6ES7331-7NF00-0AB0

可編程控制器的軟件系統(tǒng)組成（圖）

       由圖1可見，PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個(gè)邏輯部件： 

（1）繼電器邏輯

為適應(yīng)電氣控制的需要，PLC為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運(yùn)算來處理各種繼電器的連接。PLC內(nèi)部有儲(chǔ)單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于“0N”和“0FF”兩種狀態(tài)。因此PLC中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時(shí)稱為“軟繼電器”。這些“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點(diǎn)：

①體積小、功耗低

②無觸點(diǎn)、速度快、壽命長(zhǎng)

③有無數(shù)個(gè)觸點(diǎn)，使用中不必考慮接點(diǎn)的容量

PLC一般為用戶提供以下幾種繼電器（以FX2N系列PLC為例）：

輸入繼電器（X）：把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入PLC，同時(shí)提供無限多個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)供用戶編程使用。在程序中只有觸點(diǎn)沒有線圈，信號(hào)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為X000—X007，X010-X017等。

輸出繼電器（Y）：具備一對(duì)物理接點(diǎn)，可以串接在負(fù)載回路中，對(duì)應(yīng)物理元件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)，只能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為Y000—Y007，Y010-Y017等。

內(nèi)部繼電器（M）：與外界沒有直接聯(lián)系，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果使用。有時(shí)也稱為輔助繼電器或中間繼電器。和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動(dòng)。每個(gè)輔助繼電器有無限多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，供編程使用。地址號(hào)按十進(jìn)制分配，通用型輔助繼電器有M0-M499共500點(diǎn)，保持型輔助繼電器有M500-M1023共524點(diǎn)，特殊型輔助繼電器有M8000-M8255共157點(diǎn)。

(2)定時(shí)器邏輯

PLC一般采用硬件定時(shí)中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)邏輯功能，定時(shí)器一般包括：

定時(shí)條件：控制定時(shí)器操作。

定時(shí)語句：所使用的定時(shí)器，給出定時(shí)設(shè)定值。

定時(shí)器的當(dāng)前值：記錄定時(shí)時(shí)間。

定時(shí)繼電器：定時(shí)器達(dá)到設(shè)定的值時(shí)為“1“（0N）狀態(tài)，未開始定時(shí)或定時(shí)未達(dá)到設(shè)定值時(shí)為“0”（0FF）狀態(tài)。

其邏輯功能如下表所示:

定時(shí)器：T

a.功能：該元件是定時(shí)用的，范圍為0.001～32.767（1ms定時(shí)器）秒、0.01～327.67秒（10ms定時(shí)器）、0.1～3276.7秒（100ms定時(shí)器）。元件范圍按十進(jìn)制分配如下：

                            T246～T249：1ms定時(shí)器

                            T200～T245：10ms定時(shí)器

                            T0～T199：100 ms定時(shí)器

b.舉例：

①梯形圖：

  ②程序清單

LD      X000

OUT  T0  K123

LD  T0

OUT  y000

END

③波形圖

(3)計(jì)數(shù)器邏輯

PLC為用戶提供了若干計(jì)數(shù)器，它們是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，一般采用遞減計(jì)數(shù)，一個(gè)計(jì)數(shù)器有以下幾個(gè)內(nèi)容：

計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)R

計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)（CP單位脈沖）

計(jì)數(shù)器設(shè)定值的記憶單元

計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元

計(jì)數(shù)繼電器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)為0N，復(fù)位或未到計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)為0FF。

其邏輯功能如下表：

（4）計(jì)數(shù)器：C

a.功能：該元件完成記數(shù)功能。內(nèi)部計(jì)數(shù)用的16位向上計(jì)數(shù)器（1～32767）和計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出等用的32位高速（向上、向下）計(jì)數(shù)器（-2，147，483648～+2，147，483，647）。該元件范圍按十進(jìn)制分配如下：

