动控制：PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或多轴位置控制模块。 在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据传送给模块，模块移动一轴或多轴 到目标位置。 c.闭环过程控制：PLC 能控制大量的物理参数，例如温度、压力、速度和 流量等。PID（Proportional Integral Derivative）模块的提供使 PLC 具有闭环控 制功能，即一个具有 PID 控制能力的 PLC 可用于过程控制。当控制过程中某个 变量出现偏差时，PID 控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。 d.数据处理：在工业控制中，出现了把支持顺序控制的 PLC 和计算机数值 控制(CNC)设备紧密结合的趋向。著名的日本 FANUC 公司推出的 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 5 System10、11、12 系列，已将 CAC 控制功能作为 PLC 的一部分。为了实现 PLC 和 CNC 设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口 软件，用户可以独自编程，由 PLC 送至 CNC 设备使用。美国 GE 公司的 CNC 设备新机种也同样使用了具有数据处理的 PLC。 e.通信和联网：为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化(FA)系统、柔 性制造系统(FMS)及集散控制系统(DCS)等发展的需要，必须发展 PLC 之间、 PLC 和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅 PLC 数据通信速 率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。日本富士电机公司开发的 MICREX-F 系列就是一例，其中处理器多达 16 台，输入、输出点数达 3200 个 之多。PLC 之间、PLC 和上级计算机之间都采用光纤通讯，多级传递。I/O 模 块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理信息 的分布式网络。 1.4.2 PLC 的特点 PLC 相比于继电接触器、微机控制系统有更多的优点，如下图所示5。 表 1-1 PLC 的特点 项目 继电接触器控制系统 微机控制系统 PLC 控制系统 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 6 功能 通用性 可靠性 抗干扰 性 适应性 接口 灵活性 工作方 式 系统开 发 维护 用大量继电器布线 逻辑实现顺序控制 一般是专用 受机械触点寿命限 制 能抗一般电磁干扰 环境差，会降低可 靠性和寿命 直接与生产设备连 接 改变硬件接线逻辑、 工作量大 顺序控制 图样多，安装接线 工作量大，调试周 期长 定期更换继电器， 维修费时 用程序实现各种复 杂控制，功能最强 要进行软、硬件改 造才能作其他用 一般比 PLC 差 要专门设计抗干扰 措施,否则易受干扰 影响 工作环境要求高， 如机房、实验室、 办公室 要设计专门的接口 修改程序技术难度 很大 中断处理，响应最 快 系统设计较复杂， 调试技术难度大， 需要有系统的计算 机知识 技术难度高 用程序可以实现 各种复杂控制 通用性好，适应 面广 平均无故障工作 时间长 一般不用专门考 虑抗干扰问题 可适应一般工业 生产现场环境 直接与生产设备 连接 修改程序较简单 容易 顺序扫描 设计容易，安装 简单，调试周期 短 现场检查，维修 方便 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 7 1.5 小结 本章介绍了 PLC 的背景知识，包括它的定义、产生及发展、功能特点、组 成原理、国内外现状及发展趋势等。让读者对 PLC 有一个大概了解，知道它是 一个用来干什么的工具。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 8 第第 2 章章 西门子西门子 S7-200 系列系列 PLC 2.1 S7-200 系列系列 S7-200 是西德西门子公司的产品之一，其注册商标为 SIMATIC。 （1）西门子公司的产品最早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带 有简单操作接口的二进制控制器； （2）1979年，S3系统被SIMATIC S5所取代，该系统广泛地使用了微处理器； （3）20世纪80年代初，S5系统进一步升级U系列PLC，较常用机型：S5- 90U、95U、100U、115U、135U、155U （4）1994年4月，S7系列诞生，它具有更国际化、更高性能等级、安装空间 更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400 （5）1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7） 的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面） 、PROFIBUS（工业现场 总线） 、COROS（监控系统） 、SINEC（西门子工业网络）及控调技术溶为一体 （6）现在，西门子公司又提出 TIA（Totally Integrated Automation）概 念，即全集成自动化系统，将 PLC 技术溶于全部自动化领域。 2.1.1 外型结构外型结构 （1）状态指示灯（LED）显示CPU所处的工作状态。 SFSystem Fault（系统错误） RUN运行 STOP停止 (2)存储卡接口可以插入存储卡 (3)通信接口可以连接RS-485总线的通信电缆 _ EMBED PBrush _ (4)顶部端子盖下边为输出端子和PLC供电电源端子。输出端子的运行状态可 以由顶部端子盖下方一排指示灯显示，ON状态对应指示灯亮。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 9 _ EMBED PBrush _ (5)底部端子盖下边为输入端子和传感器电源端子。输入端子的运行状态可 以由底部端子盖上方一排指示灯显示，ON状态对应指示灯亮。 (6)前盖下面有运行、停止开关和接口模块插座。将开关拨向停止位置时， PLC 处于停止状态，此时可以对其编写程序。将开关拨向运行位置时，PLC 处于 运行状态，此时不能对其编写程序。将开关拨向监控（Term）状态，可以运行 程序，同时还可以监视程序运行的状态。接口插座用于连接扩展模块，实现 I/O 扩展。 2.1.2 S7-200 系列系列 PLC 的特点的特点 是SIEMENS公司推出的一种小型PLC （1）它结构紧凑 （2）扩展性良好 （3）指令功能强大 （4）价格低廉 成为当代各种小型控制工程的理想控制器。 2.1.3 S7-200PLC 的产品的产品 （1）集成一定数字I/O点的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM （2）扩展模块：主要有 数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223 模拟量扩展模块：EM231、EM 232、EM 235 通讯模块：EM277、EM241等 其它模块：特殊功能模块 可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点到几百点。S7- 200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，从而完成规模更大的工程。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 10 2.1.4 S7-200 的编程软件的编程软件 S7-200 的编程软件：STEP7-Micro/WIN32。该编程软件可以方便地在 Windows 环境下对 PLC 编程、调试、监控。使得 PLC 的编程更加方便、快捷。 可以说，S7-200 可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。 2.22.2 西门子西门子 S7-200 系列系列 PLC 指令系统指令系统 一般的逻辑控制系统用软继电器、定时器和计数器及基本指令就可以实现。 利用功能指令可以开发出更复杂的控制系统，以致构成网络控制系统。这些功 能指令实际上是厂商为满足各种客户的特殊需要而开发的通用子程序。功能指 令的丰富程度及其合用的方便程度是衡量 PLC 性能的一个重要指标。 S7-200 的功能指令很丰富，大致包括这几方面：算术与逻辑运算、传送、 移位与循环移位、程序流控制、数据表处理、PID 指令、数据格式变换、高速 处理、通信以及实时时钟等。 2.2.1 基本指令基本指令 表 2-1 S7-200 系列的基本逻辑指令 指令名称指令符功能操作数 取LD bit 读入逻辑行或电路块的第一个常 开接点 取反LDN bit 读入逻辑行或电路块的第一个常 闭接点 与A bit串联一个常开接点 与非AN bit串联一个常闭接点 或O bit并联一个常开接点 或非ON bit并联一个常闭接点 Bit： I，Q，M，SM ，T，C，V，S 电路块与ALD串联一个电路块无 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 11 电路块或OLD并联一个电路块 输出= bit输出逻辑行的运算结果 Bit：Q，M，S M，T，C，V ，S 置位S bit，N置继电器状态为接通 复位R bit，N使继电器复位为断开 Bit： Q，M，SM，V ，S 2.2.2 S7-200 系列系列 PLC 软元件介绍软元件介绍 （1）输入继电器（I） 输入继电器 I 是 PLC 接受外部输入信号的窗口。