SIMATICPLC計(jì)時(shí)器的使用

ＳIMATICPLC計(jì)時(shí)器的使用HＹPERLＩNＫ”javascriｐt：ｖoiｄ（0);＂顯示訂貨號(hào)一、分析Tiｍer

１．

提出問題

圖１

問題1：Ｍ1０。2能否被置位?

圖2

問題２：S_ＣU計(jì)數(shù)有無問題，Ｍ6。2能否被置位?

先來了解一下都有哪幾個(gè)計(jì)時(shí)器，以及它們的特性如何

圖3

2.

計(jì)時(shí)器描述從以圖3可以看出５個(gè)計(jì)時(shí)器的基本特性,可以簡潔的從中選擇與掌握工藝相符合的計(jì)時(shí)器使用，如果想了解計(jì)時(shí)器的簡略信息,可以選擇計(jì)時(shí)器，并按Ｆ１看幫助信息中的簡略規(guī)律圖。以計(jì)時(shí)器SD為例，參見圖４

圖4

我們從中可以知道，當(dāng)觸發(fā)端S的信號(hào)為上升沿時(shí),觸發(fā)計(jì)時(shí)器開頭運(yùn)行,時(shí)間結(jié)束后計(jì)時(shí)器輸出端為1，S信號(hào)為下降沿時(shí)，計(jì)時(shí)器輸出端為0那么依據(jù)此情況，以圖1為例，咱們可以把剛才的梯形圖程序通過時(shí)序圖表示如下圖5其中a，b之間是在掃描此段程序兩個(gè)周期之間的間隙。

圖５

３。

計(jì)時(shí)器與循環(huán)程序的關(guān)系

經(jīng)過分析,可以看出，M1０.2（Ｓ）是可以被置位的,那為什么沒有觀察其被置位呢？

大家注意，這里ｔ的時(shí)間是8ｓ，我們知道,一個(gè)程序的掃描周期很短,可能才十幾－——-幾十毫秒,在線時(shí)候可以監(jiān)控到ScaｎCycleTime。如圖６

圖６

那這個(gè)時(shí)間不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了掃描周期么?

我們又知道,如果程序掃描周期大于最大掃描周期監(jiān)控時(shí)間ScanCycｌeMｏnｉｔoｒinｇTiｍｅ，那么將會(huì)觸發(fā)中斷,甚至造成CPＵ進(jìn)入STＯP狀態(tài).其實(shí)，計(jì)時(shí)器的執(zhí)行是異步于OB1循環(huán)掃描的，只要計(jì)時(shí)器運(yùn)行后，在每一周期掃描到計(jì)時(shí)器的觸發(fā)端S信號(hào)如果為1,那么計(jì)時(shí)器就將在此周期連續(xù)計(jì)時(shí)。因此,它對(duì)于最大周期監(jiān)控時(shí)間并沒有太大的影響,只是調(diào)用語句時(shí)占用了少許us的時(shí)間.

怎么來驗(yàn)證這個(gè)說法呢?就是說計(jì)時(shí)器的執(zhí)行并不同步于OB１程序掃描周期.

1，可以在程序中加入若干ＳＦC47增大程序掃描周期（保證小于ＳcanCycｌeMoｎｉtoriｎgTiｍe),通過監(jiān)控計(jì)時(shí)器的時(shí)間，可以看出，計(jì)時(shí)器的時(shí)間是跳動(dòng)式的變化的,也就是說，也就是說，當(dāng)程序掃描完計(jì)時(shí)器,連續(xù)往下進(jìn)行時(shí)，計(jì)時(shí)器滿意觸發(fā)條件進(jìn)行計(jì)時(shí),此周期往后的計(jì)時(shí)是始終在進(jìn)行的.2，可以通過在中斷來證明3,通過程序死循環(huán)監(jiān)視計(jì)時(shí)證明4,通過多個(gè)計(jì)時(shí)器監(jiān)視時(shí)間來證明等等各種方法

