S7 300/400 idõzítõk és szamlalók

S7 300/400 idõzítõk és számlálók

Idõzítõk

PLC programokban az egyik leggyakrabban használt funkció az idõzítõ funkció.
Az S7 többféle idõzítõt ismer, ezek mûködésérõl lesz szó. Egy bármilyen idõzítõt kétféle módon is beletehetünk a programunkba ha azt létradiagramban (LAD) vagy funkcióblokk diagramban (FBD) írjuk.
Az egyik mód az, amikor a timer önálló blokként jelenik meg:

A másik, amikor a timer különbözõ be és kimeneteire külön, a program más-más részeiben hivatkozunk.

Mûködés szempontjából nincs különbség a két módszer között attól eltekintve, hogy az elsõ módszer szerint használva van lehetõségünk az idõtag pillanatnyi tartalmát kiolvasni bináris és BCD formában (lásd késõbb).
S7 programba a következõ idõzítõket használhatjuk:

• S_ODT: bekapcsolásra késleltetõ
• S_ODTS: bekapcsolásra késleltetõ-tartó
• S_PULSE: impulzus
• S_PEXT: bõvített funkciójú impulzus
• S_OFFDT: kikapcsolásra késleltetõ

Mind az öt fajta ugyanolyan be és kimenetekkel rendelkezik:
Bemenetek:

S:     Logikai indító bemenet, élvezérelt
TV:  A beállított idõ S5TIME formátumban
R:    Logikai bemenet, reset, alaphelyzetbe állítás

Kimenetek:

Q:     Logikai érték. Amikor a TV idõ letelt, Q értéke TRUE lesz
BI:    Az idõtag pillanatnyi értéke bináris formában
BCD:  Az idõtag pillanatnyi értéke BCD formában

Az idõtagok R bemenete, a BI, BCD és Q kimenete elhagyható, kitöltése nem kötelezõ. Vagyis nem kötelezõ használni pl. a reset bemenetet vagy a számláló pillanatnyi értékeit visszaadó kimeneteket. Ha a Q kimenetet nem használjuk fel, az idõtagra annak számával (pl.: T1) hivatkozhatunk.

Az idõzítõnek a TV paraméterben kell megadni az idõt amennyit idõzítenie kell. A TV paraméter egy speciális adatformátumot igényel, aminek a neve S5TIME. Mérete 16 bit (word).
A TV lehet konstans, vagy kimeneti (QW), bemeneti (IW), merker (MW), és DB (DBW) memóriaterületen.
 
Az S5TIME
Az idõzítõk olyan számlálók, amik egy idõalap (órajel) szerint számlálnak visszafele. Amikor a számláló eléri a nullát, az idõtag letelt. Az idõtagokban ez a belsõ számláló 12 bites, és BCD-ben számlál. Mivel a 12 bit 3 digitnek felel meg, a legnagyobb számlálóérték 999. Az idõtagoknak adott TV paraméter 16 bites, ami az alsó 12 biten hordozza az emített számláló értéket, a maradék négy bitbõl kettõ (12-es és 13-as bit) pedig az idõalapot határozza meg:

Az idõalap Az idõalap kódja 10 ms 100 ms 1 s 10 s

Az idõtag által idõzített idõt tehát az idõalap és az idõzítési érték szorzata lesz.
Pl.: idõzítés: 642, idõalap 100 ms = 64.2 másodperc.
A fentiekbõl adódik, hogy a legkisebb beállítható idõ 10 ezredmásodperc (10 ms * 1) a legnagyobb pedig 2 óra 46 perc 30 másodperc (999*10 s = 9990 másodperc).
Ha ennél hosszabb idejû késleltetésre van szükség, akkor több, sorbakötött, egymást indító idõtagra lesz szükségünk, vagy az idõzítést megírjuk saját magunk (esetleg külsõ funkcióblokkot használunk a célra).
Ha felhasználjuk az idõtag belsõ pillanatnyi értékét pl. a BI vagy BCD kimenet segítségével, akkor vegyük figyelembe, hogy a kapott érték az idõalap által meghatározott ütemben fog csökkenni.
Az S5TIME formátum konstansként is beírható. Ennek szintaxisa a következõ:

S5#oHpMaSeMS
Ahol: o=óra, p=perc, a=másodperc, e=ezred másodperc
Példák:

Amikor egy idõtag értéket a fenti módon adunk meg valahol Step7-ben (pl. idõtag TV paraméterében) beíráskor a Step7 ellenõrzi a beírt konstanst és kiszámolja a megadott idõhöz szükséges idõalapot, valamint a számított idõalaphoz kiszámolja az idõzítési értéket, amit a timer kap majd. Nekünk nem kell törõdni sem az idõalappal, sem a timerbe kerülõ BCD értékkel, a fejlesztõi környezet átalakítja az S5T# formátumot.
Jó ha ismerjük azonban az S5TIME formátumot és hogy mi húzódik meg a háttérben, mert akkor könnyebben megérthetjük, hogy ha egy idõtagnak beírjuk a S5T#1H6M23S vagy S5T#1H6M22S450MS idõértéket, akkor miért javítja át a Step7 S5T#1H6M20S-re. :)

Megjegyzés: Az S7 300/400 PLC nem keverendõ az S7 200-al. Annak programozása és az idõtagok mûködése is gyökeresen eltér az S7 300/400 idõzítõinek mûködésétõl!