PLC 将外部信号的状态读 入并存储在输入映像寄存器内，即输入继电器。外部输入电路接通时对应的映 像寄存器为 ON，表示该输入继电器常开触点闭合、常闭触电断开。输入继电 器的状态唯一地取决于外部输入信号，在梯形图中绝对不能出现输入继电器线 圈,这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。 (2)输出继电器（Q） 输出继电器 Q 是 PLC 向外部负载发送信号的窗口。输出继电器用来将可编 程序控制器的输出信号传送给输出模块，当通过程序使得输出继电器线圈得电 时，PLC 上的输出端开关闭合，可以作为控制外部负载的开关信号，同时在程 序中其常开触点闭合，常闭触点断开，从而驱动外部负载。 (3) 通用辅助继电器(M) S7-200 系列 PLC 内部有很多通用辅助继电器, 其作用和继电器接触器控制 系统中的中间继电器相同，它在 PLC 中没有外部的输入端子或输出端子与之对 应，因此它不能受外部信号的直接控制，其触点也不能直接驱动外部负载。这 是它与输入继电器和输出继电器的主要区别。它主要用来在程序设计中处理逻 辑控制任务。 (4)特殊继电器（SM） 有些辅助继电器具有特殊功能或用来存储系统的状态变量、有关的控制参 数和信息，称其为特殊继电器或特殊存储器。用户可以通过特殊标志来建立 PLC 与被控对象之间的关系，也可通过直接设置某些特殊继电器位来使设备实 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 12 现某些功能。 常用的特殊继电器 SMB0 和 SMB1 的状态位信息如下表： 表 2-2 常用的特殊继电器 SMB0 和 SMB1 的位信息 SMB0.0该位始终为 ON，即常 ONSMB1.0执行某些指令，结果为 0 时 置位 SMB0.1首次扫描时为 ON，常用作 初始化脉冲 SMB1.1执行某些指令，结果溢出或 非法数值时置位 SMB0.2保持数据丢失时为 ON，可 用作错误存储器位 SMB1.2执行运算指令，结果为负数 时置位 SMB0.3开机进入 RUN 时为 ON 一 个扫描周期，可在不断电的 情况下代替 SM1.0 的功能 SMB1.3试图除以零时置位 SMB0.4时钟脉冲：30S 闭合/30S 断 开 SMB1.4执行 ATT 指令，超出表范 围是置位 SMB0.5时钟脉冲：0.5S 闭合/0.5S 断开 SMB1.5从空表中读数时置位 SMB0.6扫描时钟脉冲：闭合一个扫 描周期/断开一个扫描周期 SMB1.6非 BCD 数转换为二进制数 时置位 SMB0.7开关放置在 RUN 位置时为 1，在 RERM 位置为 0，常 用在自由口通信处理中 SMB1.7 ASC码到十六进制数转换 出错时置位 (5)变量存储器（V） 变量存储器用来存储变量的值，它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作 的中间结果，也可以使用变量存储器来保护与工序或任务相关的其他的数据。 这些数据或值可以是数值，也可以使“1”或“0”这样的位逻辑值。在进行数 据处理时或使用大量的存储单元逻辑时，变量存储器会经常使用。 (6)局部变量存储器（L） 局部变量存储器用来存放局部变量。局部变量与变量存储器所存储的全局 变量十分相似，主要区别在于全局变量时全局有效的，而局部变量时是局部有 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 13 效的。S7-200PLC 提供 64 个字节的局部变量存储器，其中 60 个可以作暂时存 储器或给子程序传递参数。主程序、子程序和中断程序都有 64 个字节的局部存 储器可以使用。不同程序的局部存储器不能互相访问。 (7)顺序控制继电器(S) 顺序控制继电器称作状态器。顺序控制继电器用在顺序控制或步进控制中。 如果它未被使用在顺序控制中，它也可以作为一般的中间继电器使用。 (8)定时器(T) PLC 中的定时器 T 相当于继电器接触器控制系统中的时间继电器。是 PLC 中的重要编程元件之一，电气自动控制的大部分领域都需要用定时器进行时间 控制，灵活地使用定时器可以编制出复杂动作的控制程序。 定时器的工作过程与继电器接触式控制系统的时间继电器基本相同，但它 没有瞬动触点。