三菱PLC編程元件的基本特征

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)和用戶(hù)應(yīng)用程序中使用著大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)從結(jié)構(gòu)或數(shù)制上具有以下幾種形式。

（1）十進(jìn)制數(shù)

十進(jìn)制數(shù)在PLC中又稱(chēng)字?jǐn)?shù)據(jù)。它主要存在于定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值K；輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)繼電器等的編號(hào)；定時(shí)器和計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等方面。

（2）二進(jìn)制數(shù)

十進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)、BCD碼在PLC內(nèi)部均是以二進(jìn)制數(shù)的形態(tài)存在。但使用外圍設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控顯示時(shí)，會(huì)還原成原來(lái)的數(shù)制。一位二進(jìn)制數(shù)在PLC中又稱(chēng)位數(shù)據(jù)。它主要存在于各類(lèi)繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)及線圈。

（3）八進(jìn)制數(shù)

FX系列PLC的輸入繼電器、輸出繼電器的地址編號(hào)采用八進(jìn)制。

（4）十六進(jìn)制數(shù)

十六進(jìn)制數(shù)用于指定應(yīng)用指令中的操作數(shù)或指定動(dòng)作。

（5）BCD碼

BCD碼是以4位二進(jìn)制數(shù)表示與其對(duì)應(yīng)的一位十進(jìn)制數(shù)的方法。PLC中的十進(jìn)制數(shù)常以BCD碼的形態(tài)出現(xiàn)，它還常用于BCD輸出形式的數(shù)字式開(kāi)關(guān)或七段碼的顯示器控制等方面。

（6）常數(shù)K、H

常數(shù)是PLC內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、應(yīng)用指令不可分割的一部分。常數(shù)K用來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)，16位常數(shù)的范圍為-32768～+32767，32位常數(shù)的范圍為-2147483648～+2147483647。

常數(shù)H用來(lái)表示十六進(jìn)制數(shù)，十六進(jìn)制包括0～9和A～F這16個(gè)數(shù)字，16位常數(shù)的范圍為0～FFFF，32位常數(shù)的范圍為0～FFFFFFFF。

軟元件（內(nèi)部繼電器）

軟元件簡(jiǎn)稱(chēng)元件。將PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器的每一個(gè)存儲(chǔ)單元均稱(chēng)為元件，各個(gè)元件與PLC的監(jiān)控程序、用戶(hù)的應(yīng)用程序合作，會(huì)產(chǎn)生或模擬出不同的功能。當(dāng)元件產(chǎn)生的是繼電器功能時(shí)，稱(chēng)這類(lèi)元件為軟繼電器，簡(jiǎn)稱(chēng)繼電器，它不是物理意義上的實(shí)物器件，而是一定的存儲(chǔ)單元與程序的結(jié)合產(chǎn)物。后面介紹的各類(lèi)繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器都指此類(lèi)軟元件。

元件的數(shù)量及類(lèi)別是由PLC監(jiān)控程序規(guī)定的，它的規(guī)模決定著PLC整體功能及數(shù)據(jù)處理的能力。我們?cè)谑褂肞LC時(shí)，主要查看相關(guān)的操作手冊(cè)。表1表示系列PLC軟元件一覽表。

表1　系列PLC軟元件一覽表

（1）輸入繼電器（X）

輸入繼電器是PLC中用來(lái)專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)系統(tǒng)輸入信號(hào)的內(nèi)部虛擬繼電器。它又被稱(chēng)為輸入的映像區(qū)，它可以有無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，在PLC編程中可以隨意使用。這類(lèi)繼電器的狀態(tài)不能用程序驅(qū)動(dòng)，只能用輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)。FX系列PLC的輸入繼電器采用八進(jìn)制編號(hào)。系列PLC帶擴(kuò)展時(shí)，輸入繼電器最多可達(dá)184點(diǎn)，其編號(hào)為X0～X7、X10～X17…X260～X267。

（2）輸出繼電器（Y）

輸出繼電器是PLC中專(zhuān)門(mén)用來(lái)將運(yùn)算結(jié)果信號(hào)經(jīng)輸出接口電路及輸出端子送達(dá)并控制外部負(fù)載的虛擬繼電器。它在PLC內(nèi)部直接與輸出接口電路相連，它有無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)與動(dòng)斷觸點(diǎn)，這些動(dòng)合與動(dòng)斷觸點(diǎn)可在PLC編程時(shí)隨意使用。外部信號(hào)無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，它只能用程序驅(qū)動(dòng)。FX系列PLC的輸出繼電器采用八進(jìn)制編號(hào)。系列PLC帶擴(kuò)展時(shí)，輸出繼電器最多可達(dá)184點(diǎn)，其編號(hào)為Y0～Y267。

（3）內(nèi)部輔助繼電器（M）

PLC內(nèi)有很多輔助繼電器。輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器的動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)使用次數(shù)不限，在PLC內(nèi)可以自由使用。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須由輸出繼電器執(zhí)行。在邏輯運(yùn)算中經(jīng)常需要一些中間繼電器作為輔助運(yùn)算用。這些元件不直接對(duì)外輸入、輸出，但經(jīng)常用作狀態(tài)暫存、移位運(yùn)算等。它的數(shù)量比軟元件X、Y多。內(nèi)部輔助繼電器中還有一類(lèi)特殊輔助繼電器，它有各種特殊功能，如定時(shí)時(shí)鐘、進(jìn)/借位標(biāo)志、啟動(dòng)/停止、單步運(yùn)行、通信狀態(tài)、出錯(cuò)標(biāo)志等。系列PLC的輔助繼電器按照其功能分成以下三類(lèi)。

a．用輔助繼電器M0～M499（500點(diǎn)） 通用輔助繼電器元件是按十進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)的，系列PLC有500點(diǎn)，其編號(hào)為M0～M499。

b．?dāng)嚯姳３州o助繼電器M500～M1023（524點(diǎn)） PLC在運(yùn)行中發(fā)生停電，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部成斷開(kāi)狀態(tài)。再運(yùn)行時(shí)，除去PLC運(yùn)行時(shí)就接通的以外，其它都斷開(kāi)。但是，根據(jù)不同控制對(duì)象要求，有些控制對(duì)象需要保持停電前的狀態(tài)，并能在再運(yùn)行時(shí)再現(xiàn)停電前的狀態(tài)情形。斷電保持輔助繼電器完成此功能，停電保持由PLC內(nèi)裝的后備電池支持。

