ST怎么写定时器延时：实例化 TON 并设置 .IN 条件和 .PT 时间

在结构化文本（ST）编程中，使用 TON（On-Delay Timer，接通延时定时器）实现精确延时是最基础也最频繁的操作。它不依赖硬件继电器，完全由 PLC 扫描周期和内部时基驱动，稳定、可复用、易调试。以下内容全程基于 IEC 61131-3 标准，适用于 Siemens TIA Portal（S7-1200/1500）、Codesys、B&R Automation Studio、Phoenix Contact PLC 等主流平台，所有代码均可直接复制粘贴运行。

一、TON 的本质：三个核心接口

TON 不是“函数”，也不是“指令块”，而是一个预定义功能块（FB）类型，必须先声明变量再实例化。它的行为由三个关键引脚控制：

引脚名	数据类型	作用说明
`.IN`	`BOOL`	启动信号：上升沿触发计时；`FALSE` 时自动复位 `.Q` 并清零 `.ET`
`.PT`	`TIME`	预设时间值：必须为标准时间格式，如 `T#5S`、`T#100MS`、`T#2.5S`
`.Q`	`BOOL`（只读）	输出信号：`.IN = TRUE` 且 `.ET >= .PT` 时变为 `TRUE`，否则为 `FALSE`
`.ET`	`TIME`（只读）	已耗时间：从 `.IN` 上升沿开始累加，单位与 `.PT` 一致，最大值为 `T#24D_20H_31M_23S_647MS`

⚠️ 注意：.IN 是电平敏感而非边沿敏感——但 TON 内部自动检测上升沿启动计时，因此你只需保持 .IN 为 TRUE 即可持续计时；若 .IN 中途变 FALSE，.ET 立即归零，.Q 立即变 FALSE。

二、四步完成 TON 实例化（无错误写法）

1. 声明 TON 实例变量（全局或局部）

在程序组织单元（POU）的 VAR 区声明一个具名实例，不能直接调用 TON() 而不声明变量：

VAR
    myTimer: TON; // ✅ 正确：声明一个名为 myTimer 的 TON 实例
    // timer1: TON(); // ❌ 错误：语法非法，ST 不支持匿名实例化
END_VAR

💡 命名建议：用动词+功能命名，如 motorStartDelay、safetyGuardConfirm、conveyorStopHold，避免 t1、timer_01 等无意义名称。

2. 设置 .PT（预设时间）——必须使用标准 TIME 字面量

.PT 必须赋值为 TIME 类型常量，不可用整数、实数或字符串代替：

myTimer.PT := T#5S;        // ✅ 5 秒
myTimer.PT := T#100MS;     // ✅ 100 毫秒
myTimer.PT := T#2S_500MS;  // ✅ 2.5 秒（支持复合格式）
myTimer.PT := T#0.1S;      // ❌ 错误：ST 不支持小数点前缀写法，会编译失败
myTimer.PT := 5000;        // ❌ 错误：5000 是 INT，非 TIME 类型，类型不匹配
myTimer.PT := 'T#5S';      // ❌ 错误：字符串无法隐式转 TIME

🔍 时间单位缩写表：

MS：毫秒（1 ms = 0.001 s）

S：秒

M：分钟

H：小时

D：天
全部区分大小写，ms 或 Sec 均无效。

3. 连接 .IN（启动条件）——支持任意 BOOL 表达式

.IN 可接单个变量、逻辑运算结果或复杂判断，只要最终为 BOOL：

// 场景1：按钮按下启动延时
myTimer.IN := startButton AND NOT motorRunning;

// 场景2：温度超限后延时报警（防抖）
myTimer.IN := temperature > 85.0;

// 场景3：多条件串联（所有满足才启动）
myTimer.IN := (doorClosed = TRUE) AND (emergencyStop = FALSE) AND (modeAuto = TRUE);

// 场景4：复位后重新允许启动（典型启保停逻辑）
myTimer.IN := startCommand AND NOT myTimer.Q AND NOT faultActive;

✅ 关键点：.IN 在每次扫描周期都被读取；TON 内部自动识别 第一个扫描周期内由 FALSE → TRUE 的跳变 作为计时起点。

4. 调用实例（执行计算）——必须显式调用

声明和赋值完成后，必须在代码体中调用该实例，否则 .Q 和 .ET 不会更新：

// ✅ 正确：调用 myTimer 实例，触发内部逻辑
myTimer();

// ❌ 错误：仅赋值不调用 → 计时器永远静止
// myTimer.PT := T#3S;
// myTimer.IN := TRUE;
// （缺少 myTimer(); 这一行）

调用位置建议放在主程序循环末尾或独立定时器处理段，确保每周期执行一次。

三、完整可运行示例：电机启动延时保护

以下是一个工业现场真实可用的 ST 代码段，实现“按下启动按钮后延时 3 秒启动电机，期间任意松开按钮则取消”：

PROGRAM MotorControl
VAR
    startButton: BOOL;      // 硬件输入：启动按钮（常开）
    motorRunning: BOOL;      // 输出状态反馈（来自接触器辅助触点或驱动器反馈）
    motorCmd: BOOL;          // 电机控制输出（DO 点）

    startDelay: TON;         // 实例化延时定时器
END_VAR

// 步骤1：设置预设时间 → 3 秒
startDelay.PT := T#3S;

// 步骤2：设置启动条件 → 按钮按下 且 电机未运行
startDelay.IN := startButton AND NOT motorRunning;

// 步骤3：执行定时器逻辑（必须！）
startDelay();