16位向上計(jì)數(shù)器：

C0～C99：一般用（非停電保持）；

C100～C199：保存用（停電保持）；

32位向上、向下高速計(jì)數(shù)器：

C200～C219：一般用（非停電保持）； C220～C234：保存用（停電保持）；

b.舉例：①梯形圖：

②程序清單：

            LD  X000

RST C0

LD  X001

OUT  C0  K5

LD  C0

OUT  Y000

            END

③波形圖：

PLC除能進(jìn)行位運(yùn)算外，還能進(jìn)行字運(yùn)算。PLC為用戶提供了若干個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，以存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)。

可編程控制器的工作原理與輸入輸出的處理原則

任何一種繼電器控制系統(tǒng)是由三個(gè)部分組成的，即輸入部分，邏輯部分，輸出部分，其中輸入部分是指各類按鈕、開關(guān)等；邏輯部分是指由各種繼電器及其觸點(diǎn)組成的實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路；輸出部分是指各種電磁閥線圈，接通電動(dòng)機(jī)的各種接觸器以及信號(hào)指示燈等執(zhí)行電器。如圖1所示，是一種簡(jiǎn)單的繼電器控制系統(tǒng)。

圖1  指示燈控

圖中X1、X2是兩個(gè)按鈕開關(guān)，Y1、Y2是兩個(gè)繼電器，T1是時(shí)間繼電器。其工作是過程是：當(dāng)X1、X2任何一個(gè)按鈕按下，線圈Y1接通，Y1的常開觸點(diǎn)閉合，指示燈紅燈亮。此時(shí)時(shí)間繼電器T1同時(shí)接通并開始延時(shí)，當(dāng)延時(shí)到2S后，線圈Y2接通，常開觸點(diǎn)閉合，綠燈亮。

從上面這個(gè)例子可以知道，繼電器控制系統(tǒng)是根據(jù)各種輸入條件去執(zhí)行邏輯控制線路，這些邏輯控制線路是根據(jù)控制對(duì)象的需要以某種固定的線路連接好的，所以不能靈活變更。

和繼電器控制系統(tǒng)類似，PLC也是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成。如圖2所示：

各部分的主要作用是：

輸入部分：收集并保存被控對(duì)象實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)的信息（被控對(duì)象上的各種開關(guān)量信息或操作命令等）。

邏輯部分：處理輸入部分報(bào)取得的信息，并按照被控對(duì)象的實(shí)際動(dòng)作要求正確的反映。

輸出部分：提供正在被控制的裝置中，哪幾個(gè)設(shè)備需要實(shí)施操作處理。

用戶程序通過編程器或其它輸入設(shè)備輸入并存放在PLC的用戶存儲(chǔ)器中。當(dāng)PLC開始運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控程序的規(guī)定順序，通過掃描，完成各輸入點(diǎn)的狀態(tài)采集或輸入數(shù)據(jù)采集、用戶程序的執(zhí)行、各輸出點(diǎn)狀態(tài)更新、編程器鍵入響應(yīng)和顯示更新及CPU自檢等功能。

PLC掃描既可按固定的程序進(jìn)行，也可按用戶程序規(guī)定的可變順序進(jìn)行。

PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，減少了外界的干擾。

由以上分析，可以把PLC的工作過程為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

（1）輸入采樣階段

PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，并將各輸入存入內(nèi)存中各對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器。此時(shí)，輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)階段，在程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入映象寄存器與外界隔離，無論信號(hào)如何變化，其內(nèi)容保持不變直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。

（2）程序執(zhí)行階段

根據(jù)PLC的程序掃描原則，PLC先左后右，先上后下的步序語句逐句掃描。當(dāng)指令涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映象寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映象寄存器中，對(duì)元件映象寄存器來說，每一個(gè)元件會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。

（3）輸出刷新階段

在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映象寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存寄存器中，通過一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。采用集中采樣，集中輸出工作方式的特點(diǎn)是：在采樣周期中，將所有輸入信號(hào)（不管該信號(hào)當(dāng)時(shí)是否采用），一起讀入，此后在整個(gè)程序處理過程中PLC系統(tǒng)與外界隔絕，直到輸出控制信號(hào)到下一個(gè)工作周期再與外界交涉，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾擾提高了工作的可靠性。