ｃ．特殊輔助繼電器M8000～M8255（256點(diǎn)）這些特殊輔助繼電器各自具有特殊的功能，一般分成兩大類(lèi)。一類(lèi)是只能利用其觸點(diǎn)，其線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)。例如：M8000（運(yùn)行監(jiān)視）、M8002（初始脈沖）、M8013（1s 時(shí)鐘脈沖）。另一類(lèi)是可驅(qū)動(dòng)線圈型的特殊輔助繼電器，用戶(hù)驅(qū)動(dòng)其線圈后，PLC做特定的動(dòng)作。例如，M8033指PLC停止時(shí)輸出保持，M8034是指禁止全部輸出，M8039是指定時(shí)掃描。

（4）內(nèi)部狀態(tài)繼電器（S）

狀態(tài)繼電器是PLC在順序控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制的重要內(nèi)部元件。它與后面介紹的步進(jìn)順序控制指令STL組合使用，運(yùn)用順序功能圖編制高效易懂的程序。狀態(tài)繼電器與輔助繼電器一樣，有無(wú)數(shù)的動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，在順控程序內(nèi)可任意使用。狀態(tài)繼電器分成四類(lèi)，其編號(hào)及點(diǎn)數(shù)如下：

初始狀態(tài)：S0～S9（10點(diǎn)）；

回零：S10～S19（10點(diǎn)）；

通用：S20～S499（480點(diǎn)）；

保持：S500～S899（400點(diǎn)）；

報(bào)警：S900～S999（100點(diǎn)）。

有關(guān)狀態(tài)繼電器的應(yīng)用，參考項(xiàng)目十STL指令的內(nèi)容。

（5）內(nèi)部定時(shí)器

定時(shí)器在PLC中相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器，它有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字）、一個(gè)當(dāng)前值寄存器（字）以及無(wú)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)（位）。對(duì)于每一個(gè)定時(shí)器，這三個(gè)量使用同一個(gè)名稱(chēng)，但使用場(chǎng)合不一樣，其所指的也不一樣。通常在一個(gè)可編程控制器中有幾十個(gè)至數(shù)百個(gè)定時(shí)器，可用于定時(shí)操作。其詳細(xì)介紹參照項(xiàng)目七。

（6）內(nèi)部計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器是PLC重要內(nèi)部部件，它是在執(zhí)行掃描操作時(shí)對(duì)內(nèi)部元件X、Y、M、S、T、C的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作。計(jì)數(shù)器的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)可以無(wú)限使用。其詳細(xì)介紹參照項(xiàng)目八

（7）數(shù)據(jù)寄存器（D）

可編程控制器用于模擬量控制、位置控制、數(shù)據(jù)I/O時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)參數(shù)及工作數(shù)據(jù)。這類(lèi)寄存器的數(shù)量隨著機(jī)型不同而不同。

每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是16位，其中最高位為符號(hào)位，可以用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來(lái)存放32位數(shù)據(jù)（最高位為符號(hào)位）。

a．通用數(shù)據(jù)寄存器D0～D199 只要不寫(xiě)入數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)將不會(huì)變化，直到再次寫(xiě)入。這類(lèi)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，一旦PLC狀態(tài)由運(yùn)行（RUN）轉(zhuǎn)成（STOP）時(shí)全部數(shù)據(jù)均清零。

b．停電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200～D7999 除非改寫(xiě)，否則數(shù)據(jù)不會(huì)變化。即使PLC狀態(tài)變化或斷電，數(shù)據(jù)仍可以保持。

c．特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000～D8255 這類(lèi)數(shù)據(jù)寄存器用于監(jiān)視PLC內(nèi)各種元件的運(yùn)行方式用，其內(nèi)容在電源接通（ON）時(shí)，寫(xiě)入初始化值（全部清零，然后由系統(tǒng)ROM安排寫(xiě)入初始值）。

d．文件寄存器D1000～D7999 文件寄存器實(shí)際上是一類(lèi)專(zhuān)用數(shù)據(jù)寄存器，用于存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，例如采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算器數(shù)據(jù)、多組控制參數(shù)等。其數(shù)量由CPU的監(jiān)視軟件決定。在PLC運(yùn)行中，用BMOV指令可以將文件寄存器中的數(shù)據(jù)讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但不能用指令將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件寄存器。

（8）內(nèi)部指針（P、I）

內(nèi)部指針是PLC在執(zhí)行程序時(shí)用來(lái)改變執(zhí)行流向的元件。它有分支指令專(zhuān)用指針P和中斷用指針I(yè)兩類(lèi)。

a．分支指令專(zhuān)用指針P0～P63 分支指令用指針在應(yīng)用時(shí)，要與相應(yīng)的應(yīng)用指令CJ、CALL、FEND、SRET及END配合使用，P63為結(jié)束跳轉(zhuǎn)使用。

b．中斷用指針I(yè)中斷用指針是應(yīng)用指令I(lǐng)RET中斷返回、EI開(kāi)中斷、DI關(guān)中斷配合使用的指令。