7.项目二 任务2.3 水塔水位监控报警系统设计

任务2.3水塔水位监控报警系统设计项目二基本指令应用（1）定时器背景数据块介绍（2）TON接通延迟定时器的工作原理及应用（3）TOF关断延迟定时器的工作原理及应用（4）TP脉冲定时器的工作原理及应用（5）TOF关断延迟定时器的工作原理及应用（5）水池水位监控与报警控制系统安装、调试与运行。（6）带有定时功能的四组抢答器任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述定时器是PLC中最常用的编程元件之一，其功能与继电器控制系统中的时间继电器相同，起到时间控制的作用。与时间继电器不同的是定时器有无数对常开/常闭触点供用户编程使用。本次工作任务“水池水位监控与报警控制”和拓展任务“带定时功能的四人抢答器”都用到了定时控制。S7-1200PLC有4种定时器，它们分别是脉冲定时器TP、接通延迟定时器TON、关断延迟定时器TOF和保持型接通延迟定时器TONR。S7-1200使用符合IEC标准的定时器指令，每个定时器都使用一个数据块DB来保存定时器数据。IEC定时器属于功能块，调用时需要指定配套的背景数据块，定时器指令的数据保存在背景数据块中。ET为定时开始后经过的时间，或称当前值，PT为定时器的设定值。它们的数值类型为32位的Time。S7-1200PLC有4种定时器，它们分别是脉冲定时器TP、接通延迟定时器TON、关断延迟定时器TOF和保持型接通延迟定时器TONR。环节3课前导入

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课后拓学图2-33定时器操作图2-34

调用选项1.接通延时定时器指令环节3课前导入

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课后拓学T0N的使能输入端IN从断开变为接通时，当前值ET从0开始增加，定时器开始计时；当当前值ET大于等于设定值PT时，输出端Q的状态从“0”变为“1”。当前值ET保持不变。指令格式IN引脚（使能输入端）用于启用定时器PT引脚用于存储定时器的预设值Q引脚用于连接定时器的状态输出ET引脚用于存储定时器的当前值环节3课前导入

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课后拓学I0.0为0N,T0N开始计时，ET当前值上升，当ET=PT时，即10S后，Q0.0灯点亮。指令用法分析下图梯形图程序。预设值为10S,I0.0接通和断开时Q0.0的状态。

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课后拓学【典型应用】水泵顺序启停控制当Q0.0状态为1时（电机1工作）当Q0.1状态为1时（电机2工作）若泵站中有两台水泵电机，按下启动按钮，第一台水泵运行，30s后第二台水泵开始启动；按下停止按钮，两台电机同时停止。请编程实现水泵顺序启停控制。2.断开延时定时器指令环节3课前导入

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课后拓学断开延时定时器（TOF）用于将输出端Q的复位操作延时PT指定的一段时间。环节3课前导入

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课后拓学按钮I0.0接通，Q0.0立即接通，当前值ET清零。I0.0断开，延时10S后Q0.0灭。指令用法分析下图梯形图程序。I0.0接通和断开时Q0.0的状态。

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课后拓学【典型应用】

两台电机的顺序启动逆序停止控制若生产线中有两台电机，按下启动按钮后，第一台电机开始运行；30s后，第二台电机开始运行；按下停止按钮后，第二台电机立即停止，30s后，第一台电机停止。请编程实现两台电机的顺序启动逆序停止控制。环节3课前导入

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课后拓学3.脉冲定时器指令指令用法指令格式脉冲定时器可以输出一段预定宽度的脉冲，实际项目中用于设计定时时长。按下按钮I0.0，Q0.0指示灯亮且仅亮10S。I0.0断开，则当前值ET清零。环节3课前导入

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课后拓学【指令用法】脉冲定时器的复位环节3课前导入

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课后拓学4.保持型接通延时定时器指令指令用法指令格式保持型接通延时定时器（TONR）也称为累计型定时器。指令中R引脚为复位输入，用于将定时器的当前值清零，按下按钮I0.0，Q0.0指示灯亮且仅亮10S。I0.0断开，则当前值ET清零。环节3课前导入

