第四章 可编程控制器基本知识

（Programmable Controller )， 可编程控制器 （Programmable Controller )， 简称PC或PLC， 是以微处理器为基础，综合计算机技术、 自动控制技术和通讯技术而发展起来的 一种新型、通用的自动控制装置。 它具有结构简单、易于编程、性能优越、 可靠性高、灵活通用、使用方便等一系列 优点，被誉为当代工业生产自动化的三大 支柱之一。可以预料，在工业控制领域中 ，PLC控制技术的应用将形成潮流。

　　一、教学目的 　　使学生初步掌握可编程控制器的基本组成、工作原理、输入/输出连接、相互之间的通信等基本知识。 　　二、基本要求 　　1、了解PLC的基本组成； 　　2、了解PLC的工作原理； 　　3、掌握PLC的输入/输出连接； 　　4、了解多个PLC之间的通信方法。 　　三、重点与难点 　　重点： 　　1、PLC系统的基本组成； 　　2、PLC的扫描工作方式；

　　3、内部编程器件的使用方法； 　　4、输入端/输出端的连接方法； 　　难点： 　　1、PLC的扫描工作方式； 　　2、内部编程器件的使用方法； 　　3、主令元件、检测元件在输入端的连接方法； 　　4、执行元件在输出端的连接方法。 　　四、教学方法 　　1、采用电子教案及多媒体有利于形象的讲授，进而学生易于接受和理解； 　　2、紧扣前面三章的内容，分层次循序渐进讲解。

§4－１ 概述 世界上 第一台可编程控制器 1969年 由美国数字设备公司 （DEC） 研制成功 §4－１　　概述 　　一、PLC的发展概况 第一个阶段 （二十世纪七十年代中期） 实用化的发展阶段 在逻辑控制的基础上增加 数值运算、闭环控制等 世界上 第一台可编程控制器 1969年 由美国数字设备公司 （DEC） 研制成功 第三个阶段 （二十世纪九十年代） 加速发展阶段 与局部网络连成整体分布系统 软件方面，也不断向上发展， 并与计算机系统兼容。 第二个阶段 （二十世纪七十年代末期） 成熟阶段 大规模、高速度、高性能 编程语言发展成熟 出现图形语言

二、PLC的特点 1、通用性强、使用方便 ２、功能强、适应面广 现代的PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能， 配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用 用户在硬件方面的设计仅仅是确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线 通过修改用户程序，来适应不同的工艺条件要求。 ２、功能强、适应面广 现代的PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能， 而且具有A/D、D/A转换、数值运算、数据处理等功能。 既可对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制。 既可控制一台生产机械、一条生产线，也可控制一个生产过程。 PLC还具有联网功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。

４、编程方法简单、容易掌握 ３、可靠性高、抗干扰能力强 （1）输入、输出电路一般用光电耦合器来传递信号 　３、可靠性高、抗干扰能力强 （1）输入、输出电路一般用光电耦合器来传递信号 （2）在PLC的电源电路和I/O模块中，设置了多种滤波电路； （3）为了消除空间电磁干扰，采用良好的导电材料屏蔽CPU模块； （4）设置了联锁、环境检测与诊断电路； 硬件是否正常、锂电池电压是否过低、 外部环境是否正常、用户程序的语法错误。 ４、编程方法简单、容易掌握 可编程控制器象计算机一样，完全在程序控制下工作。 采用专门的编程语言，指令少、语法简便

５、可编程控制系统 设计、安装、调试、维修方便。 ６、体积小、重量轻、功耗低。

三、PLC分类 按结构形式 模块组合式 整体箱式 整体箱式 模块组合式 将各组成部分 安装在少数几块印刷电路板上， 连同电源一起装配在一个壳体内， 构成一个整体。 小型PLC采用 模块组合式 将其分成相对独立的几部分， 制成标准尺寸的模块。 一般有CPU模块（包括存储器） 输入模块、输出模块、 电源模块等。 再将各模块组装到一个机架内， 以构成一个PLC系统。

按照I/O点数 小型 中型 大型 小型 中型 大型 I/O点数称PLC容量 I/O点数 一般少于256点 I/O点数 一般在256~2048点之间 大型 I/O点数 一般大于2048点