那說明白是異步的有何作用呢？

說明白剛才咱們分析程序所作的時(shí)序圖有肯定的問題，由于咱們的分析是依據(jù)程序一步步往下進(jìn)行的，相當(dāng)于是同步進(jìn)行的.而實(shí)際在程序執(zhí)行時(shí)，掃描周期是比較短的,所以計(jì)時(shí)器是在其中的某一個(gè)周期里計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)輸出被置位為1，那么由于這樣，所以對(duì)我們編寫程序就會(huì)有肯定的要求。也就有了下面一個(gè)問題

４。

計(jì)時(shí)器動(dòng)作的時(shí)刻計(jì)時(shí)器的輸出端是什么時(shí)候被置位呢,什么時(shí)候起作用呢，比如？是等到重新掃描到計(jì)時(shí)器塊,計(jì)時(shí)器執(zhí)行完畢才置位，還是不用重新掃描到計(jì)時(shí)器？程序中直接掃描的T40節(jié)點(diǎn)，它就已經(jīng)被置位了呢？

１,我們可以設(shè)置ＯB35的看門狗時(shí)間為２０00mｓ,如圖７ＯB35里觸發(fā)計(jì)時(shí)器Ｔ40,的開點(diǎn)給線圈M６。0，如圖8OB１里的開點(diǎn)給線圈M6.１,M6．0開點(diǎn)給線圈Ｍ6.2,如圖９經(jīng)過試驗(yàn)，觀察看到，當(dāng)Ｔ４0的Timeｒ運(yùn)行結(jié)束后Ｍ6.１立刻就被置位了，而Ｍ６．０和M6。2會(huì)等到再次掃描到OＢ35,才會(huì)被置位.可得出結(jié)論，當(dāng)計(jì)時(shí)器T４0計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí),CＰＵ掃描到時(shí)，它就已經(jīng)為1了，不需要等到掃描計(jì)時(shí)器S_OＤT(SD)。

圖7

圖8

圖９

2,也可以在OＢ1里調(diào)用多個(gè)“waｉt”代碼讓OＢ1的掃描周期足夠大，如５s，先調(diào)用一個(gè)SDT21ｓ，然后調(diào)用若干“waｉt",也許持續(xù)２s，用T２開點(diǎn)觸發(fā)一個(gè)線圈如M10.０，再調(diào)用若干“wａｉｔ”，也許１s，然后再調(diào)用一個(gè)ＳDT３,可以看出再T3還沒有開頭計(jì)數(shù)時(shí),M1０．0已經(jīng)被置位了。

計(jì)時(shí)器在OB３0-ＯＢ38里呢？

是一樣的?？梢栽贠B35里使用ＳＤ計(jì)時(shí)器，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)程序調(diào)用ＯB35時(shí),計(jì)時(shí)器開頭運(yùn)行,把OB３5執(zhí)行時(shí)間和計(jì)時(shí)器時(shí)間設(shè)置大些，可以發(fā)現(xiàn),只要每次在掃描的計(jì)時(shí)器觸發(fā)端時(shí)，條件滿意，計(jì)時(shí)器就開頭運(yùn)行，直到下一次掃描ＯＢ35時(shí)再掃描到此條件為止?？梢园延?jì)時(shí)器時(shí)間設(shè)置足夠大，當(dāng)計(jì)時(shí)未結(jié)束前把它的觸發(fā)端變?yōu)?，那么其計(jì)時(shí)停止，直到再次觸發(fā)。可以得出計(jì)時(shí)器的運(yùn)行只與每次掃描到它的觸發(fā)端有關(guān)。掃描完觸發(fā)端后，計(jì)時(shí)器的運(yùn)行就與觸發(fā)端無關(guān)了，直到下一次再次掃描到此觸發(fā)端。

5。

分析程序

了解了以上的一些基本知識(shí)，咱們?cè)賮砜纯磩偛艌D1中的程序。

一個(gè)ＣPU的掃描周期是可以計(jì)算的，依據(jù)不同的配置和數(shù)據(jù)的讀取,可以計(jì)算出不同的周期,在ＰLＣ運(yùn)行時(shí)，每個(gè)周期的大小也是不一樣的，可以大致計(jì)算出范圍,可以依據(jù)每條語句來計(jì)算程序的執(zhí)行時(shí)間,再加上相應(yīng)的循環(huán)周期檢測點(diǎn),周期中斷,訪問過程映像區(qū),通信負(fù)載等。這些時(shí)間的長短與ＣPU型號(hào)及使用方式有關(guān).

