张艳珍

（洛阳职业技术学院，河南洛阳 471000）

0 引言

PLC中的定时器相当于接触器—继电器控制线路中的时间继电器，定时器的使用较为灵活方便，其控制精度更高。时间控制是PLC的一项重要功能。定时器的应用在PLC编程中处于不可或缺的地位。FX系列PLC的定时器为定时接通定时器，即定时器线圈通电后，开始定时，到达设定时间后，定时器的常开触点闭合，常闭触点断开；在定时器线圈断电时，定时器的触点瞬间复位，用定时器的触点驱动动作执行者，如三相异步电动机，该电动机受到定时器控制，执行定时接通与定时断开动作。

三菱FX2N系列PLC简单易懂，是一种在可编程序控制器教学中广泛应用的PLC[1]，根据定时器的工作原理可知，采用定时器的常开触点驱动动作执行者是定时接通控制，采用定时器的常闭触点驱动动作执行者是定时断开控制，定时接通与定时断开控制是定时器的基本应用。在工程实际中，应用更多的是定时器的扩展电路，即利用定时器可以组成多个典型的时序逻辑电路，包括定时扩展电路、振荡电路、自复位电路，这些典型电路是编写复杂PLC控制程序的必备知识，在实际生产过程中，是实现时序构造、等待响应、人为制造终端、产生时间脉冲的基础[2]。

本文阐述的是典型电路对应的定时器，即三菱FX2N系列PLC中的通用定时器，典型电路中触发定时器线圈的触点为长动按钮，若为点动按钮，则需要采用辅助继电器，以保障定时器线圈持续得电。

1 定时器长定时扩展电路

三菱FX2N系列PLC中，单个定时器的最大设定值是32 767，其最大分辨率为100 ms，最长的定时时间为3 276.7 s，若生产实际中要求的定时时间大于此数据，则需要使用定时器的定时扩展电路达到长定时控制要求，可利用定时器与定时器串联组合或者定时器和计数器组合实现[3]。此外，在PLC控制程序中，不仅是由上述两组组合可以实现定时扩展，还可以根据时间控制要求，使用M8011～M8014特殊辅助继电器与计数器组合实现长定时控制，此种方式扩大定时时间的范围有限，读者可根据实际工况进行选择。

1.1 定时器与定时器组合

图1所示的梯形图中，X0常开触点接通后，T0开始定时，达到3 000 s时T0的常开触点接通，使T1开始定时；再经过600 s后T1的常开触点接通，使Y0接通。从X0接通到Y0接通总共经过了3 600 s（1 h）的定时。

图1 定时器定时扩展电路

定时器的串联组合即是先启动一个定时器定时，定时时间达到以后，用第一个定时器的常开触点控制第二个定时器[4]，如此下去，使用最后一个定时器的常开触点去控制所要控制的对象。定时器串联使用时，其总定时时间为各定时器常数设定值之和。N个定时器串级使用，其最长时间为3 276.7N s[5]。读者可根据实际工况，合理选取定时器的个数及定时设定值大小，实现时间设定要求。

1.2 定时器与计数器组合

定时器和计数器串联使用，可以扩大定时器的计时范围，如图2所示。程序第一行采用了定时器自复位电路，每隔10 s（T0的设定值）发送1个脉冲信号给计数器C1计数1次，同时将T0自复位，进入下一个10 s的定时。C1计满360次（1 h）时，其常开触点动作将Y1接通。

图2 定时器和计数器串联使用扩大定时范围

运用定时器与计数器组合形成的长定时电路，总定时时间的计算方法为定时器T的设定值乘以计数器C的设定值，再乘以定时器T对应的时钟脉冲周期，实现定时器定时范围的扩大[6]。需要注意的是，FX系列PLC单个计数器最大的计数范围是32 767，若需要更大的计数范围，也需进行扩展，计数器扩大计数范围的电路本文不再赘述。

以上是定时器的定时扩展电路，可根据实际工程情况，合理选择定时器、计数器的个数及其设定值，最终完成与控制要求相符的PLC控制程序。

2 定时器振荡电路

在PLC程序设计中，经常需要一系列连续的脉冲信号作为计数器的计数脉冲或其他作用。定时器振荡电路的实质是2个（或者多个）定时器交替定时形成振荡。该电路在工程实际中在脉冲信号源或闪光报警电路等场所得到广泛应用。