　　四、应用范围 开 关 量 逻 辑 控 制 运动控制 闭环过程控制 PLC应用范围 数据处理 通信联网

1 开关量控制 PLC最基本的应用范围 采用PLC取代继电器控制系统， 实现逻辑控制、顺序控制。 因为任何一台生产设备 或生产过程的控制与管理， 如单机控制、 多机群控、 自动生产线控制等， 几乎都是按步骤顺序进行的， 所以在工业控制中80%以上的工作 都可依靠PLC按开关量控制来完成。

2 运动控制 PLC可用于直线运动 或圆周运动的控制 早期直接用开关量模块 连接位置传感器和执行机构， 现在一般使用专用的运动控制模块。 运动控制功能广泛应用于各种机械， 如金属切削机床、 金属成型机械、 装备机械、 机器人和电梯等。

3 闭环过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等 连续变化的模拟量的闭环控制。 PLC通过模拟量I/O模块 实现模拟量与数字量之间的 A/D、D/A转换， 并对模拟量进行PID控制。 现代的大、中型PLC 一般都有PID闭环控制功能。 它可以用PID子程序来实现， 也可以使用专门的智能PID模块。

现代的PLC具有数学运算（包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算） 数据传递、数据转换、数据排序和查表、位操作等功能。 4 数据处理 现代的PLC具有数学运算（包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算） 数据传递、数据转换、数据排序和查表、位操作等功能。 可以完成数据采集、分析、处理。 数据处理通常在大、中型控制系统， 如柔性制造系统 过程控制系统 机器人的控制系统 都需要应用。

5 通讯联网 PLC之间、 与上位计算机 及其他智能设备 联网通信 可构成“集中管理、分散控制”的 分布式控制系统。

§4－2 PLC的构成与工作原理 一、基本组成 中央处理单元 CPU 输 入 接 口 部 件 输 出 接 口 部 件 驱动 执行元件 接收 　　一、基本组成 中央处理单元 CPU 输 入 接 口 部 件 输 出 接 口 部 件 驱动 执行元件 接收 现场信号 电源

结构形式 模块结构式的PLC 各个部件独立封装 称之为模块 各模块 通过机架和总线联接 整体结构式的PLC 四个部件 安装在同一机壳内

二、各部分 功能 1 按系统程序赋予的功能接 收，并存贮从编程器键入 的程序与数据。 2 3 CPU 用扫描方式采集现场输入 装置送来的状态或数据， 并存入规定的寄存器中。 3 诊断电源、PLC内部电路 的工作状态和编程过程中 的语法错误等。 4 PLC进入运行状态后，从用户程序存贮 器中逐条读取指令，经解释后再按指令 规定的任务产生相应的控制信号，去开 闭有关的控制电路。分时、分渠道地去 执行数据存取、传递、组合、比较和转 换等动作，完成用户程序中规定的逻辑 运算或算术运算。 5 根据运算结果，更新有关标志位 的状态和输出状态寄存器的内容， 再由输入状态表或数据寄存器的 有关内容，实现输出控制、制表 打印或数据通讯等功能。

存贮器 功能 系统程序存贮器 用户程序存贮器 存放监控程序、 模块化应用功能子程序、 命令解释程序、 功能子程序的调用管理程序、 系统参数。 系统程序存贮器关系到PLC的性能， 不能由用户直接存取。 存放用户编制的应用程序， 如梯形图程序等。 产品样本或使用说明书中 所列的存贮器类型及其容量， 是指用户程序存贮器。

I/O单元 CPU 现场 I/O装备 或设备 功能 各种各样 如 电平转换 电气隔离 串／并行变换 A/D或D/A转换 数据传送等

电源 开关式稳压电源 某些机型备有 24V直流电源 后备电源 防止外部电源 发生故障， 造成数据丢失 为内部电路供电 为外部传感器供电

外部设备 功能 开发可编程控制系统 （主要是设计、调试应用程序） 的辅助设备。 编程器 其他设备 简易型 智能型 可以联机，亦可脱机编程 上位机 图形监 控系统 打印机 盒式 磁带机 EPROM 写入器 联机编程 用指令清单 编程。 可以联机，亦可脱机编程 用指令清单、梯形图等多种语言编程 有的可以直接用微型计算机插入不同 的软盘后，用BASIC、C语言编程、 仿真、通信联网、打印输出和事务 管理等高级功能。 打印 程序清单 或有关 运行记录 可将有用的 程序录在磁 带上；也可 将磁带上的 程序送到 PLC的用户 程序存贮器 中 将程序写入 EPROM芯片 用于对 PLC 监控和管理

