2.3 定时器指令
2.3.1 定时器指令介绍
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，起到延时作用。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。其结构主要由一个16位当前值寄存器（用来存储当前值）、一个16位预置值寄存器（用来存储预置值）和1位状态位（反映其触点的状态）组成。
在S7-200PLC中，按工作方式的不同，可以将定时器分为3大类，它们分别为通电延时型定时器、断电延时型定时器和保持型通电延时定时器。定时器指令的指令格式如表2-14所示。
表2-14 定时器指令的指令格式
（1）图说定时器指令
图说定时器指令如图2-37所示。
图2-37 图说定时器指令
（2）定时器类型、时基和编号
定时器类型、时基和编号如表2-15所示。
表2-15 定时器类型、时基和编号
2.3.2 定时器指令的工作原理
（1）通电延时型定时器（TON）指令工作原理
① 工作原理 当使能端输入（IN）有效时，定时器开始计时，当前值从0开始递增，当当前值大于或等于预置值时，定时器输出状态为1（定时器输出状态为1可以近似理解为定时器线圈吸合），相应的常开触点闭合、常闭触点断开；到达预置值后，当前值继续增大，直到最大值32767，在此期间定时器输出状态仍然为1，直到使能端无效时，定时器才复位，当前值被清零，此时输出状态为0。
② 应用举例 如图2-38所示。
图2-38 通电延时定时器应用举例
案例解析
当I0.1接通时，使能端（IN）输入有效，定时器T39开始计时，当前值从0开始递增，当当前值等于预置值300时，定时器输出状态为1，定时器对应的常开触点T39闭合，驱动线圈Q0.1吸合；当I0.1断开时，使能端（IN）输出无效，T39复位，当前值清0，输出状态为0，定时器常开触点T39断开，线圈Q0.1断开。若使能端接通时间小于预置值，定时器T39立即复位，线圈Q0.1也不会有输出；若使能端输出有效，计时到达预置值以后，当前值仍然增加，直到32767，在此期间定时器T39输出状态仍为1，线圈Q0.1仍处于吸合状态。
（2）断电延时型定时器（TOF）指令工作原理
① 工作原理 当使能端输入（IN）有效时，定时器输出状态为1，当前值复位；当使能端（IN）断开时，当前值从0开始递增，当当前值等于预置值时，定时器复位并停止计时，当前值保持。
② 应用举例 如图2-39所示。
图2-39 断电延时定时器应用举例
案例解析
当I0.1接通时，使能端（IN）输入有效，当前值为0，定时器T40输出状态为1，驱动线圈Q0.1有输出；当I0.1断开时，使能端输入无效，当前值从0开始递增，当当前值到达预置值时，定时器T40复位为0，线圈Q0.1也无输出，但当前值保持；当I0.1再次接通时，当前值仍为0；若I0.1断开的时间小于预置值，定时器T40仍处于置1状态。
（3）保持型通电延时定时器（TONR）指令工作原理
① 工作原理 当使能端（IN）输入有效时，定时器开始计时，当前值从0开始递增，当当前值到达预置值时，定时器输出状态为1；当使能端（IN）无效时，当前值处于保持状态，但当使能端再次有效时，当前值在原来保持值的基础上继续递增计时；保持型通电延时定时器采用线圈复位指令（R）进行复位操作，当复位线圈有效时，定时器当前值被清0，定时器输出状态为0。
② 应用举例 如图2-40所示。
图2-40 保持型通电延时定时器应用举例
案例解析
当I0.1接通时，使能端（IN）有效，定时器开始计时；当I0.1断开时，使能端无效，但当前值仍然保持并不复位，当使能端再次有效时，其当前值在原来的基础上开始递增，当前值大于等于预置值时，定时器T5状态位置1，线圈Q0.1有输出，此后即使是使能端无效时，定时器T5状态位仍然为1，直到I0.2闭合，线圈复位（T5）指令进行复位操作时，定时器T5状态位才被清0，定时器T5常开触点断开，线圈Q0.1断电。
（4）使用说明
① 通电延时型定时器符合通常的编程习惯，与其他两种定时器相比，在实际编程中通电延时型定时器应用最多。
