Học Automation cùng MINATA #35: Timer và counter PLC: biến một tín hiệu thành trình tự có kiểm soát
Timer và counter PLC: biến một tín hiệu thành trình tự có kiểm soát
Timer và counter có mặt trong gần như mọi máy tự động: giữ van mở một khoảng thời gian, đếm sản phẩm, tạo thời gian chờ, giới hạn số lần chạy. Điều làm chúng hữu ích không phải là “đếm” hay “trễ”, mà là đặt chúng vào đúng trạng thái và điều kiện reset.
Timer không chỉ có một kiểu
- On-delay (TON): input giữ ON đủ thời gian đặt trước thì output timer ON.
- Off-delay (TOF): output còn giữ ON một khoảng sau khi input OFF.
- Pulse/TP: tạo xung có độ rộng định trước khi nhận trigger phù hợp.
- Retentive timer: tích lũy thời gian theo điều kiện, cần reset rõ ràng.
Tên và hành vi chi tiết khác nhau giữa các hãng. Luôn kiểm tra tài liệu PLC về điều kiện EN, reset, độ phân giải và việc timer có giữ giá trị khi mất điện hay không.
Hành vi ba loại timer cơ bản
| Loại | Khi input lên ON | Khi đủ thời gian đặt (PT) | Khi input về OFF |
|---|
| TON (on-delay) | Bắt đầu đếm | Output lên ON | Output OFF, giá trị về 0 |
| TOF (off-delay) | Output ON ngay | — | Giữ ON thêm PT rồi mới OFF |
| TP (pulse) | Output ON và đếm | Output OFF khi hết PT | Không cắt xung đang chạy |
Retentive timer khác ở chỗ nó cộng dồn thời gian qua nhiều lần input ON và chỉ về 0 khi có lệnh reset riêng. Vì vậy loại này luôn phải có đường reset rõ ràng, tránh để giá trị treo lại qua các mẻ sản xuất.
Counter cũng cần quy tắc cạnh
Counter nên nhận một sự kiện rõ ràng, thường là cạnh lên từ cảm biến đã lọc/bắt xung. Nếu đưa trực tiếp trạng thái ON kéo dài của sensor vào lệnh đếm, counter có thể chỉ đếm một lần hoặc lặp tùy cấu trúc chương trình. Cần xác định:
- Đếm cạnh lên, cạnh xuống hay xung tốc độ cao?
- Giá trị preset là bao nhiêu và khi đạt thì máy làm gì?
- Reset bởi người vận hành, theo mẻ sản xuất hay theo điều kiện lỗi?
- Giá trị có cần lưu qua mất điện không?
Timer, counter và thời gian quét
Timer phần mềm cập nhật theo chu kỳ quét, nên độ chính xác bị chặn bởi thời gian quét và độ phân giải timer. Nếu chu kỳ quét khoảng 10 ms, một khoảng đặt 5 ms không thể đo tin cậy; muốn chính xác hơn phải dùng timer phần cứng hoặc ngắt. Counter đọc theo scan cũng bỏ lỡ xung ngắn hơn một chu kỳ quét. Khi tần số xung vượt khả năng quét, ví dụ đếm vòng encoder tốc độ cao, dùng bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter) tích hợp phần cứng thay vì đếm bằng logic thường.
Ví dụ: van đẩy và đếm sản phẩm
Khi sensor phát hiện sản phẩm lỗi, PLC tạo cạnh lên, đặt bước “đẩy”, bật van trong 250 ms bằng pulse timer, rồi chờ cảm biến xác nhận xy-lanh đã về trước khi cho đếm sản phẩm tiếp. Counter chỉ tăng khi tín hiệu xác nhận sản phẩm đã thực sự qua vị trí đo, không tăng từ lệnh băng tải.
Thiết kế này tách ba việc: phát hiện, hành động và xác nhận. Nếu xy-lanh không về trong timeout, chương trình báo lỗi thay vì tiếp tục đẩy những sản phẩm sau.
Sai lầm thường gặp
- Dùng timer để che một lỗi cơ khí/cảm biến thay vì có tín hiệu xác nhận.
- Không reset counter khi đổi mẻ hoặc sau lỗi.
- Đặt cùng một timer/counter ở nhiều network, khó theo dõi ai ghi giá trị.
- Dùng thời gian quá ngắn hơn độ phân giải scan/I/O.
- Cho phép HMI đổi preset không giới hạn và không lưu audit.
Tình huống kỹ thuật tham khảo
Trong một cụm đóng gói, timer có thể giới hạn thời gian chờ phôi và counter giữ số lượng theo lô. Mỗi giá trị cần đơn vị rõ ràng, khoảng giới hạn, vị trí nhập trên HMI và điều kiện reset. Khi xuất alarm, hiển thị cả bước máy, giá trị timer/counter và điều kiện chưa thỏa để người vận hành không phải đoán.
Các thời gian thực tế phải được chạy thử với tốc độ máy, cơ cấu, cảm biến và mức rủi ro đã xác định.
Checklist
- [ ] Chọn đúng loại timer/counter theo hành vi mong muốn.
- [ ] Trigger là sự kiện/cạnh rõ ràng, không phải mức tín hiệu mơ hồ.
- [ ] Có reset, timeout và phản ứng lỗi minh bạch.
- [ ] Preset, đơn vị và giới hạn được ghi trong tài liệu/HMI.
- [ ] Không dùng timer thay cho tín hiệu an toàn hoặc xác nhận bắt buộc.
Timer và counter tốt làm máy có nhịp và có trí nhớ. Bài #36 mở rộng từ I/O số sang tín hiệu analog 0–10V và 4–20mA.
Đọc thêm kiến thức tự động hóa tại MINATA: https://minatavn.com/vi/blog/tu-dong-hoa
Bài tiếp theo — #36: Tín hiệu analog 0–10V và 4–20mA: https://minatavn.com/vi/blog/hoc-automation-cung-minata-36-tin-hieu-analog-0-10v-4-20ma
Xem tất cả bài viết kỹ thuật MINATA