// 步骤4：输出控制逻辑
// 当延时完成（.Q = TRUE）且无故障时，输出电机命令
motorCmd := startDelay.Q AND NOT overTemperature AND NOT driveFault;

// （可选）复位后清除延时状态：无需手动操作，TON 在 .IN = FALSE 时自动复位

🔍 执行时序详解（假设扫描周期 10 ms）：

扫描周期	`startButton`	`startDelay.IN`	`startDelay.Q`	`startDelay.ET`	说明
1	`TRUE`	`TRUE`	`FALSE`	`T#0MS`	检测到上升沿，开始计时
2–299	`TRUE`	`TRUE`	`FALSE`	`T#10MS` → `T#2980MS`	每周期累加 10 ms
300	`TRUE`	`TRUE`	`TRUE`	`T#3000MS`	`.ET == .PT`，`.Q` 置 `TRUE`
301+	`TRUE`	`TRUE`	`TRUE`	`T#3000MS`（锁存）	`.ET` 停止增长，`.Q` 保持 `TRUE`
若第 150 周期 `startButton` 变 `FALSE`	→ `IN=FALSE`	`.Q=FALSE`, `.ET=0`	立即复位

✅ 验证技巧：在监控表（Watch Table）中添加 startDelay.Q 和 startDelay.ET，手动切换 startButton，观察 .ET 是否从 0 开始线性增长，.Q 是否在目标时间点准确翻转。

四、常见错误及修正对照表

错误现象	错误代码片段	原因分析	正确写法
定时器不动作	`TON().IN := TRUE;`	未声明实例变量，试图匿名调用	`delay1: TON;` → `delay1.IN := TRUE; delay1();`
编译报错 “type mismatch”	`timer.PT := 5000;`	将整数赋给 `TIME` 类型	`timer.PT := T#5000MS;` 或 `T#5S`
延时时间不准	`timer.PT := T#0.5S;`	小数点格式非法	`timer.PT := T#500MS;`
`.Q` 一闪即逝	`timer.IN := buttonPulse;`	使用脉冲信号（单周期 `TRUE`），`.IN` 下一周期即 `FALSE`，导致 `.ET` 归零	改用自锁逻辑：`timer.IN := buttonPulse OR timer.Q;` 或外接置位信号
多个定时器互相干扰	`TON1(), TON2();` 但共用同一变量名	变量名重复或未分别声明	`delayHeat: TON; delayCool: TON;` 分开声明并分别调用

五、进阶技巧：动态修改延时、级联延时、防抖滤波

▪ 动态修改 `.PT`（运行时调整）

只要在调用 ton() 之前修改 .PT，新值立即生效（下次计时起用）：

// 根据模式选择延时
IF modeHighSpeed THEN
    conveyorDelay.PT := T#200MS;
ELSIF modeLowSpeed THEN
    conveyorDelay.PT := T#800MS;
END_IF;
conveyorDelay.IN := productDetected;
conveyorDelay(); // 调用后按新 .PT 计时

▪ 两级延时（先等 2 秒，再等 5 秒）

利用前一级 .Q 触发下一级 .IN：

stage1: TON;
stage2: TON;

stage1.PT := T#2S;
stage1.IN := processStart;
stage1();

stage2.PT := T#5S;
stage2.IN := stage1.Q; // stage1 完成后启动 stage2
stage2();

▪ 按钮消抖（100 ms 硬件滤波）

debounceBtn: TON;
debounceBtn.PT := T#100MS;
debounceBtn.IN := rawButtonInput; // 直接接硬件信号
debounceBtn();
cleanButton := debounceBtn.Q; // 仅当稳定按下 ≥100ms 才输出

六、TON 与 TOF / TP 的关键区别（避免误用）

功能块	触发方式	复位方式	典型用途	`.Q` 变 `TRUE` 条件
`TON`	`.IN` 上升沿启动	`.IN = FALSE`	启动延时、就绪确认	`.ET >= .PT`
`TOF`（Off-Delay）	`.IN` 下降沿启动	`.IN = TRUE`	停机延时、缓冲关闭	`.IN` 变 `FALSE` 后 `.ET >= .PT`
`TP`（Pulse Timer）	`.IN` 上升沿启动	`.ET >= .PT` 后自动复位	生成固定宽度脉冲	`.IN = TRUE` 且 `.ET < .PT`（即启动后整个时间段内为 `TRUE`）

⚠️ 切勿用 TON 实现“断电延时”——应选 TOF；切勿用 TON 生成脉冲——应选 TP。

七、性能与资源注意事项

每个 TON 实例占用约 12–16 字节内存（取决于平台），无上限限制，但建议单个 POU 不超过 200 个以保障扫描周期。
.ET 为 64 位有符号整数（单位：毫秒），最大计时 T#24D_20H_31M_23S_647MS，超出将溢出归零（极罕见）。
所有 TON 共享 PLC 系统时钟，不受扫描周期波动影响（即使扫描周期从 10 ms 波动到 50 ms，延时精度仍为 ±10 ms）。

八、调试黄金法则（3 分钟定位问题）

看 .IN：用强制功能（Force）将 .IN 设为 TRUE，观察 .ET 是否从 0 开始增长；
查 .PT：确认值为合法 TIME 类型，且数值合理（如 T#0S 会导致 .Q 瞬时置位）；
验调用：检查是否遗漏 instance(); 行，这是 70% 的“不动作”问题根源；
盯 .Q：.Q 为 TRUE 后，.IN 变 FALSE 会立刻使其变 FALSE —— 若需保持，需外加自锁逻辑。