使用时要提前输入时间预设值，当定时器的输入条件满足时， 当前值从 0 开始按一定的时间单位增加；当定时器的当前值达到预设值时，定 时器触点动作。从而完成定时控制任务。 （9）计数器(C) 计数器用来累计输入脉冲的次数，计数器的使用和定时器的使用基本相似， 编程时输入它的计数设定值，计数器累计它的脉冲输入端信号上升沿的个数。 当计数值达到设定值时，计数器发生动作，以便完成计数控制任务。 （10）模拟量输入映像寄存器（AI） 、模拟量输出映像寄存器（QA） 模拟量输入电路用以实现模拟量/数字量（A/D）之间的转换，而模拟量输 出电路用以实现数字量/模拟量（D/A）之间的转换。 （11）高速计数器 高速计数器的工作原理与普通计数器基本相同，只不过它用来累计比主机 扫描速度更快的高速脉冲。 （12）累加器 S7-200PLC 提供 4 个 32 位累加器，分别为 AC0、AC1、AC2、AC3。累加 器是用来暂存数据的寄存器。它可以用来存放数据如运算数据、中间数据和结 果数据，也可用来向子程序传递参数，或从子程序返回参数。使用时只表示出 累加器的地址编号即可，如 AC0。 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 14 2.2.3 定时器的使用定时器的使用 S7-200 PLC 内部有三种类型的定时器：接通延时定时器（TON） 、有记忆 接通延时定时器（TONR）和断电延时定时器（TOF） 。 定时器的分辨率和编号： 表 2-3 定时器的分辨率和编号 定时器类型分辨率/ms最大当前值/s定时器编号 132.767T0,T64 10327.67 T1-T4,T65-T68 TONR 1003276.7T5-T31,T69-T95 132.767T32,T96 10327.67T33-T36,T97-T100TON、TOF 1003276.7T37-T63,T101-T255 从表中可以看出 TON 和 TOF 使用相同范围的定时器编号。需要注意的是，在 同一个 PLC 程序中决不能把同一个定时器号同时用作 TON 或 TOF。例如在程 序中，不能既有接通延时(TON)定时器 T35，又有断开延时（TOF）定时器 T35。 1）接通延时定时器 接通延时定时器用于单一时间间隔的定时，输入端断开，定时器自动复位， 即定时器位为 OFF,当前值为 0。 图 2-1 接通延时定时器 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 15 指令格式：见图，编号与分辨率及定时器类型有关。 使能：IN： I2.0 =“1” 当前值T33，当在线（Online）时，此处显示当前值 预置值PT=3，即定时时间=10ms3=30ms 复位IN：I2.0 = “0” 定时器状态（位）“1”或“0” 2）记忆接通延时定时器 记忆接通延时定时器具有功能，它用于对许多间隔的累计定时。上电周期 或首次扫描时，定时器位为掉电前的状态，当前值保持在掉电前的值。需要注 意的是，TONR 定时器只能用复位指令 R 对其进行复位操作。 图 2-2 记忆接通延时定时器 指令格式：见图，编号与分辨率及定时器类型有关。 注意：注意：定时器状态（位）=“1” （置位）及当前值复 0 与使能.I0.0=“1”同 步；计时开始与使能 I0.0 从“1”“0” （断开）同步，且当计时时间到而使能 仍=“0”时，当前值保持。 3）断开延时定时器 断开延时继电器用于断电后的单一间隔时间计时。上电周期或首次扫描时， 定时器位为 OFF,当前值为 0.输入端接通时，定时器位为 ON，当前值为 0。当 输入端由接通到断开时，定时器开始计时。当达到设定值时定时器位为 OFF， 当前值等于设定值，停止计时。输入端再次由 OFFON 时，TOF 复位，这是 西安工程大学本科毕业设计（论文）西安工程大学本科毕业设计（论文） 16 TOF 的位为 ON，当前值为 0。如果输入端再从 ONOFF，则 TOF 可实现再次 启动。 图 2-3 断开延时定时器 指令格式：见图，编号与分辨率及定时器类型有关。 注意：注意：定时器状态（位）=“1” （置位）及当前值复 0 与使能.I0.0=“1”同步；计时开始与 使能 I0.0 从“1”“0” （断开）同步，且当计时时间到而使能仍=“0”时，当前值保持。 2.2.4 计数器的使用 S7-200 CPU 具有集成的、硬件高速计数器。 CPU221 和 CPU222 可以使用 4 个 30kHz 单相高速计数器或 2 个 20kHz 的两相高 速计数器，而 CPU224 和 CPU226 可以使用 6 个 30kHz 单相高速计数器或 4 个 20kHz 的两相高速计数器。 高速计数器可以被配置为 12 种模式中的任意一种，但并不是所有计数器都能使 用每一种模式。在正交模式下，你可以选择一倍速或者四倍速计数速率。对于 操作模式相同的计数器，其计数功能