Zeitoperationen
TP, TON, TOF, TONR & Steuerungen
Zeitgeber sind für jedes Automatisierungsprojekt unerlässlich — von einfachen Verzögerungen bis hin zu komplexen Ablaufsteuerungen. Meistern Sie jede Zeitgeber-Anweisung im TIA Portal mit dieser vollständigen Anleitung.
Was sind Zeitoperationen im TIA Portal?
Zeitoperationen im TIA Portal implementieren zeitbasierte Steuerungslogik. Es handelt sich um IEC 61131-3-konforme Funktionsbausteine, die die verstrichene Zeit messen, Impulse erzeugen und Ein-/Ausschaltverzögerungen erstellen. Jeder Zeitgeber hat einen Eingang (IN), eine voreingestellte Zeit (PT), einen Ausgang für die verstrichene Zeit (ET) und einen Statusausgang (Q).
Das TIA Portal bietet 4 IEC-Zeitgebertypen (TP, TON, TOF, TONR) sowie Steuerungsanweisungen zum Starten, Rücksetzen und Laden von Zeitgebern. Jede Zeitgeberinstanz benötigt einen eigenen Instanz-Datenbaustein (IDB) oder kann als Multiinstanz innerhalb eines FB verwendet werden.
IEC-Zeitgebertypen
Die 4 Standard-Zeitgeber-Funktionsbausteine — jeder mit einem unterschiedlichen Zeitverhalten
TP — Impuls erzeugen
Was es macht
Erzeugt einen Impuls von fester Dauer. Wenn IN von FALSE auf TRUE wechselt, geht der Ausgang Q auf TRUE und bleibt für genau die voreingestellte Zeit PT auf TRUE, unabhängig davon, was mit IN passiert. Die verstrichene Zeit ET zählt von T#0s bis PT hoch. Sobald PT erreicht ist, geht Q auf FALSE und ET wird zurückgesetzt.
Wann man es verwendet
Wenn Sie einen Ausgangsimpuls mit fester Dauer benötigen, der durch ein Ereignis ausgelöst wird. Beispiele: Aktivierung eines Summers für genau 3 Sekunden bei Auslösung eines Alarms, Ansteuerung eines Magnetventils für eine präzise Dauer, Erzeugung eines Signals mit fester Breite für nachgeschaltete Geräte.
Profi-Tipps
TP ist nicht nachtriggerbar — eine neue steigende Flanke an IN, während Q bereits TRUE ist, hat keine Auswirkung. Der Impuls läuft bis zum Ende durch. Um ihn nachtriggerbar zu machen, setzen Sie den Zeitgeber zuerst zurück.
Der Ausgang Q folgt NICHT dem Eingang IN. Selbst wenn IN während des Impulses auf FALSE geht, bleibt Q TRUE, bis PT abläuft.
In SCL: myTP(IN := trigger, PT := T#3s); IF myTP.Q THEN ... END_IF;
TON — Einschaltverzögerung erzeugen
Was es macht
Verzögert die Aktivierung eines Ausgangs. Wenn IN auf TRUE geht, beginnt der Zeitgeber zu zählen. Nach Ablauf der voreingestellten Zeit PT geht Q auf TRUE. Wenn IN auf FALSE geht, bevor PT erreicht ist, wird der Zeitgeber zurückgesetzt und Q bleibt FALSE. Q bleibt TRUE, solange IN nach der Verzögerung TRUE bleibt.
Wann man es verwendet
Der am häufigsten verwendete Zeitgeber in der SPS-Programmierung. Verwendung für: Motorstartverzögerungen, Entprellen von Sensoren (Signale kürzer als X ms ignorieren), Alarmverzögerungen (Alarm nur auslösen, wenn die Bedingung für N Sekunden anhält), Startsequenzen.
Profi-Tipps
TON ist der 'klassische' Verzögerungs-Timer. Denken Sie daran als: 'warte X Sekunden, dann einschalten — aber nur, wenn die Bedingung immer noch erfüllt ist'.
Wenn IN auf FALSE geht, geht Q sofort auf FALSE und ET wird auf T#0s zurückgesetzt. Es gibt kein Ausschaltverzögerungsverhalten.
Verwenden Sie zum Entprellen von Sensoren eine kurze PT wie T#50ms oder T#100ms. Dies filtert elektrisches Rauschen und Kontaktprellen heraus.