PLC在輸入輸出的處理方面必須尊守以下原則：

①輸入映象寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子板上各輸入端子在上一個(gè)周期間的接通、斷開狀態(tài)。

②程序如何執(zhí)行取決于用戶所編程序和輸入輸出映象寄存器的內(nèi)容。

③輸出映象寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的執(zhí)行結(jié)果。

④輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映象寄存器中數(shù)據(jù)決定。

⑤輸出端子的接通斷開狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。

PLC電源模塊及其它外設(shè)的選擇

1．電源模塊的選擇 電源模塊的選擇較為簡(jiǎn)單，只需考慮電源的額定輸出電流就可以了。電源模塊的額定電流必須大于CPU模塊、I／O模塊、及其它模塊的總消耗電流。電源模塊選擇僅對(duì)于模塊式結(jié)構(gòu)的PLC而言，對(duì)于整體式PLC不存在電源的選擇。

2．編程器的選擇 對(duì)于小型控制系統(tǒng)或不需要在線編程的PLC系統(tǒng)，一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器。對(duì)于由中、高檔PLC構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)或需要在線編程的PLC系統(tǒng)，可以選配功能強(qiáng)、編程方便的智能編程器，但智能編程器價(jià)格較貴。如果有現(xiàn)成的個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以選用PLC的編程軟件包，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)編程器的功能。

3．寫入器的選擇 為了防止因干擾使鋰電池電壓變化等原因破壞RAM中的用戶和程序，可選用EPROM寫入器，通過它將用戶程序固化在EPROM中。現(xiàn)在有些PLC或其編程器本身就具有EPROM寫入器的功能。

PLC保障了機(jī)械等行業(yè)的系統(tǒng)安全

 機(jī)械安全是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要考慮的因素很多，比如機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)、工藝操作特點(diǎn)、安全設(shè)計(jì)理念等等。一般來說，安全控制系統(tǒng)應(yīng)該包括安全輸入設(shè)備（如急停按鈕、安全門限位開關(guān)或聯(lián)鎖開關(guān)、安全光柵或光幕、雙手控制按鈕），安全控制電氣元件（如安全繼電器、安全PLC和安全總線）和安全輸出控制（如主回路中的接觸器、繼電器或閥等）。其中，安全PLC是在應(yīng)用中值得重點(diǎn)關(guān)注的產(chǎn)品。所謂安全PLC，就是專門為條件苛刻的任務(wù)或安全相關(guān)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的PLC，在其失效時(shí)不會(huì)對(duì)人員安全或過程安全帶來危險(xiǎn)。在一臺(tái)安全PLC根據(jù)要求達(dá)到了特定的可靠性/故障概率等級(jí)時(shí)，就意味著它具有廣泛的自診斷能力，可以監(jiān)測(cè)各個(gè)方面的硬件狀態(tài)、程序執(zhí)行狀態(tài)和操作系統(tǒng)狀態(tài)。此外，安全PLC還必須能夠執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)（例如TUV、FM等）認(rèn)證的必須的故障安全動(dòng)作，而這些故障安全動(dòng)作都是根據(jù)特定的原則設(shè)計(jì)，并滿足國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)（如IEC61508和EN954-1等）中定義的要求。另外，安全PLC還可能包括警衛(wèi)保護(hù)預(yù)警和權(quán)限管理的內(nèi)容，用來保護(hù)安全PLC不受來自外界的干擾。

    從全球范圍看，實(shí)踐證明已經(jīng)采用安全PLC的行業(yè)包括汽車、機(jī)床、機(jī)械、船舶等行業(yè)，以及過程工業(yè)中的石化、煉油、電廠、鍋爐控制和燃燒控制、高壓應(yīng)用等。此外，它還可以在一些遠(yuǎn)程遙控、無人值守以及維護(hù)費(fèi)用十分昂貴的應(yīng)用場(chǎng)合（例如大型儲(chǔ)罐區(qū)）一顯身手。