用户 输入设备 外 设 接 口 I/O 扩 展 接 口 I/O 扩 展 单 元 存贮器 中央处理单元 CPU 输 入 接 口 部 件 输 出 系 统 程 序 用 户 程 序 存贮器 中央处理单元 CPU 输 入 接 口 部 件 输 出 单 元 驱动 受控元件 接收 现场信号 电源 PLC系统结构框图

第一步 自诊断 第四步 解算用户逻辑 第五步 输出结果 三、工作过程 第二步 与外设通信 第三步 输入现场状态 （每一次扫描程序前的一次自检） 一般性故障： 只报警、不停机、等待处理 严重故障： 停止运行用户程序，切断一切输出联系 第二步 与外设通信 扫描编程器、上位机等通信接口 在与编程器通信过程中，编程器把编程指令和修改参数 发送给主机。而主机把要显示的状态、数据、错误码等 返回给编程器进行相应指示。编程器还可以向主机发送 运行、停止、清内存等监控命令。 在与上位机通信过程中，PLC将接收上位机发来的指令 进行相应操作。如把现场的I/O状态、PLC的内部工作 状态、各种数据参数发送给上位机以及执行启动、停机、 修改参数等命令。 第三步 输入现场状态 扫描各输入点 读入各输入点的状态和数据并把这些状态和数据值写入已定义 为输入状态表和数据存贮器的暂存单元中，形成现场输入的“ 内存映象”。这一过程也称为输入采样或输入刷新。 在一个扫描周期内，“内存映象”的内容不变，即使实际的开关 状态已发生变化，也只能在下一个扫描过程中输入采样时刷新。 第四步 解算用户逻辑 执行用户程序 一般是从用户程序存贮器的最低地址（0000H）存放的第一条 指令开始，在无跳转的情况下，按存贮器地址递增的方向，顺 序扫描用户程序，按用户程序进行逻辑运算和算术运算，故称 解算用户逻辑。解算过程中，所用的计数器、定时器、内部继 电器、特殊功能的继电器等编程元件均为相应存贮单元的即时 值。而输入继电器、输出继电器则用其内存映象值。 如此不断反复循环扫描，实现对生产过程及设备的控制。 　　PLC的扫描周期为以上五步操作时间之和，即 　　　　T=T1+T2+T3+T4+T5 　　需要说明的是： 　（１）以扫描方式执行操作，其输入／输出信号间的逻辑关系 存在着原理上的滞后。扫描周期越长，滞后越严重。 　（２）扫描周期除执行用户程序所占用的时间，还包括系统管 理操作占用的时间。前者与用户程序的长短及指令操作 的复杂程度有关。后者基本不变。 　（３）如果考虑到I/O硬件电路的延时，PLC响应滞后比原理滞 后更大。 　（４）I/O响应滞后不仅与扫描方式和电路惯性有关，还与程序 设计安排有关。 第五步 输出结果 将本次扫描过程中，解算用户逻辑所得的最新结果送到 输出模块，取代前一次扫描解算的结果，也称输出刷新。 解算用户逻辑一直到用户程序结束为止。每一步所得的 输出信号被存入输出状态寄存表，并未送到输出模块， 相当于输出信号被输出门阻隔，待全部解算完毕后，打 开输出门，一并输出。所有输出信号由输出状态表送到 输出模块。其相应开关动作，驱动用户输出设备。即是 PLC的实际输出。