TOF — Ausschaltverzögerung erzeugen
Was es macht
Verzögert die Deaktivierung eines Ausgangs. Wenn IN auf TRUE geht, geht Q sofort auf TRUE. Wenn IN auf FALSE geht, beginnt der Zeitgeber zu zählen. Nach Ablauf von PT geht Q auf FALSE. Wenn IN wieder auf TRUE geht, bevor PT abläuft, wird der Zeitgeber zurückgesetzt und Q bleibt TRUE.
Wann man es verwendet
Wenn ein Ausgang nach dem Ausschalten seines Eingangs noch eine Weile eingeschaltet bleiben soll. Beispiele: Nachlauf eines Kühlgebläses für 30 Sekunden nach dem Stoppen eines Motors, Licht für 60 Sekunden anlassen, nachdem keine Bewegung mehr erkannt wird, Aufrechterhaltung einer Schmierpumpe nach Zyklusende.
Profi-Tipps
TOF ist das Gegenteil von TON: Q wird sofort aktiviert, aber mit einer Verzögerung deaktiviert.
Wenn IN TRUE→FALSE→TRUE geht, bevor PT abläuft, wird der Zeitgeber zurückgesetzt. Q wurde nie FALSE — dies ist ein 'Keep-alive'-Verhalten.
Häufig in der HLK-Technik: Lassen Sie die Belüftung nach dem Prozessstopp noch 5 Minuten laufen, um Restdämpfe zu beseitigen.
TONR — Zeitakkumulator (Speichernde Einschaltverzögerung)
Was es macht
Ein akkumulierender Einschaltverzögerungs-Timer. Wie TON, aber die verstrichene Zeit ET wird NICHT zurückgesetzt, wenn IN auf FALSE geht. ET pausiert, wenn IN FALSE ist, und zählt weiter, wenn IN wieder TRUE ist. Q geht auf TRUE, wenn ET den Wert PT erreicht. Der Zeitgeber muss explizit über den R-Eingang zurückgesetzt werden.
Wann man es verwendet
Wenn Sie die gesamte kumulierte Laufzeit über intermittierende Vorgänge hinweg messen müssen. Beispiele: Verfolgung der gesamten Motorlaufstunden für Wartungspläne, Messung der gesamten Belichtungszeit in einem Aushärtungsprozess, der pausieren kann, Aggregation der Betriebszeit für Abrechnungs- oder SLA-Berichte.
Profi-Tipps
TONR verfügt über einen zusätzlichen R (Reset)-Eingang. Setzen Sie R=TRUE, um ET wieder auf T#0s und Q auf FALSE zu löschen. Dies ist die einzige Möglichkeit, den Akkumulator neu zu starten.
Im Gegensatz zu TON/TOF/TP merkt sich TONR seine verstrichene Zeit. Das Verhalten bei Netz-Aus hängt von den Remanenzeinstellungen des Instanz-DB ab.
Verwenden Sie TONR für Wartungszähler: Wenn die Gesamtlaufzeit X Stunden überschreitet, lösen Sie einen Alarm 'Wartung erforderlich' aus.
Zeitgeber-Steuerungsanweisungen
Zeitgeber aus KOP/FUP starten, zurücksetzen und konfigurieren
—(TP)— Impuls-Zeitgeber starten
—(TP)—Was es macht
Eine spulenförmige Anweisung, die einen TP (Impuls)-Zeitgeber direkt aus einem KOP-Netzwerk startet. Wenn das VKE von FALSE auf TRUE wechselt, erzeugt der zugehörige TP-Zeitgeber einen Impuls. Dies ist eine Alternative zur Verwendung der TP-Funktionsbaustein-Box.
Wann man es verwendet
Wenn Sie die Spulen-Notation in KOP gegenüber einer Funktionsbaustein-Box bevorzugen. Einige Programmierer finden es übersichtlicher, Zeitgeberlogik als Netzwerk zu schreiben, das mit einer Zeitgeberspule endet, anstatt eine große FB-Box in die Mitte des Netzwerks einzufügen.
Profi-Tipps
Die Spulenversion referenziert dieselbe IEC-Zeitgeberinstanz wie die Boxversion. Sie sind austauschbar.
Am Ende eines Netzwerks platzieren, genau wie eine Ausgangsspule. Die voreingestellte Zeit wird in der Zeitgeberinstanz konfiguriert.
In den meisten modernen Projekten wird die FB-Box-Version bevorzugt, da sie alle Parameter (IN, PT, Q, ET) visuell anzeigt.