② 通电延时型定时器适用于单一间隔定时；断电延时型定时器适用于故障发生后的时间延时；保持型通电延时定时器适用于累计时间间隔定时。
③ 通电延时型定时器和断电延时型定时器共用同一组编号（表2-14），因此同一编号的定时器不能既作通电延时型定时器使用，又作断电延时型（TOF）定时器使用。例如，不能既有通电延时型定时器T37，又有断电延时型定时器T37。
④ 可以用复位指令对定时器进行复位，且保持型通电延时定时器只能用复位指令对其进行复位操作。
⑤ 对于不同时基的定时器，它们当前值的刷新周期是不同的。
2.3.3 定时器指令应用举例
（1）定时器在顺序控制中应用举例
① 控制要求 有红、绿、黄三盏小灯，当按下启动按钮时，三盏小灯每隔2s轮流点亮，并循环；当按下停止按钮时，三盏小灯都熄灭。
② 解决方案 顺序控制电路如图2-41所示。
图2-41 顺序控制电路
案例解析
当按下启动按钮时，I0.0的常开触点闭合，辅助继电器M0.0线圈得电并自锁，其常开触点M0.0闭合，输出继电器线圈Q0.0得电，红灯亮；与此同时，定时器T37、T38和T39开始定时，当T37定时时间到时，其常时闭触点断开、常开触点闭合，Q0.0断电、Q0.1得电，对应的红灯灭、绿灯亮；当T38定时时间到时，Q0.1断电、Q0.2得电，对应的绿灯灭、黄灯亮；当T39定时时间到时，其常闭触点断开，Q0.2失电且T37、T38和T39复位，接着定时器T37、T38和T39又开始新的一轮计时，红、绿、黄灯依次点亮往复循环：当按下停止按钮时，M0.0失电，其常开触点断开，定时器T37、T38和T39断电，三盏灯全熄灭。
（2）定时器在脉冲发生电路中的应用举例
① 单个定时器构成的脉冲发生电路 如图2-42所示。
图2-42 单个定时器构成的脉冲发生电路
案例解析
单个定时器构成的脉冲发生电路的脉冲周期可调，通过改变T37的预置值，从而改变脉冲的延时时间，进而改变脉冲的发生周期。当按下启动按钮时，I0.1闭合，线圈M0.1接通并自锁，M0.1的常开触点闭合，T37计时，0.5s后T37定时时间到，其线圈得电，其常开触点闭合，Q0.1接通。在T37常开触点接通的同时，其常闭触点断开，T37线圈断电，从而Q0.1失电，接着T37再从0开始计时，如此周而复始会产生间隔为0.5s的脉冲，直到按下停止按钮，才停止脉冲发生。
② 多个定时器构成的脉冲发生电路
a．方案（一），如图2-43所示。
图2-43 多个定时器构成的脉冲发生电路（一）
案例解析
当按下启动按钮时，I0.1闭合，线圈M0.1接通并自锁，M0.1的常开触点闭合，T37计时，2s后T37定时时间到，其线圈得电，常开触点闭合，Q0.1接通，与此同时T38定时，3s后定时时间到，T38线圈得电，其常闭触点断开，T37断电，其常开触点断开，Q0.1和T38线圈断电，T38的常闭触点复位，T37又开始定时，如此反复，会发出一个个脉冲。
b．方案（二），如图2-44所示。
图2-44 多个定时器构成的脉冲发生电路（二）
案例解析
方案（二）的实现与方案（一）几乎一致，只不过方案（二）的Q0.1先得电且得电2s断3s，方案（一）的Q0.1后得电且得电3s断2s而已。
③ 顺序脉冲发生电路 如图2-45所示为3个定时器顺序脉冲发生电路。
图2-45 3个定时器顺序脉冲发生电路
案例解析
当按下启动按钮时，常开触点I0.1接通，辅助继电器M0.1得电并自锁，且其常开触点闭合，T37开始定时，同时Q0.0接通，T37定时2s时间到，T37的常闭触点断开，Q0.0断电；T37常开触点闭合，T38开始定时，同时Q0.1接通，T38定时3s时间到，Q0.1断电；T38常开触点闭合，T39开始定时，同时Q0.2接通，T39定时4s时间到，Q0.2断电；若M0.1线圈仍接通，该电路会重新开始产生顺序脉冲，直到按下停止按钮，常闭触点I0.2断开；当按下停止按钮时，常闭触点I0.2断开，线圈M0.1失电，定时器全部断电复位，线圈Q0.0、Q0.1和Q0.2全部断电。