§4－3 PLC的硬件 通用微处理器作CPU 单片机作CPU 位片式微处理器作CPU CPU 低档PLC中多采用Z80（A）通用微处理器 优点：（１）Z80（Z80A）及配套的芯片普及、通用、价廉， 　　 （２）Z80（A）有独立的I/O指令，指令格式短，有利于提高PLC的速度，缩短扫描周期。 　　 （３）Z80的I/O指令格式短，相应I/O设备的编码也就短，进而简化了译码电路。 　　 （４）由于Z80CPU的信息采用I/O映射方式，故在设计系统时，对I/O与存贮器寻址易于区别。 缺点：（１）通用微处理器都是MOS型集成电路芯片，工作频率低、速度慢。 　　 （２）指令已由微处理器厂家确定，用户只能使用，不能增加或修改，缺少一套面向工业生产过程，易于PLC系统软件编制的指令系统。 单片机作CPU 单片机是在一块芯片上集成了CPU、存贮器、I/O接口电路等的微处理器系统 优点： （１）集成度高。片内资源丰富，功能强。构成的PLC体积小，为机电一体化创造了良好的条件。 　（２）可靠性高。由于所有部件集成在一块芯片中，减少了相互间的连线，不易受干扰。体积小，容易采取屏蔽措施。 　（３）指令系统完善。有数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令、布尔变量操作指令等，方便程序的编制。 　（４）速度快。单片机内部RAM可直接寻址，且具有位操作功能，使处理速度加快。CPU时钟高达12MHz，有利于提高PLC的工作速度，缩短扫描时间。 位片式微处理器作CPU 位片式微处理器是一种以几位算术逻辑运算单 元 ALU 为核心的位片，没有控制器，故不是一种 完全的微处理器，它的控制要由外部微程序控制逻 辑实现。但它是构成CPU的主要部件，故习惯称为 “位片式微处理器”。 优点： （１）速度高。由于采用双极型工艺，故比一般的MOS 型微处理器在速度上要快一个数量级，它的时钟可达 8~20MHz，因而构成的PLC工作速度更高，扫描时间更短。 　　（２）灵活性强。位片有１位、４位、８位等多种型 式，用几个位片进行“级联”，可以构成任意字长的处理器。 另外，由于采用微程序存贮逻辑控制，通过改变微程序存贮 器的内容，即可改变机器的指令系统，对用户是开放的。 　　（３）指令执行时间短。指令的内部执行处理过程是并 行的，重叠操作，执行时间短，进一步提高了PLC的工作速 度。 CPU

CMOS－SRAM可读写存贮器 EEPROM 不恢复读写存贮器 EPROM 只读存贮器 存贮器 CMOS－SRAM 是以CMOS 技术制造的静态可读写存贮器。读 写时间小于200μs，几乎不消耗电流。用锂电池做备用电源，停电 后，可保存数据1~5年不变。故多用作用户程序存贮器。 静态存贮器的可靠性比动态存贮器 DRAM高，因为 SRAM不必 周而复始地刷新。只有在片选信号有效，写操作有效，才能改变其 存贮的内容。虽然从数据总线进入的干扰信号也能破坏其存贮的内 容，但概率极小。 EEPROM 不恢复读写存贮器 EEPROM是近年来被广泛重视的 一种只读存贮器。 主要优点是： （1）能在PLC工作时“在线改写”， 不需专门的写入设备，写入的速度也比 EPROM快。 　　 （2）写入的内容能在断电情况下， 保持不变，而不要保护电源。 　　EEPROM的擦写电压约为20V，此 电压可由PLC提供，也可由 EEPROM （新型）芯片自身提供，使用很方便。 　　缺点是，保存数据的长期性、可靠 性不如EPROM EPROM 只读存贮器 EPROM是用紫外光擦除，电压 25V供电状态下写入的只读存贮器。 使用时，写入脚悬空或接+5V，其内 容可长期保存。故多用作系统程序存 贮器。 　　EPROM用来固化完善的程序。 写入速度为毫秒级，固化是通过与 PC配套的专用写入器进行。不宜多 次反复擦写。 存贮器

开关量输入模块 开关量输出模块 I/O模块 开关量输入模块是将现 场的按钮开关、选择开关、 行程开关、接近开关、限位 开关以及传感器输出的状态 等开关量信号转换成PLC内 部统一标准信号电平，并传 送到内部总线的输入接口模 块。通常，每个模块有8点、 16点、32点输入几种，各点 电路都相同。每一点为一个 单元电路。 输入信号有交流、直流 之分，相应单元电路也不相 同。 开关量输出模块 输出模块有多种形式， 如：继电器输出、双向晶闸 管输出、晶体管输出等。 I/O模块

