第三章 定时器与计数器：时间与数量的掌控者
说实话，在PLC编程里，定时器和计数器就像人的左右手。你想想看，哪个项目能离开它们？从最简单的延时启动，到复杂的生产计数，都离不开这两个家伙。今天我就带你彻底搞懂S7-1200/1500里的定时器和计数器。
3.1 定时器家族：TP、TON、TOF、TONR
西门子的定时器有四种基本类型。我刚开始学的时候也容易搞混，后来总结了一个规律：看触发信号和输出信号的关系。
核心记忆法：
- TP：脉冲定时器——给个触发，输出一个固定宽度的脉冲
- TON：接通延时——触发后等一会儿才接通
- TOF：断开延时——断开后等一会儿才断开
- TONR：保持型接通延时——可以累计时间，断电不丢
3.1.1 TP（脉冲定时器）
TP定时器，说白了就是「给个触发，输出一个固定长度的脉冲」。不管你的触发信号多长，输出时间都是你设定的PT值。
我在项目中遇到过这样一个场景：需要给一个气缸一个200ms的脉冲信号，但按钮可能被按很久。用TP定时器就完美解决了——不管按钮按多久，气缸只动作200ms。
// TP定时器示例（SCL）
"TP_DB".TP_Instance(
IN := "Start_Button", // 触发信号
PT := T#200MS, // 脉冲宽度200ms
Q => "Cylinder_Out", // 输出到气缸
ET => "Elapsed_Time" // 当前计时值
);3.1.2 TON（接通延时定时器）
这个最常用。触发信号来了，等PT时间到了，输出才接通。嗯，这里要注意：如果触发信号在计时过程中消失了，定时器会复位。
我曾经犯过一个低级错误：用TON做电机启动延时，结果启动按钮按的时间不够长，电机死活启动不了。后来改成自锁电路才解决。
小技巧：TON定时器的ET值可以实时读取，用来做进度条显示特别方便。
3.1.3 TOF（断开延时定时器）
TOF和TON正好相反。输入信号接通时，输出立即接通。输入断开后，输出保持PT时间才断开。
你想想看，什么场景用这个？风机停机后的延时关闭、传送带停止后的吹气清理，都是典型应用。
3.1.4 TONR（保持型接通延时）
这个厉害了。TONR可以累计计时时间，即使触发信号断开，计时值也不会清零。只有用R输入才能复位。
我记得有个项目需要记录设备累计运行时间，用TONR就特别合适。断电后时间还在，再上电继续累加。
注意：TONR的累计时间不会自动清零。如果你需要每次启动都重新计时，记得在启动条件里加上复位逻辑。
3.2 计数器家族：CTU、CTD、CTUD
计数器比定时器简单一些，但坑也不少。三种计数器：
| 类型 | 功能 | 典型应用 |
|---|---|---|
| CTU | 加计数器 | 产品数量统计 |
| CTD | 减计数器 | 库存消耗计数 |
| CTUD | 加减计数器 | 位置控制、双向计数 |
3.2.1 CTU（加计数器）
每来一个上升沿，计数值加1。当计数值大于等于PV值时，输出Q接通。
我建议你养成一个好习惯：计数器用完后一定要复位。不然下次启动时，计数值还是上次的，容易出问题。
// CTU计数器示例（LAD）
// 每次传感器检测到产品，计数值+1
// 达到100个时，输出满箱信号
CTU_Instance(
CU := "Product_Sensor", // 计数输入
R := "Reset_Button", // 复位
PV := 100, // 设定值
Q => "Box_Full", // 满箱信号
CV => "Current_Count" // 当前值
);3.2.2 CTD（减计数器）
从PV值开始往下减。减到0时输出Q接通。这个在物料管理里特别好用。
举个例子：仓库里有100个零件，每取走一个，计数器减1。减到0时报警提示补货。
3.2.3 CTUD（加减计数器）
既能加又能减。CU脚加1，CD脚减1。这个在位置控制里用得最多。
我曾经用CTUD做了一个简易的定位系统：电机正转加计数，反转减计数，到达目标位置就停止。虽然精度不如编码器，但胜在简单可靠。
避坑指南：
- 计数器的计数频率有限制，别拿它当高速计数器用
- PV值最大32767（16位），如果需要更大范围，用32位计数器
- 复位信号优先级最高，任何时候复位都会清零
3.3 应用案例：传送带包装计数系统
光说不练假把式。我们来看一个完整的案例：
需求：一条传送带上有产品经过，每10个产品为一组，包装成一箱。包装完成后，传送带停止2秒，然后继续。
实现思路：
- 用CTU计数器统计产品数量
- 计数值到10时，触发包装动作
- 用TON定时器实现2秒延时
- 延时结束后复位计数器，继续生产
// 主程序（SCL）
IF "Product_Sensor" THEN
"CTU_Instance"(CU := TRUE, R := "Reset_Flag", PV := 10);
END_IF;
IF "CTU_Instance".Q THEN
// 到达10个，触发包装
"Pack_Action" := TRUE;
// 启动2秒定时器
"TON_Instance"(IN := TRUE, PT := T#2S);
IF "TON_Instance".Q THEN
// 2秒到，复位
"Reset_Flag" := TRUE;
"Pack_Action" := FALSE;
ELSE
"Reset_Flag" := FALSE;
END_IF;
END_IF;经验之谈：实际项目中，产品传感器最好加一个去抖处理。不然产品抖动会导致误计数。我一般用TON做个10ms的去抖。
3.4 知识体系总览
下面这张图帮你理清定时器和计数器的整体关系：
这张图把定时器和计数器的关系理得很清楚。左边是四种定时器，右边是三种计数器，下面是它们的典型应用。你写程序的时候，对着这张图选型就行。
最后提醒一句：定时器和计数器的背景数据块（DB）一定要分配好。我见过有人把所有定时器都放在同一个DB里，结果程序一复杂就乱套。我的习惯是：每个功能块单独建一个DB，名字和功能对应，比如"Conveyor_Timer_DB"、"Pack_Counter_DB"。
好了，定时器和计数器就讲到这里。这些东西看着简单，但用好了能解决很多实际问题。下次遇到需要延时或计数的场景，你知道该用哪个了吧？