Bekapcsolásra késleltetõ idõtag (S_ODT)

On delay timer

Mûködés:
Ha az R bemenet inaktív (FALSE), akkor az S bemeneten érkezõ felfutó él a TV-t betölti az idõtagba, ami azonnal csökkenni kezd. Amikor eléri a nullát, bekapcsolja Q kimenetét.
Ha S a TV  idõ letelte elõtt megszûnik, akkor az idõ futása megáll, Q kimenet inaktív marad és az idõrelé tartalma változatlanul azon az értéken marad, amennyi S megszünésekor volt. S újabb felfutó éle a beállított TV idõtõl újraindítja az idõt.


S_ODT idõdiagram:

tv: a beállított idõ (5 másodperc)

Bekapcsolásra késleltetõ-tartó idõtag (S_ODTS)

Retentive on delay timer

Mûködés:
Ha az R bemenet inaktív (FALSE), akkor az S bemeneten érkezõ felfutó él a TV-t betölti az idõtagba, ami azonnal csökkenni kezd. Amikor eléri a nullát, bekapcsolja Q kimenetét.
Ha S a TV  idõ letelte elõtt megszûnik, az idõ futása folytatódik, letelésekor Q bekapcsol. Ha az idõtag futása közben az S bemeneten újabb felfutó él keletkezik (futás közben S ki majd újra bekapcsol), akkor a TV idõtõl újraindítja az idõzítõt.
Amikor az idõ letelt és Q bekapcsolt, a timer ebben az állapotban marad az R bemenet aktiválásáig. Vagyis S bemenettel nem lehet újraindítani az idõtagot, ha az már lejárt.
Hasonlóan mûködik mint egy RS tároló ami az S bemenetre adott felfutó éltõl számított késleltetés után kerül bekapcsolt állapotba.
Bár az S_ODTS típusú idõtag R bemenete is elhagyható, mint a többi idõtagnál de ha elhagyjuk, akkor az elsõ bekapcsolás után bekapcsolva marad, nem tudjuk újraindítani.

S_ODTS idõdiagram:

Impulzus idõtag (S_PULSE)

Pulse timer

Mûködés:
S_PULSE mûködése hasonló S_ODT mûködéséhez azzal a különbséggel, hogy Q kimenet nem akkor kapcsol be amikor TV idõ letelik, hanem addig van bekapcsolva, amíg TV idõ telik (vagyis amíg a timer fut)
Ha az R bemenet inaktív (FALSE), akkor az S bemeneten érkezõ felfutó él a TV-t betölti az idõtagba, ami azonnal csökkenni kezd. Az S bemenettel egyidõben bekapcsol Q kimenet is
Amikor az idõ eléri a nullát, a Q kimenet kikapcsol.
Ha S a TV  idõ letelte elõtt megszûnik, akkor az idõ futása megáll, Q kimenet inaktívvá válik és az idõtag tartalma változatlanul azon az értéken marad, amennyi S megszünésekor volt. S újabb felfutó éle a TV értéktõl újraindítja az idõt a Q kimenet ismét bekapcsol.

S_PULSE idõdiagram:

Bõvített impulzus idõtag (S_PEXT)

Extended pulse timer   

Mûködés:
S_PEXT mûködése hasonló S_PULSE mûködéséhez azzal a különbséggel, hogy Q kimenet nem lesz inaktív akkor, ha a timer futása közben az S bemenet inaktívvá válik.
S_PEXT timert tehát egy felfutó éllel lehet indítani, ezzel egyidõben Q kimenete bekapcsol és S bemenet további állapotától függetlenül az idõ tovább fut benne.
Amikor az idõ eléri a nullát, a Q kimenet kikapcsol.
Ha S a TV  idõ letelte elõtt megszûnik, akkor az idõ futása rendületlen, Q kimenet továbbra is aktív az idõ lefutásáig.
Ha a timer futása közben S bemeneten újabb felfutó él keletkezik (vagyis futás közben S kikapcsol, majd újra be) akkor a TV értéke újra betöltõdik és a timer futása elölrõl kezdõdik TV értékrõl. Közben a Q kimenet bekapcsolva marad.