现场开关信号经电阻R1、R2分压加到光电耦合器输入端 现场信号 开关量输入模块 反相器 信号灯 发光二极管 非门 现场开关信号经电阻R1、R2分压加到光电耦合器输入端 送 数据总线 （直流输入模块）

开关量输入模块 现场 交流信号 交流光电耦合器 对输入信号滤波 提高抗干扰能力 （交流输入模块）

光电耦合器功能 　　A、实现整流 　　B、实现能量转换 　　C、实现电的隔离 　　D、输入模块的联接方式

无电压汇流输入 输 入 端 连 接

交直流汇流输入 输 入 端 连 接

交流汇流输入 输 入 端 连 接

开关量输出模块 继电器输出 RS、C1组成浪涌电压吸收回路 指示继电器工作状态 输出信号“1” 锁存反相后加入 继电器 导通， 继电器通电动作 “1”信号导通

开关量输出模块 双向晶闸管输出 指示晶闸管工作状态 指示熔断器熔断否 光电耦合器 限流电阻 输出信号 阻容吸收回路 发光 二极管 双向 反相器 双向二极管 双向晶闸管是关断不可控器件， 电流过零时自行关断， 故只能用于交流。 输出信号为“1”，负载有电流 输出信号为“0”，负载无电流

开关量输出模块 晶体管输出 源输出方式 灌输出方式 三极管为射极输出 负载电流流出输出端子 三极管为集电极输出 故称源输出方式 负载电流流入输出端子 故称为灌输出方式

（4）输出联接方式 开关量输出端的联接也取决于输出电路的结构。当控制负载 确定之后，由负载所需电源类型及控制动作频率为依据，选择相 　　开关量输出端的联接也取决于输出电路的结构。当控制负载 确定之后，由负载所需电源类型及控制动作频率为依据，选择相 应的输出模块。 对双向晶闸管输出模块的输出联接如图 4—9（b）所示 对继电器输出模块的输出联接如图4—9（a）所示 对晶体管输出模块的输出联接则采用图4—9（c）所示

应注意 （1）PLC的电源通常采用交流110V、220V和直流24V，使用时务必注意电 源类型和幅值，若使用不当将直接损坏PLC的电源模块。 （2）通常电气控制设备都具有电源紧急停止控制功能，在PLC控制系统 中，尽管 PLC 都能由程序控制输出点断开来切断负载，但从系统可靠性 考虑，一般应在PLC外部设置切断控制。 （3）因PLC的输出电路没有内部短路保护功能，所以，为了防止由于负 载短路等原因而烧坏PLC输出点，输出回路必须加熔断器作短路保护。 （4）为降低系统成本，应尽可能减少输入点数。此时，在保证输入信 号正确可靠的前提下，建议采用选通控制方式适当地将多个信号共用 一个输入通道。 （5）应注意输出电路不同类型负载的外部保护。如直流感性负载两端 应并联续流二极管；交流感性负载两端应并联RC（0.1μF、100～120Ω） 阻容吸收回路，以保护内部输出点和减少噪声。另外，对正反转接触器 等负载，除在PLC内部设置程序联锁外，外部电路也要实施联锁。

§４－４ PLC的软件 系 统 应用软件 软 程序编程语言 件 编程语言的特点： 梯 形 图 逻辑表达式 语句表 系统 流程图 PLC软件 面向控制过程 面向问题 面向用户

一、梯形图

形式上 特点： 梯形图 类似于继电器控制电路 如图４－10所示 沿用了继电器线 路的一些图形符 号，这些图形符 号称为编程元件， 每一个编程元件 对应地有一个编 号。不同厂家的 PLC其编程元件 的多少以及编号 方法不尽相同， 但基本的元件及 功能相差不大。 特点： 简单、直观、易读、易懂

