1. PLC定时器与计数器的基础原理
在工业自动化控制系统中，PLC（可编程逻辑控制器）扮演着大脑的角色，而定时器和计数器则是这个大脑中最常用的两种基础功能模块。理解它们的工作原理，就像掌握了一把打开自动化控制大门的钥匙。
定时器本质上是一个电子秒表，它通过对PLC内部时钟脉冲进行累加来实现计时功能。以三菱FX系列PLC为例，常见的定时器有三种精度：1ms、10ms和100ms。比如一个100ms精度的定时器，当设定值为K10时，实际延时时间就是10×100ms=1秒。这里有个实用技巧：在监控程序时，定时器的当前值会实时显示在梯形图右下角，这对调试特别有帮助。
计数器则像是一个电子计数器，它记录输入信号的变化次数。比如在包装生产线上，可以用计数器来统计产品数量。计数器分为增计数（CTU）、减计数（CTD）和双向计数（CTUD）三种类型。我曾在项目中遇到一个典型应用：当传送带上的产品达到设定数量时，计数器输出信号触发机械手进行装箱操作。
这两种元件有个关键区别：定时器在驱动条件断开时会自动复位，而计数器会保持当前值直到收到复位信号。这个特性在实际编程时要特别注意，我曾因此踩过坑——忘记给计数器加复位条件，导致设备运行异常。
2. 定时器级联实现长时间控制
单个定时器的计时能力有限，比如100ms精度的定时器最大只能计时3276.7秒（约54分钟）。但在实际工程中，我们经常需要实现更长时间的定时控制，这时候就需要用到定时器级联技术。
级联的原理很简单：用前一个定时器的完成信号触发下一个定时器。比如要实现1小时的延时，可以采用两个1800秒的定时器串联。我在某污水处理项目中就采用这种方案：T37计时1800秒（30分钟）后触发T38再计时1800秒，总计时达到1小时启动排污泵。
这里分享一个编程技巧：在西门子S7-200 PLC中，可以用特殊存储器SM0.5（1Hz时钟脉冲）配合计数器实现更精确的长延时。具体做法是让SM0.5触发一个计数器，每计满60次就是1分钟，再通过计数器级联实现小时、天的计时。这种方案在24小时运行的设备上特别实用。
实际编程时要注意定时器类型的选择。TON（接通延时）型适合大多数场景，而TONR（保持型）在断电后能保持当前值，适合需要断电保持的场合。有次设备故障排查时，就是因为选错了定时器类型导致控制时序错乱，这个教训让我记忆深刻。
3. 计数器高级应用技巧
计数器的功能远不止简单的计数。通过合理编程，它能实现很多智能控制功能。比如在生产线上，可以用计数器实现"计数到N次执行A动作，再计M次执行B动作"的复杂逻辑。
一个实用的案例是包装机控制：当C0计数到100时触发装箱信号，同时复位自身并开始新一轮计数；C1记录装箱次数，满10箱后触发托盘更换信号。这种级联计数器的应用，既保证了单箱包装数量准确，又实现了整托盘的自动化管理。
三菱PLC中有个很实用的功能：通过数据寄存器动态设置计数值。比如把计数设定值放在D10中，就可以通过HMI随时修改而不必更改程序。我在一个项目中将此功能与比较指令结合，实现了不同产品规格的快速切换，生产效率提升了30%。
对于高频信号计数，要注意选择高速计数器。普通计数器受PLC扫描周期限制，处理不了高频脉冲。有次调试时发现计数器漏计，后来换成高速计数器才解决问题。不同PLC的高速计数器编号范围不同，使用时需要查阅手册确认。
4. 定时器与计数器的组合应用
将定时器和计数器组合使用，可以解决更复杂的控制需求。比如在自动化仓储系统中，常用这种组合实现货架定时巡检：定时器控制巡检间隔，计数器记录巡检次数，当达到设定次数后触发维护报警。
一个典型的组合应用案例是电机交替运行控制：用定时器控制两台电机的运行时长，用计数器记录交替次数。具体实现是T1计时1小时启动电机A，同时T2开始计时；T2计时1小时后切换至电机B，同时C1计数1次；当C1达到24次时触发维护提醒。
在楼宇自动化中，这种组合也很常见。比如用T1控制照明开启时间，T2控制关闭时间，C1记录工作日天数。通过合理设置这三个参数，可以实现"工作日早8点开灯，晚6点关灯，周末不开启"的智能照明控制。
调试这类程序时，建议先单独测试每个定时器和计数器，再逐步组合。我在初期经常犯的错误是多个元件互相影响导致逻辑混乱，后来养成模块化调试的习惯后效率提升很多。另外，给每个功能块添加详细注释是个好习惯，三个月后回看代码时你会感谢自己。
5. 工业自动化中的实战案例
让我们看一个完整的工业案例：自动化灌装生产线控制。系统要求每瓶灌装500ml，每箱装20瓶，每小时产量统计，每天工作结束后自动清洗管道。
这个需求就需要综合运用定时器和计数器：
- 流量传感器信号触发C1计数，每500次（500ml）关闭灌装阀（Q0.0）
- C2记录瓶数，满20瓶后触发装箱机（Q0.1）
- T1和C3级联统计小时产量（T1=3600秒触发C3）
- T2累计工作时间，满8小时后启动清洗程序（T2=28800秒）
在编程时，我特别增加了急停复位功能：当按下急停按钮时，所有定时器和计数器立即复位。这个细节在设备安全中非常重要，有次设备异常就是因为忽略了这点，导致恢复运行时控制时序错乱。
对于这类复杂系统，建议采用结构化编程方法。把定时控制、计数控制、安全逻辑分别做成子程序，这样既方便调试也利于后期维护。在西门子STEP7中，可以使用FC或FB块来实现模块化编程。
