内部器件介绍和定时器控制实现

不同的PLC，其内部器件也是很不相同的，以下主要以CJ1机为例，介绍这类器件。

1.内部辅助继电器

它与输入点、输出点无对应的映射关系，但可通过相应指令与输入、输出继电器建立一定的逻辑联系。与继电器电路中的中间继电器一样，运用得合理，可帮助实现输入与输出间复杂的变换，从而可使PLC更好地进行种种控制。

内部辅助继电器的数量一般要比输入、输出通道多得多。除了用作中间继电器，还用于数据处理。

内部辅助继电器也分配有通道号。每个通道也是16个继电器。可以通道（字）为单位使用，也可以继电器（位）为单位使用。OMRON公司CJ1机的内部辅助继电器包含有内部I/O区（地址不带前缀）及工作区（地址带前缀W），共有几千个字，几万个位。而且，无输入、输出点对应的输入、输出继电器也可用作内部辅助继电器，其编号仍用原继电器的编号。

不同公司或不同系列的PLC的内部辅助继电器，其数量及编号也不完全相同。如西门子公司、施耐德公司、三菱公司PLC的内部继电器，就加有前缀“M”。而且，是以字节为单位编号。

使用PLC时，对选用的PLC的内部辅助继电器的情况也要弄清楚，否则也无法编程。它的数量非常多，编程时对它的使用并不感到困难。

2.保持继电器

CJ1机称为保持区。它与输入点、输出点也无对应的映射关系。但它可掉电保持，即PLC掉电或工作模式改变时，其内容保持不变。使用保持继电器，在一定程度上可使PLC少受掉电影响，保证程序运行的连续性。

OMRONCJ1机的保持继电器加有前缀，为HR。有512个通道，HR000～HR511，每个通道有16个继电器，共4096个。

CJ1机还可通过设定（IO存储保持位，A50012（见后），置1及PLC起动模式设为保护IO保持位），做到内部辅助继电器在掉电后，数据也能保持。

多数公司无此继电器，但它们的数据区多可设置成掉电保持的。显然，既可作这样的设定，就不必有这类单独的保持继电器了。

3.定时器

它与继电电路的时间继电器类似，用于延（定）时控制。它有线圈，有触点（标志位），还有寄存器（存放定时器现值）。定时的设定值可为常数，也可为地址（通道号、存储器号），再用地址的内容作为设定值。以CJ1机为例，当定时器的线圈OFF时，没有输出，其寄存器的当前值为设定值，其常开触点为OFF，常闭触点为ON。当定时器的线圈ON时，它的寄存器的当前值从设定值开始定时往下减（每单位设定值时间减1）。减到零时，即产生输出，其常开触点从OFF转为ON，常闭触点从ON转为OFF。任何时候，一旦其线圈OFF，其输出立即停止，其常开触点从ON转为OFF，常闭触点从OFF转为ON，寄存器的当前值又变为设定值。

CJ1机的定时器有4096个，编号从TIM0000～TIM4095。其中的0000～2027，在执行跳转指令期间，它的现值仍可更新，继续工作。

定时器设定值可用4位十进制（BCD码），设定范围为0000～9999。也可用十六进制码，设定范围为0～65535。普通定时器单位设定值为0.1s，故其最大延时可达999.9s，或6553.5s。如处理成高速定时（使用相应的高速计数指令），其单位设定值可能为0.01s、0.001s，故其最大延时为99.99s、9.999s，或655.35s、或65.535s。如处理成低速定时（使用相应的低速处理计数指令），其单位设定值可能为1s或1min，故其最大延时为9999s、9999min，或65535s、65535min。

所有OMRON的PLC的定时器都是ON延时的，而OFF是即时的。若要求OFF延时，要用编程或使用系统功能块（见后）解决。

应该指出，PLC的定时器的定时控制是运行程序实现的。由于输入响应延时及扫描工作方式的影响，定时控制不是很准确，可能与设定值差一个扫描周期。扫描时间若大过单位设定值，只有若干个定时器（编号低的，可中断工作的）才能准确工作。

还要指出，PLC的定时器多为掉电不保持的，掉电后停止计时，已计值不保留，复电时，再从头计时。但有的PLC，如CJ1机可通过设定（IO存储保持位，A50012，置1及PLC起动模式设为保护IO保持位），做到掉电保持或PLC工作方式定时器数据保持。

提示：定时器怎么用，与相应的定时指令的使用有关，这在介绍定时指令时，还要作进一步说明。

4.计数器

它与继电电路用的计数器类似，用于记录脉冲输入信号从OFF到ON的次数。它有线圈，有触点（标志位），还有寄存器（存放计数器现值）。有两种计数：一为单向计数；另一为可逆（双向）计数。

