TIA Portal 定时器简明教程

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在西门子 S7-1200 和 S7-1500 PLC 中，定时器（Timer）扮演着至关重要的角色。它们能够在控制程序中实现精确的时间测量，广泛应用于信号滤波、脉冲生成、延时控制或信号保持等功能。

本文将介绍 TIA Portal 中使用的四种主要定时器类型：TON（通电延时定时器）、TOF（断电延时定时器）、 TP（脉冲定时器）和 TONR（保持型通电延时定时器）。所有示例均基于 S7-1200 和 S7-1500 PLC，两个系列的定时器逻辑完全相同。

1、定时器的基本结构和参数

TIA Portal 中的定时器以 IEC_TIMER 结构的形式实现，存储在 数据块（DB）中。每个定时器实例都会创建自己的 DB，使定时器能够独立运行。

TP、TON、TOF 和 TONR 指令具有相似的参数：

• IN – 布尔输入信号。根据定时器类型，信号为 1（TRUE）或 0（FALSE）会启动或停止时间计数。
• 在 TP、TON 和 TONR 定时器中，上升沿信号（1）开始计数，0 停止计数。
• 在 TOF 定时器中，行为相反。
• R – 复位输入（Bool），仅在 TONR 中可用。信号为 1 时会重置累计时间并将输出 Q 设为 0。
• PT – 预设时间（TIME）。定义定时器在 Q 状态改变前应运行多长时间。值以 T#<时间>（例如 T#5s）输入，内部以毫秒为单位存储为 32 位 DInt 值。在计时过程中更改 PT 不会影响 TP、TON 或 TOF 定时器。对于 TONR，新的预设值将在下次启动时生效。
• Q – 逻辑输出（Bool）。指示预设时间是否已过。可用于后续逻辑或可视化。
• ET – 已用时间（TIME）。显示当前已用时间（毫秒）。

⚠️ 每个 IEC_TIMER 结构应仅分配给一个定时器，以避免意外交互。

在 LAD 中编程时，定时器指令应放置在网络末尾，建议使用 标签输出（Q、ET）而不是直接访问 DB 变量。

2、通电延时定时器

2.1 工作原理

TON 是 PLC 编程中最常用的定时器。当输入信号 IN 从 0 变为 1 时，开始计时。

如果 IN 在计时过程中回到 0，定时器将被重置 — 累计时间和输出 Q 都返回 0（ET = 0，Q = 0）。

当 ET 达到预设时间 PT 时，输出 Q 切换为 1。只要 IN 保持高电平，Q 也保持为 1。一旦 IN 再次变低，定时器重置。

2.2 典型应用

延迟信号激活适用于：

• 过滤短脉冲
• 设备软启动
• 启动信号后延迟启动电机
• 忽略短时干扰（例如按钮按下必须持续超过 T#200ms 才被接受）
• 在定义的延迟后触发动作

3、断电延时定时器

3.1 工作原理

TOF 定时器的工作方式与 TON 相反。当 IN 处的信号从 1 变为 0 时，定时器开始计数预设时间 PT。

此时，输出 Q 立即切换为 1，并在倒计时期间保持激活状态。预设时间到期后，Q 返回 0。

如果 IN 在计数期间回到 1，定时器立即重置，Q 切换为 0。

3.2 典型应用

当信号或设备必须在控制信号移除后保持激活一段时间时，使用 TOF 定时器，例如：

• 风扇关闭后运行 30 秒
• 运动传感器停用后延迟关闭照明
• 信号丢失后阀门保持开启一段时间

4、脉冲定时器

4.1 工作原理

TP 定时器生成固定持续时间的脉冲。计时从 IN 的上升沿（从 0 到 1 的跳变）开始。

触发后，Q 切换为 1 并在预设时间 PT 内保持该状态。脉冲期间 IN 的进一步变化会被忽略，不会延长计时期。

PT 到期后，Q 自动重置为 0。在定时器激活期间更改 PT 对正在进行的脉冲没有影响。

4.2 典型应用

当你需要生成短的固定长度脉冲（无论输入持续时间）时，TP 定时器很有用，例如：

• 按钮按下后指示灯亮 1 秒
• 为驱动器生成单次启动脉冲
• 传感器或按钮去抖

5、保持型通电延时定时器

5.1 工作原理

TONR 定时器的行为类似于 TON，但即使输入信号关闭也能保持已用时间。

当 IN = 1 时，定时器开始向 PT 计数。如果 IN 在 PT 到期前回到 0，计数暂停，但已用时间 ET 被存储。

当 IN 再次设为 1 时，计时从上次停止的地方继续。定时器仅在 R = 1 时重置。

在计时过程中更改 PT 不会影响当前周期，但新值将在下次启动时应用。

5.2 典型应用

当需要累计总激活时间时，保持型定时器很有用，例如：

• 记录电机或泵的总运行时间（运行小时计）
• 测量报警或限值违规的持续时间
• 实现中断的延时序列 — 条件返回后定时器继续

6、结束语

西门子 PLC 中的定时器是基于时间的逻辑的强大工具。理解 TON、TOF、TP 和 TONR 的行为，可以让你在 TIA Portal 中创建更可靠、更稳定和更灵活的自动化程序。

原文链接：Timers in TIA Portal – How to Use TON, TOF, TP and TONR in Siemens PLCs

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