應(yīng)對(duì)PLC工作環(huán)境中干擾措施

1 引言

PLC由于具有功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是高可靠性、較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，已被廣泛應(yīng)用于自來水行業(yè)。但由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件惡劣、濕度高、以及各種工業(yè)電磁、輻射干擾等，會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,因此必須重視工程的抗干擾設(shè)計(jì)。 
水廠應(yīng)用中的PLC所受的干擾源主要有電源系統(tǒng)引入的干擾、接地系統(tǒng)引入的干擾和輸入輸出電路引入的干擾三類。如果PLC的干擾問題解決得不好，系統(tǒng)將無法可靠運(yùn)行，將會(huì)影響到正常供水。因此，有必要對(duì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)中的干擾問題進(jìn)行探討。主要本文分別討論PLC的三種抗干擾技術(shù)。

2 抗干擾的技術(shù)對(duì)策分析

為防止干擾，可采用硬件和軟件的抗干擾措施，其中，硬件抗干擾是最基本和最重要的抗干擾措施，一般從抗和防兩方面入手來抑制和消除干擾源，切斷干擾對(duì)系統(tǒng)的耦合通道，降低系統(tǒng)對(duì)干擾信號(hào)的敏感性。

2.1 電源系統(tǒng)引入的干擾 
電網(wǎng)的干擾，頻率的波動(dòng)，將直接影響到PLC系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。如何抑制電源系統(tǒng)的干擾是提高PLC的抗干擾性能的主要環(huán)節(jié)。

(1) 加裝濾波、隔離、屏蔽、開關(guān)穩(wěn)壓電源系統(tǒng)。 
設(shè)置濾波器的作用是為了抑制干擾信號(hào)從電源線傳導(dǎo)到系統(tǒng)中，使用隔離變壓器，必須注意:屏蔽層要良好接地;次級(jí)連接線要使用雙繞線(減少電線間的干擾)，隔離變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組應(yīng)分別加屏蔽層，初級(jí)的屏蔽層接交流電網(wǎng)的零線;次級(jí)的屏蔽層和初級(jí)間屏蔽層接直流端。 
為了抑制電網(wǎng)大容量設(shè)備起停(如送水泵等)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，保持供電電壓的穩(wěn)壓，可采用開頭穩(wěn)壓電源。

(2) 分離供電系統(tǒng) 
       PLC的控制器與I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電，并與主電源分開，這樣當(dāng)輸入輸出供電斷電時(shí)，不會(huì)影響到控制器的供電。如圖1所示。

圖1 分離供電系統(tǒng)圖

2.2 抑制接地系統(tǒng)引入的干擾 
     PLC系統(tǒng)分為邏輯電路接地和功率電路接地，有共地、浮地及機(jī)殼共地和電路浮地等三種方式。一般采用控制器與其它設(shè)備分別接地方式，接地時(shí)注意:接地線盡量粗，一般大于2mm2的線接地;接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近控制器，接地點(diǎn)與控制器之間的距離不大于50m;接地線應(yīng)盡量避開強(qiáng)電回路和主回路的電線，不能避開時(shí)，應(yīng)垂直相交，應(yīng)盡量縮短平行走線的長(zhǎng)度。
實(shí)踐證明，接地往往是抑制噪聲和防止干擾的重要手段，良好的接地方式可在很大程度上抑制內(nèi)部噪聲的耦合，防止外部干擾的侵入，提高系統(tǒng)的抗*力。

