如何用PLC控制小车五位自动循环往返运行？

一
任务目标

该任务是定时器指令相关应用案例。西门子S7-1200PLC定时器种类比较多，在实际的应用中，读者可根据实际的应用场景选择对应的定时器指令。本任务要求读者掌握以下几个内容。

1.定时器指令的分类

2.定时器各管脚的含义

3.定时器配合其他指令的使用方法

二
任务描述

如图所示（2-2-1）用三相异步电机拖动一辆小车在A、B、C、D、E五点之间自动循环往返运行，小车五位行程控制的示意图如图所示。小车初始在A点，按下启动按钮，小车依次前进到B、C、D、E点，并分别停止5S返回到A点停止。

图2-2-1小车延时自动往返示意图

三
相关知识

本案例需要使用的是基本位逻辑和定时器指令。位逻辑指令在其他的章节中已有介绍，此处为读者介绍定时器指令的相关知识。

1、定时器指令

西门子S7-1200PLC有4种常用的定时器：

①TP：脉冲定时器，可生成具有预设宽度时间的脉冲。

②TON：接通延时定时器，输出Q在预设的延时后设置为ON。

③TOF：关断延时定时器，输出Q在预设的言时后重置为OFF。

④TONR：保持型接通延时定时器，输出Q在预设的延时后设置为ON，在使用R输入重置经过的时间之前，会一直累加跨越多个定时时段经过的时间。

2、如图2-2-2所示，在指令窗口中选择“定时器操作中”的TON指令，并将其拖入程序段中（见图2-2-3），这时会跳出一个“调用数据块”窗口，选择自动编号后，会直接生成DB1数据块，也可以选择手动编号，根据用户需要生成DB数据块。

图2-2-2 定时器指令

图2-2-3 TON指令调用数据块

在项目树的“程序块”中可以看到自动生成的IEC_Timer_0_DB[DB1]数据块（见图2-2-4）双击进入，即可读取DB1定时器的各个数据，变量的数据类型为IEC_Timer，见表2-2-5。

图2-2-4 DB1数据块位置

TON指令就是接通延迟定时器，输出Q在预设的延时后设置为ON。TON指令形式如图2-2-6。TON的参数及数据类型见表2-2-7。在2-2-7表中，R参数一般用于TONR等指令。参数IN从0跳为1时将启动定时器TON。

表2-2-5 DB1数据块IEC_Timer_0_DB的内容

图2-2-6 TON指令形式

表2-2-7 TON的参数及数据类型

参数	数据类型	说明
IN	Bool	启用定时器输入
R	Bool	将TONR经过的时间重置为0
PT	Bool	预设的时间值输入
Q	Bool	定时器输出
ET	Time	经过的时间值输出
定时器数据块	DB	指定要使用RT指令复位的定时器

在定时器中PT（预设的时间）和ET（经过的时间）的数据大小以有符号、双精度的32位整数形式表示毫秒时间，见表2-2-8。TIME数据使用T#标识符，以简单时间单元“T#200ms”或者复合时间单元“T#2S_200ms”的形式输入。

表2-2-8 TON的参数及数据类型

数据类型	大小	有效数值范围
TIME	32位存储形式	T#-24d_20h_31m_23s_648ms 到 T#24d_20h_31m_23s_647ms 以-2,147,483,648 ms 到 +2,147,483,647 ms

TON指令的应用与时序图如图2-2-9和图2-2-10所示。在时序图中PT=5S。

图2-2-9 TON指令的应用

图2-2-10TON指令的时序图

TOF关断延时定时器的指令与TON类似。图2-2-11和图2-2-12为TOF指令的应用和时序图。在时序图中PT=5S。

图2-2-11TOF指令的应用

图2-2-12TOF指令的时序图

TP脉冲定时器指令的应用如图2-2-13，时序图如图2-2-14所示。在时序图中PT=5S。

图2-2-13TP指令的应用

图2-2-14TP指令的时序图

四
任务实施

本任务的实施步骤主要分为PLC接线、IO地址分配以及程序设计思路：

1、PLC接线如图2-2-14

图2-2-14PLC接线图

2、IO地址分配

输入地址	说明	输出地址	说明
I0.0	启动	Q0.0	小车前进
I0.1	A点位置	Q0.1	小车后退
I0.2	B点位置
I0.3	C点位置
I0.4	D点位置
I0.5	E点位置

3、程序设计思路

任务中，小车需要到达5个工位，判断小车前进的条件是：按下了启动按钮或者从B、C、D、E点任意一点返回到A点后。

小车停止前进的条件是：小车到达了B、C、D、E点或者触碰到了E点位置。

判断小车后退的条件是：B、C、D、E点位置到达了，延时时间到了则小车后退。

4、程序设计

五
经验与

1、在这个案例中主要使用的是常开、常闭、线圈、定时器指令。案例中有5个工位，当按下启动按钮后，小车启动。到达B、C、D、E任何一点都需要停止小车前进（使用M0.0标志位断开小车前进），再延时，延时时间到达后后退。

2、小车后退到达A点位置后，小车又继续前进。假定前一次到达的位置是B点，则这一次需要到达的是C点位置。到达C点位置就会触碰到B点的限位开关，故使用标志位（M0.1）断开小车在B点前进功能。