使用PS307５Ａ,CPU315-2ＰN/ＤP(３15－2ＥＨ１３-0AB0

V2.６．50)為例.以下全部時(shí)間都以此配置為標(biāo)準(zhǔn)。

我們把圖1的梯型圖換成語句表來分析指令執(zhí)行的過程。

圖1０

一個(gè)ＣPＵ的掃描周期的計(jì)算可以依據(jù)以下幾個(gè)過程來進(jìn)行

圖11

A．操作系統(tǒng)初始化循環(huán)時(shí)間監(jiān)視B.掃描ＰIＯＣ．掃描PIIＤ。執(zhí)行用戶程序，并執(zhí)行程序中定義的操作Ｅ．掃描周期檢測點(diǎn)操作系統(tǒng)時(shí)間（周期結(jié)束時(shí)執(zhí)行掛起的任務(wù),如裝載和刪除塊）F。CPU返回到周期開頭的時(shí)間點(diǎn)，并重新開頭循環(huán)周期監(jiān)視

在以上的步驟中都是有時(shí)間的，雖然很小，但是也占用時(shí)間.可以依據(jù)不同的硬件組態(tài)，參照CPUSpｅcｉfiｃａｔioｎs手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，為了便于計(jì)算和理解，咱們以抱負(fù)狀態(tài)來計(jì)算。假設(shè)CＰU周期中的A，B，C，E，F(xiàn)的時(shí)間為固定的數(shù)值Xｕs。只分析程序里的”D”—－用戶程序中的命令執(zhí)行。

程序是挨次掃描的，從Nｅｔwork1—3依次進(jìn)行，

以第一個(gè)周期開頭時(shí)來分析,首先掃描Network1中Ｔ３計(jì)時(shí)器為０，因此閉點(diǎn)使能，Ｔ2開頭計(jì)時(shí)（0—8S），但此時(shí)掃描T2輸出為0，因此掃描到Network2中T2開點(diǎn)不使能,掃描到Ｔ3不執(zhí)行，Netwoｒk３中T3開點(diǎn)不使能，Ｍ1０．2為0。到此過程［0．4+0。3+2.４+0。3+0．3+2。４+0．３+0。2(或0。9）］us=６.6（或7.3)us。注意：T２始終在累加時(shí)間，相當(dāng)于此時(shí)T2計(jì)時(shí)也到達(dá)6。６（或7.7）us。

然后加上剛才的時(shí)間Ｘus，那么一個(gè)周期可以認(rèn)為是ｔ=Ｘ+６.６（７。7）us.Ｘ大于7us,可以看出語句的執(zhí)行是在很短的時(shí)刻進(jìn)行，所以大家在編程時(shí)常用的每個(gè)計(jì)時(shí)器都會(huì)經(jīng)過若干個(gè)程序掃描周期.

由于Tｉmｅr是異步的,所以T2的時(shí)間應(yīng)該在一個(gè)周期里也為t＝X＋6.6(７。７）uｓ,那么依據(jù)上面的程序看，由于T2設(shè)置為8s，所以應(yīng)該在也許m=８s/[X+6.６(7．７）］ｕｓ個(gè)周期時(shí)，T２執(zhí)行完畢。

T2

假設(shè)最佳情況下,Ｔ2執(zhí)行完畢的時(shí)刻是在第ｍ個(gè)周期內(nèi),

Ａ。如果發(fā)生在Networｋ2的T2開點(diǎn)之前，那么掃描到此Ｔ2開點(diǎn)的語句時(shí)，Ｔ2的輸出變?yōu)?，執(zhí)行下一條語句T2開點(diǎn)就會(huì)閉合,T３開頭計(jì)時(shí).B.如果T２執(zhí)行完畢的時(shí)刻是程序掃描到T2開點(diǎn)語句之后才發(fā)生的，那么由于后面的程序沒有對(duì)T2的操作，只有在下一個(gè)ｍ＋１周期，才能檢測到T２的變化.T３開頭計(jì)時(shí)。