Az S_PEXT idõdiagramja:

Kikapcsolás késleltetõ idõtag (S_OFFDT)

Off-delay timer   

Mûködés:
Q kimenet az S bemenettel egyidõben bekapcsol, de sz idõ csak akkor kezd el telni, amikor S bemenet lefut. Az idõtag futása alatt Q kimenet bekapcsolva marad az idõ leteléséig. Amikor az idõ letelik, Q kikapcsol.
Ha a timer futása közben S újra bekapcsol, akkor a timer futása megáll, a pillanatnyi értékét megtartja, Q kimenet bekapcsolva marad. Amikor S ismét kikapcsol, annak lefutó élénél a timer újratöltõdik TV idõvel és a futása elölrõl kezdõdik, Q továbbra is bekapcsolva marad, amíg az idõ le nem telik.
Ha aktív S bemenet mellett az R bemenet is bekapcsol, akkor a Q kimenet kikapcsolódik R bekapcsolásának idejére. Ha R bemenet a timer futása közben aktiválódik,  az idõtag nullázódik és Q kimenet kikapcsol, R inaktivvá válása után is úgymarad (mint ha letelt volna TV idõ).

Az S_OFFDT idõdiagramja:

Számlálók

S7 300/400-ban áromféle számláló használható: lefele számláló, felfele számláló és két irányú (le/fel) számláló.
Programozása hasonló az idõtagéhoz, a számlálót is lerakhatjuk egy egységként, vagy "alkatrészenként" is.

Az S7 számlálók 12 bites BCD-ben számolnak. Így a számláló tartalma (és beállított végértéke is)  000-999 tartomyánba eshet.

Bemenetek:

CD: Lefele számláló léptetõ bemenet, logikai érték. Felfutó élre vezérelt (Count down)
CU: Felfele számláló léptetõ bemenet, logikai érték. Felfutó élre vezérelt (Count up)
S: Alaphelyzetbe állító bemenet, logikai érték. Felfutó élre vezérelt (Set)
R: Törlõ bemenet, logikai érték (Reset)

Kimenetek:

f: A számláló kapcsoló kimenete, logikai érték
CV: A számláló pillanatnyi tartalma binárisan, word (Counter Value)
CV_BCD: A számláló pillanatnyi tartalma BCD-ben, word (Counter Value BCD)

Lefele számláló (S_CD)

Down counter

Mûködés:
Az S bemeneten érkezõ felfutó él a PV értékét beleírja a számlálóba (ha R inaktív).
A CD bemenet minden felfutó élével a számláló tartalma egyel csökken. Amikor a számláló tartalma eléri a nullát, Q kimenet kikapcsol. Ha elérte a nullát, nem számol tovább, újabb CD léptetõimulzusokra sem.
Az R bemenet TRUE állapota a számláló tartalmát törli mindaddig, amíg R aktív (nem élvezérelt). Így aktív R mellett a számláló tartalma mindig nulla, nem léptethetõ és nem reagál az S bemenetre sem.
Q kimenet állapota mindig bekapcsolt (TRUE), amikor a számláló tartalma nem nulla.

S_CD idõdiagramja

Felfele számláló (S_CU)

Up counter


Mûködés:
Az S bemeneten érkezõ felfutó él a PV értékét beleírja a számlálóba (ha R inaktív).
A CU bemenet minden felfutó élével a számláló tartalma egyel nõ. A számláló a CU léptetõimpulzusokra mindaddig számol, amíg tartalma el nem éri a 999-et, ott megáll. A számlálás során nem veszi figyelembe PV értékét, PV-nek csak S bemenet felfutó élénél van jelentõsége.
Az R bemenet TRUE állapota a számláló tartalmát törli, mindaddig, amíg R aktív (nem élvezérelt). Így aktív R mellett a számláló tartalma mindig nulla, nem léptethetõ és nem reagál az S bemenetre sem.
Q kimenet állapota mindig bekapcsolt (TRUE), amikor a számláló tartalma nullától eltér.

S_CU idõdiagramja

Le/fel számláló (S_CUD)

Up-down counter


Mûködés:
Az S bemeneten érkezõ felfutó él a PV értékét beleírja a számlálóba (ha R inaktív).
A CU bemenet minden felfutó élével a számláló tartalma egyel nõ. A számláló a CU léptetõimpulzusokra mindaddig számol, amíg tartalma el nem éri a 999-et, ott megáll. A számlálás során nem veszi figyelembe PV értékét, PV-nek csak S bemenet felfutó élénél van jelentõsége.
A CD bemenet minden felfutó élével a számláló tartalma egyel csökken. Amikor a számláló tartalma eléri a nullát, Q kimenet kikapcsol. Ha elérte a nullát, nem számol tovább, újabb CD léptetõimulzusokra sem.
Az R bemenet TRUE állapota a számláló tartalmát törli, mindaddig, amíg R aktív (nem élvezérelt). Így aktív R mellett a számláló tartalma mindig nulla, nem léptethetõ és nem reagál az S bemenetre sem.
Q kimenet állapota mindig bekapcsolt (TRUE), amikor a számláló tartalma nullától eltér.

S_CUD idõdiagramja

Szirty