—(TON)— Einschaltverzögerungs-Zeitgeber starten
—(TON)—What It Does
Eine spulenförmige Anweisung, die einen TON (Einschaltverzögerung)-Zeitgeber startet. Wenn das VKE TRUE ist, zählt der zugehörige TON-Zeitgeber. Wenn die voreingestellte Zeit erreicht ist, wird der Zeitgeberausgang Q TRUE.
Wann man es verwendet
Alternative Spulen-Notation für TON. Verwenden Sie diese für eine kompakte KOP-Darstellung eines Verzögerungs-Timers ohne die größere FB-Box.
Profi-Tipps
Gleiches Verhalten wie der TON-Funktionsbaustein — nur eine andere visuelle Darstellung in KOP.
Der Instanz-DB des Zeitgebers speichert alle Parameter: PT, ET, Q, IN.
Sie können die Ausgänge Q und ET des Zeitgebers in anderen Netzwerken lesen, indem Sie den Instanz-DB referenzieren.
—(TOF)— Ausschaltverzögerungs-Zeitgeber starten
—(TOF)—Was es macht
Eine spulenförmige Anweisung, die einen TOF (Ausschaltverzögerung)-Zeitgeber startet. Der Zeitgeberausgang Q wird sofort aktiviert, wenn das VKE TRUE ist, und bleibt für die voreingestellte Zeit TRUE, nachdem das VKE auf FALSE gegangen ist.
Wann man es verwendet
Alternative Spulen-Notation für TOF. Verwendung für Ausschaltverzögerungslogik in kompakten KOP-Netzwerken.
Profi-Tipps
Gleiches Verhalten wie der TOF-Funktionsbaustein.
Häufig verwendet für 'Nachlauf'-Timer: Halten Sie Ausgänge für einen Zeitraum aktiv, nachdem der Auslöser verschwunden ist.
Referenzieren Sie den Q-Ausgang des Instanz-DB in anderen Netzwerken, um das verzögerte Ausschaltsignal zu verwenden.
—(TONR)— Zeitakkumulator starten
—(TONR)—Was es macht
Eine spulenförmige Anweisung für den TONR (akkumulierende Einschaltverzögerung)-Zeitgeber. Die verstrichene Zeit akkumuliert, während das VKE TRUE ist, und pausiert bei FALSE. Der Zeitgeber muss explizit zurückgesetzt werden.
Wann man es verwendet
Alternative Spulen-Notation für TONR. Verwendung bei der Verfolgung kumulativer Laufzeiten im KOP-Format.
Profi-Tipps
Denken Sie daran, die Anweisung RT (Zeitgeber zurücksetzen) zu verwenden, um den Akkumulator bei Bedarf zurückzusetzen.
Die akkumulierte Zeit wird im Instanz-DB gespeichert und bleibt über Scan-Zyklen hinweg bestehen.
Nützlich für die Wartungsplanung — lösen Sie einen Alarm aus, wenn die gesamte akkumulierte Zeit einen Schwellenwert überschreitet.
—(RT)— Zeitgeber zurücksetzen
—(RT)—Was es macht
Setzt einen Zeitgeber in seinen Ausgangszustand zurück. Wenn das VKE TRUE ist, wird die verstrichene Zeit ET des angegebenen Zeitgebers auf T#0s und der Ausgang Q auf FALSE gesetzt. Funktioniert mit allen Zeitgebertypen (TP, TON, TOF, TONR).
Wann man es verwendet
Wenn Sie einen Zeitgeber aus einem separaten Netzwerk zwangsweise zurücksetzen müssen. Unerlässlich für TONR (der sich nicht automatisch zurücksetzt), aber auch nützlich zum Zurücksetzen jedes Zeitgebers bei einer bestimmten Bedingung wie einer Fehlerquittierung oder einem Moduswechsel.
Profi-Tipps
Bei TONR-Zeitgebern ist RT die EINZIGE Möglichkeit, die akkumulierte Zeit zurückzusetzen. Ohne sie wird der Zeitgeber nie zurückgesetzt.
Sie können einen Zeitgeber aus jedem Netzwerk zurücksetzen — er muss sich nicht im selben Netzwerk wie der Zeitgeberstart befinden.
Verwenden Sie RT an einer Schaltfläche 'Alles zurücksetzen', um mehrere Zeitgeber gleichzeitig zu löschen.
—(PT)— Zeitdauer laden
—(PT)—Was es macht
Lädt einen neuen Zeitvorgabewert (PT) in eine vorhandene Zeitgeberinstanz zur Laufzeit. Wenn das VKE TRUE ist, wird die voreingestellte Zeit des Zeitgebers auf den angegebenen Wert aktualisiert. Dies ermöglicht es Ihnen, Zeitgeber-Dauern dynamisch zu ändern, ohne das Programm zu modifizieren.