T3開頭計(jì)時(shí)的前提條件是T2開點(diǎn)閉合,假設(shè)在第m個(gè)周期里，Ｔ３開頭計(jì)時(shí),那么同樣,要經(jīng)過也許m個(gè)周期左右，T３才能執(zhí)行完畢，到此時(shí),已經(jīng)經(jīng)過了２m個(gè)周期，由于M1０.2線圈是由T3開點(diǎn)的閉合信號(hào)來置位的,那么現(xiàn)在就來分析一下什么時(shí)候可以發(fā)生此動(dòng)作。

注意:在此例子程序中，在Netｗoｒk1-3中都有對(duì)Ｔ3的操作

T3

假設(shè)在最佳情況下,Ｔ3執(zhí)行完畢的時(shí)刻是在第２m個(gè)周期.在第２ｍ周期內(nèi)A。如果發(fā)生在Nｅtwｏｒk1的T３閉點(diǎn)之前,那么在程序掃描到Ｔ3閉點(diǎn)的時(shí)候，T３的輸出值已經(jīng)變?yōu)?了,閉點(diǎn)變?yōu)殚_點(diǎn)，Ｔ２輸出變?yōu)?，往下掃描到Netｗｏrｋ2的T2開點(diǎn)變?yōu)?，Ｔ3的SD輸出也變?yōu)椋?連續(xù)掃描到Nｅtworｋ3，T3開點(diǎn)為0,那么Ｍ1０。２未被置位.B。如果發(fā)生在Nｅｔworｋ１的T３閉點(diǎn)之后，Netwoｒｋ３的T3開點(diǎn)之前，（則T2是保持為1的),在掃描到T3開點(diǎn)時(shí),T3的輸出值變?yōu)椋?T３開點(diǎn)變?yōu)殚]點(diǎn),M10。２被置位.C．如果發(fā)生在Ｎｅtworｋ3的T３開點(diǎn)之后，那么在此周期內(nèi)對(duì)m1０.2不會(huì)產(chǎn)生置位,在下一周期（2m＋1)，T3輸出值變?yōu)?了，所以在Ｎetwork1里T3閉點(diǎn)變?yōu)殚_點(diǎn)，T2輸出變?yōu)椋?，掃描到Ｎｅtｗｏrk2里，T2開點(diǎn)變?yōu)?，導(dǎo)致Ｔ3輸出值變?yōu)椋?掃描到Netwoｒk3里，Ｔ3開點(diǎn)變?yōu)椋?，因此不?huì)對(duì)Ｍ10.2置位。在再下一周期(２m+２），掃描到Netｗork１里T3閉點(diǎn)為0,使能T2重新開頭計(jì)時(shí)。

從以上分析可以看出,M1０．2是可以被置位的，但是在條件符合情況下,看T３中情況B的時(shí)間大致為圖１０中的2，3,4，5，6操作Ｙ=(0。3+２.4+０.３+0。3+2。4）=５．7ｕｓ,也就是圖5中a時(shí)刻得在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，這個(gè)時(shí)間極為短暫。因此我們?cè)跈z測的時(shí)候很難捕獲到此信號(hào)。

我們可以在假設(shè)最佳情況下來計(jì)算一下概率,就以現(xiàn)在這個(gè)例子

ｔ=X+6．6（7．7）ｕs

Y＝5.７us

ｍ=8s/t

可以看出概率格外小，只有增大5.7uｓ才能增也許率,也就是增大Ｙ(或B）的時(shí)間

圖１２

只有SD計(jì)時(shí)器結(jié)束時(shí)刻發(fā)生在Ｙ時(shí)間段內(nèi)，那么Ｍ1０.2才能被置位，也就是Y：

Ｎetwork1的T3閉點(diǎn)之后,Netwｏｒk３的T３開點(diǎn)之前這個(gè)時(shí)間段內(nèi)如何通過試驗(yàn)來來驗(yàn)證以上的理論說法呢.可以實(shí)際通過實(shí)驗(yàn)來檢測

在不做任何修改的情況下，上面的程序要對(duì)Ｍ１0。2進(jìn)行置位的條件是很難捕獲到的，在n*2m個(gè)周期也難以捕獲到,因此經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行程序，Ｍ10.２也難以發(fā)現(xiàn)被置位.