2.3 抑制輸入輸出電路引入的干擾 
      為了實(shí)現(xiàn)輸入輸出電路上的*隔離，近年來在控制系統(tǒng)中光電耦合得到廣泛應(yīng)用，已成為防止干擾的*措施之一。光電耦合器具有以下特點(diǎn):首先，由于是密封在一個(gè)管殼內(nèi)，不會(huì)受到外界光的干擾;其次，由于靠光傳送信號(hào)，切斷了各部件電路之間地線的聯(lián)系;第三，發(fā)光二極管動(dòng)態(tài)電阻非常小，而干擾源的內(nèi)阻一般很大，能夠傳送到光電耦合器輸入輸出的干擾信號(hào)就變得很小;第四，光電耦合器的傳輸比和晶體管的放大倍數(shù)相比，一般很小，遠(yuǎn)不如晶體管對(duì)干擾信號(hào)那么靈敏，而光電耦合器的發(fā)光二極管只有在通過一定的電流時(shí)才能發(fā)光。因此，即使是在干擾電壓幅值較高的情況下，由于沒有足夠的能量，仍不能使發(fā)光二極管發(fā)光，從而可以有效地抑制掉干擾信號(hào)。由于光電耦合器的線性區(qū)一般只能在某一特定的范圍內(nèi)，因此，應(yīng)保證被傳信號(hào)的變化范圍始終在線性區(qū)內(nèi)。為了保證線性耦合，既要嚴(yán)格挑選光電耦合器，又要采取相應(yīng)的非線性較正措施，否則將產(chǎn)生較大的誤差。

(1) 光電耦合輸入電路如圖2所示。其中圖2(a)、圖2(b)用的較多，高電平時(shí)接成形式，低電平輸入時(shí)接成形式。圖2(c)為差動(dòng)型接法，它具有兩個(gè)約束條件，對(duì)于防止干擾有明顯的*性，適用于外部干擾嚴(yán)重的環(huán)境，當(dāng)外部設(shè)備電流較大時(shí)，其傳輸距離可達(dá)100~200m，圖2(d)考慮到COMS電路的輸出驅(qū)動(dòng)電流較小，不能直接帶動(dòng)發(fā)光二極管，所以加接一級(jí)晶體管作為功率放大，需要注意的是圖中發(fā)光二極管和光敏三極管應(yīng)分別由兩個(gè)電源供電，電阻值視電壓高低選取。

圖2 光電耦合輸入電路

(2) 光電耦合輸出電路如圖3所示。為了得到和輸入同相的信號(hào)，可以采用圖3(a)形式。若要求輸出和輸入反相，可以接成圖3(b)形式。當(dāng)輸出電路所驅(qū)動(dòng)的元件較多時(shí)，可以加接一級(jí)晶體管作為驅(qū)動(dòng)功率放大，其接法如圖3(c)所示。有時(shí)為了獲得更好的輸出波形，輸出信號(hào)可經(jīng)施密特電路整形。

 
圖3 光電耦合輸出電路

以上兩點(diǎn)是對(duì)開關(guān)量輸入輸出信號(hào)的處理方法，而對(duì)模擬輸入輸出信號(hào)，為了消除工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)瞬時(shí)干擾對(duì)它的影響，除加A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路和光電耦合外，可根據(jù)需要采取軟件的數(shù)字濾波技術(shù)如中值法、一階遞推數(shù)字濾波法等算法。

3 結(jié)束語

PLC控制系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，在設(shè)計(jì)抗干擾系統(tǒng)時(shí)要求要綜合考慮各方面的因素。

6ES7331-7NF00-0AB0

       由圖1可見，PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個(gè)邏輯部件： 

（1）繼電器邏輯

為適應(yīng)電氣控制的需要，PLC為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運(yùn)算來處理各種繼電器的連接。PLC內(nèi)部有儲(chǔ)單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于“0N”和“0FF”兩種狀態(tài)。因此PLC中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時(shí)稱為“軟繼電器”。這些“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點(diǎn)：

①體積小、功耗低

②無觸點(diǎn)、速度快、壽命長(zhǎng)

③有無數(shù)個(gè)觸點(diǎn)，使用中不必考慮接點(diǎn)的容量

PLC一般為用戶提供以下幾種繼電器（以FX2N系列PLC為例）：

輸入繼電器（X）：把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入PLC，同時(shí)提供無限多個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)供用戶編程使用。在程序中只有觸點(diǎn)沒有線圈，信號(hào)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為X000—X007，X010-X017等。

