西门子S7-200/1200,PLC时钟指令的应用实例|西门子plc时钟指令
时间：2020-03-11 07:35:44 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文以西门子SIMATIC S7-200和西门子最新推出的SIMATIC S7-1200小型PLC为例，分析了实时时钟指令的功能和使用技巧，总结PLC课程教学的经验，设计了保存故障发生时间、定时控制、校园铃声控制、路灯控制、交通灯的分时控制等实例的PLC梯形图程序。
关键词：可编程控制器，时钟指令，西门子S7-200，西门子S7-1200
Abstract: This paper is based on Siemens SIMATIC S7-200 and Siemens latest SIMATIC S7-1200 compact PLC. It mainly analyzes the function and use of skills instruction of real-time clock command, and summarizes the experience of teaching about PLC courses, designs the PLC ladder program on saving failure time, timing control, campus tone control, street light control, time-sharing control of traffic lights and so on.
Keywords: PLC； Clock command；Simatic S7-200；Simatic S7-1200
1 西门子SIMATIC S7-200时钟指令
1.1 时钟指令
西门子SIMATIC S7-200可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC），其时钟指令有读实时时钟指令TODR、写实时时钟指令TODW、扩展读实时时钟指令TODRX和扩展写实时时钟指令TODWX，其中扩展时钟指令用于读写实时时钟的夏令时时间和日期。
S7-200实际上可以读取的最小时间单位为1s，没有必要在每个扫描周期都读取实时时钟，可以在SM0.5（高低电平各0.5s，周期为1s的时钟脉冲）的上升沿每秒读取一次时钟。
S7-200系列PLC按CPU性能分为CPU221/CPU222/CPU224/ CPU226，其中CPU221和CPU222没有内置的实时时钟，需要外插带电池的实时时钟卡才能获得实时时钟功能。在失去电源后，CPU靠内置超级电容（50h/100h）或外插电池卡为实时时钟提供缓冲电源。缓冲电源放电完毕后，再次上电时，时钟值为默认值。
1.2 时钟格式
读实时时钟指令TODR（Time of Day Read）从实时时钟读取当前日期和时间，装入以T（例如：VB0）为起始地址的8字节缓冲区，依次存放年（VB0）、月（VB1）、日（VB2）、时（VB3）、分（VB4）、秒（VB5）、0（VB6）和星期（VB7），时间和日期的数据类型为VB字节型。
星期的取值范围为0～7，1表示星期日，2～7表示星期一～星期六，为0时将禁用星期（保持为0）。
变量存储区V，存储时钟时其编号可以连续使用，例如：VW0（年、月）、VW1（月、日）、VW2（日、小时）、VD0（年、月、日、小时）等，详见表1-2。但如果保存的是模拟量信号（例如：电压、电流、压力等），应该避免数据区的交叉使用，字存储VW的编号是2的倍数，例如：VW0、VW2、VW4等。双字存储VD的编号是4的倍数，例如：VD0、VD4、VD8等。
计算机PC与PLC在线连接时，通过编程软件的“PLC”菜单→“实时时钟…”，设置日期时间值和启动时钟开始运行。也可以用写实时时钟指令TODW来设置和启动实时时钟。
1.3 时钟指令的应用
例如：保存故障发生时间，当设备发生故障时I0.0接通，请将故障发生时间保存到VB100-VB107的存储区中。提示：设置读实时时钟指令的存储的起始地址为VB100。
例如：定时控制，在2009年7月21日12时21分～23分，Q0.0接通。提示：VD0存储的是年、月、日、小时，VW4存储的是分钟、秒。
例如：路灯控制，18:00时开灯，6:00时关灯。提示：VW3存储的是小时、分钟。