梯形图有如下特点： 1 按自上而下、从左至右的顺序排列。 起始于左母线，终止于右母线。每一个 继电器线圈组成一个逻辑行，称为一个 梯形。 2 继电器线圈是广义的，包括输出继电器、 内部继电器、定时器、计数器、移位寄存器等。 3 一般情况下，某一个编号的继电器线圈 只能出现一次，而其触点则可无限引用。 4 输入继电器用于接收外部信号，故梯形图 中不会出现输入继电器的线圈，而只出现相应 的触点。 5 输出继电器供PC作输出控制，它只是输出 状态的相应位，不能直接驱动执行元件。故梯 形图中某个输出继电器得电，则相应模块上的 功率开关闭合。 6 内部继电器只是逻辑运算用的中间存贮单元。 7 PC解算用户逻辑时，按梯形图从上到下， 从左至右的顺序逐行进行处理。即按扫描方式 顺序执行。这就为梯形图设计简化了联锁电路。

可见，指令语句也由操作码和操作数两部分组成。其格式： 其中，操作码用助记符表示，指示要完成某种操作； 二、语句表 类似于汇编语言 语句表由若干条指令语句组 成，每条语句表示给 CPU 一个操作指令。 图１－10中 的梯形图变 成语句表为： LD I001 OR Q003 AND I002 OUT Q003 LD Q003 OUT Q004 END PLC的每一个功能由一条 或几条指令语句来实现。 指令语句相当于梯形图中 的编程元件，是语句表程 序的最小编程元素。 可见，指令语句也由操作码和操作数两部分组成。其格式： 　　　操作码　　　　操作数 其中，操作码用助记符表示，指示要完成某种操作； 操作数是指某种操作的对象，

将一个系统的各个动作功能按 动作顺序以及逻辑关系用一个 图来描述，就构成系统流程图。 三、系统流程图 由图可见， 它类似于“与”、“或”、 “非”构成的逻辑图。

四、逻辑表达式 逻辑表达式也称为布尔表达式， 是用数学式来描述电路的逻辑关系。 对于图４－10所示的继电器控制电路， 其逻辑表达式为： 式中，X——输入量； Y——输出量； 下标表示相应继电器的编号。

各厂家生产的PLC使用不同的编程语言， 即使同一种编程语言在不同的PLC上表示 方法也不尽相同。 由以上介绍的常用的编程语言可以看出， 只要我们对所设计的控制系统能列出逻辑 表达式，显然，就很容易将其转换为其他 三种语言。本书的编程方法就是介绍在设 计一个控制系统时，如何列写其开关函数 式（逻辑表达式），然后再由开关函数式 转换为梯形图。

§4 -5 可编程控制器内部编程器件及PLC网络 一、内部编程器件 继电器系统是通过硬件电路实现其控制功能，而可编程控制器却是 通过程序实现外部控制功能。前者在电路设计中需要应用各种继电 器、接触器、时间继电器等一系列有特定功能的逻辑元件。而在可 编程控制器的控制梯形图设计中同样需要应用各种逻辑器件和运算 器件，以完成程序所赋予的逻辑运算、算术运算、定时、计数等功 能，这些器件称之为编程器件。按其功能赋予其名称，如输入继电 器、输出继电器、定时器、计数器等。同类元件有多个时，每个元 件给一个编号。编程器件实质上是由可编程控制器内部的电子电路 和用户存贮区中一个存贮单元构成的。存贮单元的地址与其编号相 对应。本节将以FX2系列可编程控制器介绍常用的编程器件。

专用于接收和存贮（记忆，对应输入映象寄存器的 某一位）外部开关量信号，它能提供无数对常开、常闭 1、输入继电器X 作用： 　　专用于接收和存贮（记忆，对应输入映象寄存器的 某一位）外部开关量信号，它能提供无数对常开、常闭 触点用于内部编程。每一个输入继电器线圈与PC的一个 输入端子相联。图4—12是输入、输出继电器作用示 意图。 两个特点： （2）FX2系列PC输入继电器采用 八进制地址编码，其地址为 X0～X177， 最多可达128点， 其输入响应时间为10ms （1）其状态只能由外部信号 驱动改变，而无法用程序驱 动。因此，在梯形图中只见 其触点而不会出现输入继电 器线圈。