輸出繼電器（Y）：具備一對(duì)物理接點(diǎn)，可以串接在負(fù)載回路中，對(duì)應(yīng)物理元件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)，只能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為Y000—Y007，Y010-Y017等。

內(nèi)部繼電器（M）：與外界沒有直接聯(lián)系，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果使用。有時(shí)也稱為輔助繼電器或中間繼電器。和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動(dòng)。每個(gè)輔助繼電器有無限多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，供編程使用。地址號(hào)按十進(jìn)制分配，通用型輔助繼電器有M0-M499共500點(diǎn)，保持型輔助繼電器有M500-M1023共524點(diǎn)，特殊型輔助繼電器有M8000-M8255共157點(diǎn)。

(2)定時(shí)器邏輯

PLC一般采用硬件定時(shí)中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)邏輯功能，定時(shí)器一般包括：

定時(shí)條件：控制定時(shí)器操作。

定時(shí)語句：所使用的定時(shí)器，給出定時(shí)設(shè)定值。

定時(shí)器的當(dāng)前值：記錄定時(shí)時(shí)間。

定時(shí)繼電器：定時(shí)器達(dá)到設(shè)定的值時(shí)為“1“（0N）狀態(tài)，未開始定時(shí)或定時(shí)未達(dá)到設(shè)定值時(shí)為“0”（0FF）狀態(tài)。

其邏輯功能如下表所示:

定時(shí)器：T

a.功能：該元件是定時(shí)用的，范圍為0.001～32.767（1ms定時(shí)器）秒、0.01～327.67秒（10ms定時(shí)器）、0.1～3276.7秒（100ms定時(shí)器）。元件范圍按十進(jìn)制分配如下：

                            T246～T249：1ms定時(shí)器

                            T200～T245：10ms定時(shí)器

                            T0～T199：100 ms定時(shí)器

b.舉例：

①梯形圖：

  ②程序清單

LD      X000

OUT  T0  K123

LD  T0

OUT  y000

END

③波形圖

(3)計(jì)數(shù)器邏輯

PLC為用戶提供了若干計(jì)數(shù)器，它們是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，一般采用遞減計(jì)數(shù)，一個(gè)計(jì)數(shù)器有以下幾個(gè)內(nèi)容：

計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)R

計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)（CP單位脈沖）

計(jì)數(shù)器設(shè)定值的記憶單元

計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元

計(jì)數(shù)繼電器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)為0N，復(fù)位或未到計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)為0FF。

其邏輯功能如下表：

（4）計(jì)數(shù)器：C

a.功能：該元件完成記數(shù)功能。內(nèi)部計(jì)數(shù)用的16位向上計(jì)數(shù)器（1～32767）和計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出等用的32位高速（向上、向下）計(jì)數(shù)器（-2，147，483648～+2，147，483，647）。該元件范圍按十進(jìn)制分配如下：

16位向上計(jì)數(shù)器：

C0～C99：一般用（非停電保持）；

C100～C199：保存用（停電保持）；

32位向上、向下高速計(jì)數(shù)器：

C200～C219：一般用（非停電保持）； C220～C234：保存用（停電保持）；

b.舉例：①梯形圖：

②程序清單：

            LD  X000

RST C0

LD  X001

OUT  C0  K5

LD  C0

OUT  Y000

            END

③波形圖：

PLC除能進(jìn)行位運(yùn)算外，還能進(jìn)行字運(yùn)算。PLC為用戶提供了若干個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，以存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)。

       由圖1可見，PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個(gè)邏輯部件： 

（1）繼電器邏輯

為適應(yīng)電氣控制的需要，PLC為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運(yùn)算來處理各種繼電器的連接。PLC內(nèi)部有儲(chǔ)單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于“0N”和“0FF”兩種狀態(tài)。因此PLC中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時(shí)稱為“軟繼電器”。這些“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點(diǎn)：