例如：交通灯的分时控制，白天（06：00～00：00）正常运行，夜晚（00：01～05：59）南北、东西方向黄灯闪烁。提示：建立“白天”和“夜晚”子程序，然后在主程序中调用子程序。
2 西门子SIMATIC S7-1200时钟指令
西门子SIMATIC S7-1200是西门子公司最新推出的小型PLC，代表了下一代PLC的发展方向。集成的以太网接口用于与计算机、人机界面和其他PLC的通信，提供了控制各种设备以满足您自动化需要的灵活性和强大功能。S7-1200设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，编程软件STEP 7 Basic集成了用于精简系列面板组态的WinCC Basic，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。
2.1 日期时间的数据类型
1） 数据类型Time的长度为4B，见表2-1。
2） 数据结构DTL（日期时间）长度为12B，表示日期和时间定义的时刻，包括年、月、日、星期、小时、分、秒和纳秒。
USInt是无符号字节8位，UInt是无符号整数16位， UDInt是无符号双整数32位，基本数据类型。
2.2 时钟指令
时钟指令用来设置和读取系统时钟，见图2-1。指令的输出RET_VAL返回指令执行的状态信息，数据类型为Int整数。
1） WR_SYS_T（写系统时间）将输入IN的DTL值写入PLC的实时时钟。
2） RD_SYS_T（读系统时间）将读取的PLC当前系统时间保存在输出OUT中，数据类型为DTL。
3） RD_LOC_T（读本地时间）将读取的当前计算机PC本地日期时间保存在输出OUT中，数据类型为DTL。
2.3 DTL变量的定义
1） 打开SIMATIC STEP 7 Basic编程软件，并打开主程序“Main[OB1]”。
2）可以在全局数据块或块的接口区中定义DTL变量。在编程软件页面上方的界面窗口中，新建“DT0”的DTL变量。编程软件将自动生成年、月、日等变量。
2.4 S7-1200时钟指令的应用
S7-1200可以读取的最小时间单位为1ns，正常时没有必要在每个扫描周期都读取实时时钟，可以在M0.5（1Hz时钟，也就是周期为1s时钟）的上升沿每秒读取一次时钟。在“PLC属性”中定义“系统和时钟存储器”。
例如：用时钟指令控制路灯的定时接通和断开，20:00开灯，06: 00关灯。
如果设置的时间到分钟的话，例如：用实时时钟指令控制路灯的定时接通和断开，18:30开灯，05:30关灯。提示：18:30时置位，05:30时复位，为了避免0-59秒期间每秒钟重复的置位或复位，增加了P_TRIG上升沿检测指令，其CLK输入端的能流的上升沿时Q端接通一个扫描周期后断开，使方框下面的脉冲存储器位M2.0或M2.1置位。在编写梯形图时，S7-200/300/400每个网络只能有一个能流，而西门子公司最新推出的S7-1200改变了这样的设计思想，每个程序段可以有多个能流，程序段2有2个能流。
例如：用时钟指令控制校园铃声，响铃时间08:00、08:45、08:50等等，每次响铃10s。当然我们还可以增加一些功能，例如：不同的时刻、不同的教学区域可以使用不同的铃声（或者使用音乐）， 节假日不响铃，这些功能使用时钟指令可以很方便地实现。
时钟指令在PLC编程中应用很广泛，例如：路灯控制、定时控制、校园铃声控制、交通灯分时控制等等。S7-200将时钟的日期时间分别保存在VB存储区中，与比较指令配合使用时，我们即可以分别使用，例如：年，VB0。当然也可以结合使用，例如：年月，VW0。西门子公司最新推出的S7-1200，其时钟的存储与S7-200不同，使用了DTL变量的格式，只能分别单独使用DTL变量中的一个变量。
参考资料：
[1] 廖常初，PLC编程及应用（第3版），机械出版社，2008
[2] 廖常初，S7-300/400 PLC应用技术（第2版），机械出版社，2008
[3] 廖常初，S7-1200 PLC编程及应用，机械出版社，2010
[4] SIMATIC S7-200 可编程控制器系统手册，2008-8
[5] SIMATIC S7-1200 系统手册，2009-11
[6] SIMATIC S7-300 产品目录，2009
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