Wann man es verwendet
Wenn Zeitgeber-Dauern über ein HMI oder Rezeptsystem einstellbar sein müssen. Zum Beispiel: Ein Bediener stellt eine Verweilzeit am HMI ein, und PT lädt diesen Wert in den Prozess-Zeitgeber. Auch nützlich für adaptive Zeitsteuerung basierend auf Sensor-Feedback.
Profi-Tipps
PT lädt den Wert, wenn das VKE TRUE ist. Wenn der Zeitgeber bereits läuft, wird der neue PT-Wert beim nächsten Start des Zeitgebers wirksam.
Verwendung mit HMI-editierbaren Variablen, damit Bediener die Zeiten ohne Engineering-Zugriff anpassen können.
Das Zeitwertformat ist TIME (z. B. T#5s, T#1m30s, T#500ms). Sie können auch eine TIME-Variable verwenden.
Legacy-Zeitgeber-Anweisungen
S5-Timer von S7-300/400 — nur zur Abwärtskompatibilität verfügbar
Das TIA Portal enthält auch ältere S5-Zeitgeber-Anweisungen (S_PULSE, S_PEXT, S_ODT, S_ODTS, S_OFFDT) zur Abwärtskompatibilität mit S7-300/400-Programmen. Verwenden Sie für neue Projekte immer die IEC-Zeitgeber (TP, TON, TOF, TONR), da diese flexibler, portabler und wartbarer sind.
Zeitgeber-Vergleich — Welchen soll man verwenden?
Kurzanleitung zur Entscheidung basierend auf Ihrer Zeitvorgabe
| Sie benötigen... | Zeitgeber | Beispiel |
|---|---|---|
| Ausgangsimpuls mit fester Dauer | TP | Summer ertönt bei Alarm für 3s |
| Verzögerte Aktivierung (Entprellen) | TON | Motor startet 5s nach Tastendruck |
| Verzögerte Deaktivierung (Nachlauf) | TOF | Lüfter läuft 30s nach Motorstopp |
| Verfolgung der kumulierten Laufzeit | TONR | Wartungsalarm nach insgesamt 1000h |
| Beliebigen Zeitgeber zwangsweise löschen | RT | Alle Zeitgeber bei Fehlerquittierung zurücksetzen |
| Zeitgeberdauer zur Laufzeit ändern | PT | Bediener passt Verweilzeit über HMI an |
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen TP und TON?
TP erzeugt einen Impuls mit fester Dauer, der unabhängig vom Eingang bis zum Ende läuft — einmal ausgelöst, bleibt der Ausgang für genau PT EIN, selbst wenn der Eingang auf FALSE geht. TON erfordert, dass der Eingang für die gesamte Dauer TRUE bleibt — wenn der Eingang vor PT auf FALSE geht, wird der Zeitgeber zurückgesetzt und der Ausgang wird nie aktiviert.
Kann ich die voreingestellte Zeit eines Zeitgebers während des Laufs ändern?
Sie können mit der Anweisung PT einen neuen PT-Wert laden, dieser wird jedoch normalerweise erst beim nächsten Start des Zeitgebers wirksam, nicht während des aktuellen Laufs. Um die Zeit mitten im Lauf zu ändern, müssten Sie den Zeitgeber zurücksetzen und mit dem neuen PT-Wert neu starten.
Wie erstelle ich einen wiederholenden Impuls (Taktgeber)?
Verwenden Sie zwei Zeitgeber: einen TON für die EIN-Zeit und einen TON für die AUS-Zeit, die überkreuz verschaltet sind. Wenn Timer1 abläuft, startet er Timer2 und setzt sich selbst zurück. Wenn Timer2 abläuft, startet er Timer1 und setzt sich selbst zurück. Dies erzeugt ein kontinuierlich schwingendes Signal mit konfigurierbaren EIN/AUS-Dauern.
Sind Zeitgeber über Netz-Aus-Zyklen hinweg remanent?
Standardmäßig sind Zeitgeberinstanzen NICHT remanent — sie werden beim Einschalten auf Null zurückgesetzt. Um einen Zeitgeber remanent zu machen (z. B. TONR für Wartungsstunden), stellen Sie den Instanz-DB in seinen Eigenschaften auf 'remanent'. Vorsicht: Remanente Zeitgeber setzen das Zählen nach einem Netz-Aus-Zyklus bei ihrem letzten Wert fort.