①體積小、功耗低

②無觸點(diǎn)、速度快、壽命長(zhǎng)

③有無數(shù)個(gè)觸點(diǎn)，使用中不必考慮接點(diǎn)的容量

PLC一般為用戶提供以下幾種繼電器（以FX2N系列PLC為例）：

輸入繼電器（X）：把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入PLC，同時(shí)提供無限多個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)供用戶編程使用。在程序中只有觸點(diǎn)沒有線圈，信號(hào)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為X000—X007，X010-X017等。

輸出繼電器（Y）：具備一對(duì)物理接點(diǎn)，可以串接在負(fù)載回路中，對(duì)應(yīng)物理元件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)，只能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為Y000—Y007，Y010-Y017等。

內(nèi)部繼電器（M）：與外界沒有直接聯(lián)系，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果使用。有時(shí)也稱為輔助繼電器或中間繼電器。和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動(dòng)。每個(gè)輔助繼電器有無限多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，供編程使用。地址號(hào)按十進(jìn)制分配，通用型輔助繼電器有M0-M499共500點(diǎn)，保持型輔助繼電器有M500-M1023共524點(diǎn)，特殊型輔助繼電器有M8000-M8255共157點(diǎn)。

(2)定時(shí)器邏輯

PLC一般采用硬件定時(shí)中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)邏輯功能，定時(shí)器一般包括：

定時(shí)條件：控制定時(shí)器操作。

定時(shí)語句：所使用的定時(shí)器，給出定時(shí)設(shè)定值。

定時(shí)器的當(dāng)前值：記錄定時(shí)時(shí)間。

定時(shí)繼電器：定時(shí)器達(dá)到設(shè)定的值時(shí)為“1“（0N）狀態(tài)，未開始定時(shí)或定時(shí)未達(dá)到設(shè)定值時(shí)為“0”（0FF）狀態(tài)。

其邏輯功能如下表所示:

定時(shí)器：T

a.功能：該元件是定時(shí)用的，范圍為0.001～32.767（1ms定時(shí)器）秒、0.01～327.67秒（10ms定時(shí)器）、0.1～3276.7秒（100ms定時(shí)器）。元件范圍按十進(jìn)制分配如下：

                            T246～T249：1ms定時(shí)器

                            T200～T245：10ms定時(shí)器

                            T0～T199：100 ms定時(shí)器

b.舉例：

①梯形圖：

  ②程序清單

LD      X000

OUT  T0  K123

LD  T0

OUT  y000

END

③波形圖

(3)計(jì)數(shù)器邏輯

PLC為用戶提供了若干計(jì)數(shù)器，它們是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，一般采用遞減計(jì)數(shù)，一個(gè)計(jì)數(shù)器有以下幾個(gè)內(nèi)容：

計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)R

計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)（CP單位脈沖）

計(jì)數(shù)器設(shè)定值的記憶單元

計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值單元

計(jì)數(shù)繼電器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)為0N，復(fù)位或未到計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)為0FF。

其邏輯功能如下表：

（4）計(jì)數(shù)器：C

a.功能：該元件完成記數(shù)功能。內(nèi)部計(jì)數(shù)用的16位向上計(jì)數(shù)器（1～32767）和計(jì)數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出等用的32位高速（向上、向下）計(jì)數(shù)器（-2，147，483648～+2，147，483，647）。該元件范圍按十進(jìn)制分配如下：

16位向上計(jì)數(shù)器：

C0～C99：一般用（非停電保持）；

C100～C199：保存用（停電保持）；

32位向上、向下高速計(jì)數(shù)器：

C200～C219：一般用（非停電保持）； C220～C234：保存用（停電保持）；

b.舉例：①梯形圖：

②程序清單：

            LD  X000

RST C0

LD  X001

OUT  C0  K5

LD  C0

OUT  Y000

            END

③波形圖：

PLC除能進(jìn)行位運(yùn)算外，還能進(jìn)行字運(yùn)算。PLC為用戶提供了若干個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，以存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)。

6ES7331-7NF00-0AB0