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课后拓学4.保持型接通延时定时器指令指令用法指令格式按下按钮I0.0，累计10S后Q0.0指示灯亮。松开按钮I0.0，则灯任然亮，按下复位I0.1,当前值ET清零。环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】用定时器实现一个周期振荡电路占空比是指电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比。例如，某电路在一个工作周期中有一半时间被接通了，那么它的占空比就是50%。但要得到任意周期或任意占空比的脉冲输出，通常采用两个延时通电定时器构成一个周期振荡电路。如图2-31所示梯形图Q1.0输出一个通1秒断2秒的周期振荡电路。环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】灯光闪烁请设计一个灯光闪烁程序，要求按下启动按钮I0.0，红灯Q0.0亮2秒灭3秒，累计点亮达半小时自行关闭。课前导入

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课后拓学环节2任务描述图2-34

水池水位监控报警控制示意图（1）进水控制

如图2-34所示，当水池水位低于低水位界（SL4为ON）时，电磁阀YV打开进水；当水位高于水池高水位界（SL3为ON）时，电磁阀YV关闭。（2）进水及报警显示

进水阀打开时，指示灯HL点亮；如果电磁阀打开10s后，SL3不为ON，表示没有进水，出现故障，此时系统关闭电磁阀，指示灯HL按亮2s灭1s周期闪烁。（3）抽水控制

当SL4为OFF且水塔水位低于底水位界（SL2为ON）时，电动机M起动运转，开始抽水；当水塔水位高于高水位界（SL1为ON）时，电动机M停止运行，抽水完毕。

（4）保护措施

系统具有必要的短路保护和过载保护。

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计元

件I/O地址控制说明输

入SL1水塔高水位传感器I0.0水塔水位处于高水位时，I0.0的状态为ON，停泵信号SL2水塔低水位传感器I0.1水塔水位处于低水位时，I0.1的状态为ON，开泵信号SL3水池高水位传感器I0.2水池水位处于高水位时，I0.2的状态为ON，停止进水SL4水池低水位传感器I0.3水池水位处于低水位时，I0.3的状态为ON，进水信号复位按钮I0.4按下复位按钮，I0.4的状态为ON输

出指示灯Q0.0Q0.0周期闪烁，进水阀发生故障Q0.0常亮，水池进水显示水泵电机Q0.1水塔水位低于SL2且水池水位高于SL4，水泵工作水塔水位高于SL1，水泵停止进水阀Q0.2水池水位低于SL4，进水阀打开水池水位达到于SL3或故障情况下，进水阀停止环节3

3.梯形图程序设计课前导入

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课后拓学环节3

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试课前导入

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课后拓学“CPU1214CAC/DC/RLY”→“6ES7214→1AG40→0XB0（设备订货号）课前导入

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课后拓学环节2任务描述拓展任务

带有定时功能的四组抢答器在主持人按下开始按钮2min内，若有队伍抢答，则抢答成功的组对应的指示灯点亮，并锁定抢答器，其余队伍无法再抢答；若2min内无人抢答或主持人按下复位按钮，复位指示灯闪烁5

s后熄灭，闪烁频率为2Hz。课前导入

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计输

入输

出元

件I/O地址备

注元

件I/O地址备

注SB0I0.0启动按钮L1Q0.1HL1指示灯SB1I0.1复位按钮L2Q0.2HL2指示灯SB2I0.2抢答1L3Q0.3HL3指示灯SB3I0.3抢答2L4Q0.4HL4指示灯SB4I0.4抢答3L5Q0.5复位指示灯SB5I0.5抢答4

环节3

3.梯形图程序设计课前导入

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课后拓学为便于数据管理，本次任务创建了“抢答器DB”数据块，除输入输出IQ变量和系统时钟脉冲M0.3，其他中间变量如抢答时限、抢答锁定、边沿存储，脉冲定时器T1和断电延时定时器T2都在该数据块中，见图2-43。环节3

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试课前导入

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课后拓学环节3课前导入

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课后拓学

1.送料小车控制系统设计，控制要求如下：如下图所示，系统有两种工作方式：单周期执行和自动循环工作方式。小车原位在SQ1处，SA打在自动单周期档时，按下起动按钮SB，小车前进。当运行到料斗下方时，限位开关SQ2动作，此时打开料