输出继电器也采用八进制地址编码，其地址为 2、输出继电器Y 作用： 其一，提供无数对常开、常闭触点用于内部编程； 其二，提供一对常开触点驱动外部负载。输出响 应时间为10ms。 特点： 每一个输出继电器的外部常开触点或输出管与PC的一个输出点 相联。输出继电器状态只能由程序驱动，外部信号不能直接改 变其状态。 输出继电器也采用八进制地址编码，其地址为 Y0～Y177，最多可达128点。

作用 3、辅助继电器M 中间继电器。用于状态暂存、移位、 辅助运算及赋予特殊功能等。通常， 辅助继电器线圈也是由程序驱动， 相当于继电器－接触器系统中的 中间继电器。用于状态暂存、移位、 辅助运算及赋予特殊功能等。通常， 辅助继电器线圈也是由程序驱动， 也能提供无数对常开、常闭触点用于 内部编程，但没有输出控制能力。

（1）通用型辅助继电器 FX2系列： 按十进制编号为M0～M499， 共500点。 (3) 特殊用途 辅助继电器 各类PC都配置有数量 不一、功 能不同的一些具有特定功能的特 殊用途继电器。FX2系列的编号 为 M8000～8255 共256点 分为两类 （2）掉电保持型辅助继电器 　　PC在运行中若发生断电，输出 继电器和通用辅助继电器全部变为 断开状态。当再次来电时，除PC运 行时被外部信号接通的输入继电器 外，其它的仍将处于断开状态。某 些控制系统要求有些信号、状态保 持断电瞬间的状态，这就必须使用 掉电保持辅助继电器。这类辅助继 电器是依靠PC内部的备用锂电池来 实现掉电保持功能。此类继电器的 十进制编号为 M500～M1023，共524点。

特殊用途继电器 1）线圈由系统程序自动驱动， 用户编程时只能用其触点。 常用的有： M8000 PC一旦运行（RUN）即为 “1”，用于运行显示。 M8002 仅在PC程序运行第一个周 期产生一个脉冲输出，脉 冲宽度为一个程序周期， 用于初始化处理。 M8012 产生100ms时钟脉冲。 M9030 锂电池电压低于一定值动 作，其触点点燃PC面板指 示灯，提示更换锂电池。 2）由用户程序驱动（满足一定 条件）的辅助继电器，常用的有： 　　 M8033 PC停止运行使输出保持。 M8034 使输出全部禁止。

（4）状态寄存器S 状态元件S是构成状态转移 图的重要元件，用于步进顺 序控制，FX2系列有5种状态 软器件，即 　　初始状态器 S0～S9， 共10点 　　回零状态器 S10～S19 共10点 　　通用状态器　 S20～S499 共480点 　　保持状态器 S500～S899 共400点 　　故障诊断和 报警状态器 S900～S999 共100点 状态器触点供编程使用，使 用次数不受限制。当不用于 步进顺序指令时，状态器S 也可以作为辅助继电器使用。 （5）常数K/H 　　常数也作为 一种软器件处理 因为无论在程序 中或PC内部存贮 器中，它都占有 一定的存贮空间 十进制常数用K 表示，如常数 345表示成K345 十六进制数则用 H表示， 如常数 345表示成H159。 （6）定时器T 　各种PC都设置有数量不等的 定时器，其作用相当于时间继 电器，但都是通电延时型，采 用程序方式可获得断电延时功 能。在程序中，定时器总是与 一个定时设定值一起使用。它 根据时钟脉冲累积计时，当所 计时间达到设定值时其输出触 点（常开或常闭）动作。定时 器的触点可供编程使用。使用 次数不限。FX2 系列有定时器 T0～255，共256点，其分辨率 有1ms、10ms、100ms三种类型 其中： T0～T199（200点） T250～T255（6点） 都是以100ms脉冲为计时单位， 延时设定值为0.1～3276.7s。 T200～T245（46点） 是以10ms脉冲为计时单位，延时 设定值范围为0.01～327.67s。 T246～T249（4点） 是以1ms脉冲为计时单位，延时 设定值范围为0.001～32.767s。