图3所示为定时器组成的振荡电路及I/O波形图。当输入继电器X0接通时，定时器T0开始定时，经定时后其常开触点动作使输出继电器Y0接通，同时T1开始定时；T1定时时间到了以后，其常闭触点动作切断T0线圈，使T1和Y0都复位；在随后的下一个扫描周期里，T1常闭触点复位使T0线圈再次接通，进入新一轮变化，依次重复下去，直至X0断开使T0、T1及Y0全部断开。

图3 定时器振荡电路一

程序中，当输入继电器X0接通后，输出继电器Y0以1 s周期闪烁变化（如果Y0接一盏灯，则此灯灭0.5 s，亮0.5 s，交替进行），波形如图3（b）所示。改变T0、T1的设定值，可以调整Y0的输出脉冲宽度。

负载Y0可以放在可以放在图3（a）的位置，也可以放在前面与定时器T0形成连续输出，如图4（a）所示的程序中，Y0线圈之前要串联T0的常闭触点，待T0定时时间到了以后切断Y0线圈，迫使Y0只接通0.5 s就断开0.5 s，形成闪烁变化。

图4 定时器振荡电路二

根据实际工程需要，可改变对应定时器的设定值，不仅可以实现周期可调的连续脉冲，还实现占空比可调的连续脉冲。理解定时器振荡电路时，需牢记阅读PLC控制程序的两点注意事项：一是CPU扫描执行程序的顺序是从上到下，位于上面梯级的程序先执行，下面梯级的程序后执行；二是PLC的工作方式是周期性的循环扫描，CPU执行程序一个扫描周期结束后再进入下一个周期，直到PLC处于STOP状态。

3 定时器自复位电路

定时器自复位电路用于循环定时[7]。图5所示为通用定时器自复位电路。X0接通1 s时，T0常开触点动作使Y0接通；在随后的第二个扫描周期，Y0的常闭触点动作使T0线圈断开，T0常开触点立即复位断开，Y0也断开；在第三个扫描周期，Y0常闭触点复位使T0线圈重新开始定时，重复前面的过程。

定时器的自复位电路要分析定时时间到了以后的前后3个扫描周期，才能真正理解其复位过程。在图5（a）中，T0线圈的复位是依靠T0定时时间达到之后，其常开触点动作接通Y0，再由Y0的常闭触点动作切断T0线圈电路完成的，因此称为定时器自复位电路。

图5 定时器自复位电路一

将图5中的Y0对应的输出端子接指示灯，理论上说指示灯应该是1 s闪亮一次。若X0为点动开关，由于Y0每次接通的时间只有一个扫描周期，调试程序时根本看不到灯泡闪亮的效果。若X0为长动开关，调试程序时可以看到灯泡闪亮的效果。

对于时钟脉冲周期为100 ms的定时器，可以将图5（a）中的Y0常闭触点替换成T0常闭触点，如图6所示。但对于时钟脉冲周期为1 ms和10 ms的定时器，因其定时精度很高，容易造成常开触点与常闭触点之间的竞争，使循环定时不稳定，因此不建议作这种替换。

图6 定时器自复位电路二

4 结束语

利用定时器实现长定时的扩展电路有两种，一种是定时器与定时器串联组合，实现的最长定时时间为3 276.7N s，其中N为串联定时器个数；另一种是定时器与计数器组合，总定时时间为定时器T的设定值乘以计数器C的设定值，再乘以定时器T对应的时钟脉冲周期。

若需要实现连续脉冲信号，可以运用定时器的振荡电路，定时器振荡电路是2个（或者多个）定时器交替定时形成振荡，可改变对应定时器的设定值，不仅可以实现周期可调的连续脉冲，还实现占空比可调的连续脉冲。

工程实际中，可以采用定时器的自复位电路，实现自动循环定时。需要注意的是，对于时钟脉冲周期为1 ms和10 ms的定时器，因其定时精度很高，容易造成常开触点与常闭触点之间的竞争，使循环定时不稳定，因此不建议用定时器的常闭触点复位自身，而用动作执行者线圈的常闭触点复位定时器。灵活运用定时器的定时扩展电路、振荡电路、自复位电路等典型时序逻辑电路，实现时序构造、等待响应、人为制造终端、产生时间脉冲，满足工程实践控制要求[8]。