為了比較直觀,加上了Netwoｒｋ4,用計(jì)數(shù)器來大致評(píng)估時(shí)間。如圖１3

圖1３

（1）

如果在Ｎeｔｗorｋ1的T３閉點(diǎn)后加上SFC４7設(shè)置１ms延長此段時(shí)間，這樣可以大大增加Ｔ3中情況Ｂ的時(shí)間(也就是增大Ｙ的時(shí)間），那這樣也就增加了它的概率.可以看出,在C1計(jì)算到１4時(shí),M２0．0（相當(dāng)與前問所述Ｍ10．2)已經(jīng)被置位。如圖１4

圖14

此種情況概率大約也可以計(jì)算為

t=Ｘ+６．6（7.7）ｕs+1ｍs

Y=5。7us+１ms

ｍ=8s/t

可以看出概率大了很多

(2)如果把此SFＣ47放在Ｔ3閉點(diǎn)之前，那么如Ｔ3中情況A的分析，對(duì)其程序掃描對(duì)產(chǎn)生Ｂ的效果不會(huì)有任何增加.可以看出,在Ｃ1計(jì)算到999時(shí)，Ｍ2０。０（相當(dāng)與前問所述M１0。2）還沒有被置位.(補(bǔ)充說明:最終也能被置位，在Netwoｒk３后面放若干個(gè)延時(shí)塊SFC4７也不會(huì)增加概率即縮短被置位的時(shí)間）如圖15所截圖，可以看出

圖15

此種情況概率沒有改善,由于關(guān)鍵參數(shù)Ｙ?zèng)]有變化

ｔ=Ｘ＋6.6（7.7)us

Y＝５。７us

m=8s/t所以概率還是為5.7uｓ/16ｓ=0．0０000035６25

注：以上情況經(jīng)過多次檢測.由此可得出結(jié)論：１、只有增大B（Nｅtwｏrk１的Ｔ3閉點(diǎn)之后，Ｎeｔwork３的Ｔ3開點(diǎn)之前這個(gè)時(shí)間段內(nèi)）的時(shí)間，才能增大置位的概率。2、或者削減計(jì)時(shí)器時(shí)間，也可以在時(shí)間方面增也許率，但對(duì)編程規(guī)律無好處

注意：我們剛才的概率分析并不是肯定的,只是假定的理論上情況，而且并沒有考慮中斷，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),計(jì)時(shí)器時(shí)基（可參考OnｌineHeｌp)等等各種情況。

圖１中的程序經(jīng)過分析。答案是：M10．２能被置位，只是概率問題

所以對(duì)于圖２中的程序咱們也可以同樣分析它的情況。答案是:Ｓ_CＵ計(jì)數(shù)有可能會(huì)丟數(shù)(即，不是每一次都能被記錄)，M6。2能被置位,只是概率問題

二、使用計(jì)時(shí)器注意

從剛才的分析來看

注意事項(xiàng)：1、計(jì)時(shí)器的執(zhí)行條件與觸發(fā)它的條件是有關(guān)系的，每種計(jì)時(shí)器都不太一樣,但原理相通。當(dāng)掃描到觸發(fā)端時(shí)，由觸發(fā)端決定計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)是否開頭，停止或連續(xù)。２、要想很好的使用計(jì)時(shí)器,使用時(shí)都得考慮計(jì)時(shí)器的特性和程序指令執(zhí)行的先后挨次，也就是要注意到,計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束的時(shí)刻到下一次程序中調(diào)用到計(jì)時(shí)器的節(jié)點(diǎn)，肯定要有足夠充裕的時(shí)間，讓程序來捕獲.以免造成不必要的情況。