256个定时器按工作方式可分为两类 在图4—13中，当X0接通时，非积算式定时器 2）积算式定时器 1）非积算式定时器（普通型） 　　100ms定时器，T0～T199（200点）， 设定0.1～3276.7s 　　10ms定时器，T200～T245（46点）， 设定0.01～327.67s 　　在图4—13中，当X0接通时，非积算式定时器 T200线圈被驱动，T200的当前值计数器对10ms脉冲 进行累积（加法）计数，该值与设定值K225不断进 行比较，当两值相等时，常开触点闭合，即定时器 线圈得电后，其触点延时2.25s 后动作。驱动输入 继电器X0断开或发生断电时，计数器立即复位，其 输出触点也立即复位。 2）积算式定时器 　　1ms积算定时器（保持型），T246～T249（4点）， 设定0.001～32.767s（中断动作）。 　　100ms积算定时器（保持型），T250～T255（6点）， 设定0.13276.6s（中断动作）。 　　在图4—14中，当X1接通时，积算定时器T250 线圈被驱动，当前值计数器开始对100ms脉冲累积 计数，该值不断与设定值K345进行比较，两值相等 时，T250触点动作闭合。计数中途即使X1断开或断 电，T250线圈断电释放，但计数当前值仍能保持。 输入X1再次接通或来电，计数将继续进行，直至累 计延时34.5s，T250才输出动作。任何时刻只要复 位信号X2到来，计数器与输出触点将立即复位。一 般情况下，从计时条件采样输入到延时输出控制， 其延时最大误差为2倍程序扫描周期。

的控制。此时，需要以一台PLC 作为主站， 其他多台同型号PLC 作为从站，构成主从 式PLC网络。在主站PLC上配置显示器和打 　　虽然可编程控制器是一种新型的工业 控制装置，但在较大的电气控制系统中， 一台可编程控制器将无法实现对整个系统 的控制。此时，需要以一台PLC 作为主站， 其他多台同型号PLC 作为从站，构成主从 式PLC网络。在主站PLC上配置显示器和打 印机等，以实现显示、打印等操作站的各 项功能。下面仍以FX系列为例说明其工作 原理。

1、PLC联接 如图4—15所示，FX系列组成的 网络是通过通信模块 FX485ADP联接 在一起。主站与从站之间采用RS232C 通信电缆联接，最多可以联接8个从 站，主站与从站之间最大距离为500m。

２、通信模块设置 为实现通信，必须对相关通信模块进行设置， 使所有模块的以下参数符合规定： （1）数据传输的波特率相同； 　　（1）数据传输的波特率相同； 　　（2）电气接口标准及数据格式适配； 　　（3）采用相同的校验方法。

主从式网络由主站发起通信、控制通 信。可采用无连接无应答方式（广播式）， 也可采用无连接应答方式进行数据交换。 　3、通信程序编制 　　主从式网络由主站发起通信、控制通 信。可采用无连接无应答方式（广播式）， 也可采用无连接应答方式进行数据交换。 首先由主站发出指令，各从站均可收到指 令，只有从站地址与指令中目的地址相同 的从站才执行指令而不必作出应答。对于 主从式网络，用户编制程序时，不必知道 其通信协议，只要按用户说明书规定的格 式进行书写即可。

4、MELSEC-I/O通信系统 这是一种高速小范围分布式系统。 系统构成如图4—16所示。它的特点是： （1） 无须附加编程 　　这是一种高速小范围分布式系统。 系统构成如图4—16所示。它的特点是： 　　（1） 无须附加编程 MELSEC-I/O通信 不需要任何附加 的编程知识或网 络参数配置。其 运行如一块标准 的I/O 模块，只 要用 X（输入） 和 Y（输出）编 程，而实际的 I/O 信号却分布 于远程的I/O 模 块处。 （2） 多达128个 I/O分布点 　用8点输入和输 出组合的远程I/O 模块，MELSEC-I/O 通信系统可控制多 达128个I/O点。 （3） 高速I/O刷新 　　为了不对机械 控制响应产生影响， MELSEC-I/O通信系 统通过高速通信将 I/O 刷新时间大幅 度缩短。多达 128 个I/O 点的刷新仅 为5.4ms。 　　　（4） 　　 成本低、 接线简单 　采用双绞线或 橡皮绝缘电缆联 接，显然具有价 格低廉、接线简 单的优点。