（1）单向计数。使用单向计数指令。开始时，计数器现值为设定值。送入计数信号，计数器现值减1。减到零，则产生输出。其常开触点ON，常闭节点OFF。

产生输出后，再送入计数信号，计数器现值及触点状态不变。任何时候，送入复位信号，计数器现值都恢复成设定值，并停止计数，输出停止。

有的厂家PLC单向计数为增计数，复位后或开始时，计数器内容为0。来一次计数信号，计数器增1，达到或超过设定值时，产生输出，而且，仍可继续计数。

（2）可逆计数。要使用可逆计数指令，开始时，计数器现值为0。送入增计数信号，计数器现值加1；送入减计数信号，则减1。增计数到设定值，再送入一个增计数信号，或减计数到零，再送入一个减信号，会产生计数进位或借位，并产生输出。其常开触点ON，常闭触点OFF。复位信号ON，计数器现值变成零，并停止计数。

CJ1机计数器标号为CNT。其编号为0000～4095，共4096个。计的数可用4位十进制（BCD码），也可用十六进制码，由用什么计数指令决定。计数器都是掉电保持的，掉电后计数值保留，复电后在原计数值基础上继续计数。

可掉电保持的计数器与产生定时（如001s的）脉冲信号的特殊继电器配合，也可构成积算式的定时器，可用于累计计时。

提示：计数器与计数指令的使用有关，在介绍计数指令时，还要作进一步说明。

5.数据存储区（DM）

以前称为数据存储器。PLC进行控制，总要作一些数据处理，使用特殊单元，也要作数据计算。所以，各型PLC都有专门存储数据的单元。OMRON公司PLC的数据存储器的标号为DM。可单字使用，也可双字、多字使用。CJ1机还可按位作逻辑处理。

CJ1机DM区有达32K字，而且可间接寻址。但其中被特殊或CPU单元使用（如安装有这类单元），其它不能用。如图2-19所示。

数据存储区为掉电保持的。

OMRON小型机的DM区小，才几K字。其中，还有些字用作系统设定。如CQM1等机的DM6600～DM6655，共56个字，就是做这个用途的。其中：

DM6600～6614：用作起始处理设定；可设定PLC起始模式为编程、运行或监控模式及内部继电器上电时是否清零。

DM6615～6619：用作脉冲输出及扫描周期的设定。

DM6620～6639：用作中断处理设定。

DM6640～6644：用作高速计数设定。

DM6645～6649：用作对RS232口的设定。

DM6650～6654：用作对外设口的设定。

DM6655：用作出错记录设定。

CJ1机DM区中无此设定字。它的系统设定，另有设定区。

西门子PLC的数据区为数据块，使用前要先设定，前缀为D，如DB、DW、DD，分别代表字节、字及双字。数据块也可按位使用。它的小型机的数据区前缀为加V。如VB、VW、VD，分别代表字节、字及双字。它的所有数据区均以字节计地址。如用VW0地址，要用到字节0与字节1。其后再有地址必须为VB2，或VW2，或VD2，而不能用VB1。

6.扩展数据存储区（EM）

它是DM区的补充或扩展。是多用途的数据存储区，只能以字为单位使用。它是掉电保持的，当PLC掉电或从工作模式改变，其内容保持。

EM区依32767字为单位划分成若干段（Bank，视PLC的型别而定）。目前，CJ1机最多的为13段。在这么多段中，只有一个为当前段。只有在当前段的数据可用通常的方法使用，但当前段可用指令改变。

EM区的编址有两种方法：一为先指出段地址，后指出在段中的地址；另一为只指出在段中的地址，这仅仅是对当前段而言。如E2_00100，指的是段2，第00100字。如E00100，则指的是当前段，第00100字。

CJ1机的部分EM区还可设定为文件转换区（OMRON以前的PLC不能这么做）。它以文件的形式存储数据。而一旦这些区设为文件转换区，它就不能用普通的数据处理指令访问。

图2-19 CJ1机DM区

7.特殊继电器

它也是一种内部辅助继电器，只是各有其特殊用途。

OMRON的小型机特殊继电器有12.5通道，200个继电器。其编号从244开始，直到255的前半个通道。常用的如：(www.xing528.com)

253.13：常ON触点；

253.14：常OFF触点；

253.15：进入运行或监控状态后ON一个扫描周期的触点；

254.00：1分脉冲，0.5分ON，0.5分OFF；

255.00：0.1秒时钟脉冲，0.05秒ON，0.05秒OFF；

255.01：0.2秒脉冲，0.1秒ON，0.1秒OFF；

255.02：1秒脉冲，0.5秒ON，0.5秒OFF；

255.03：指令执行出错标志，指令出错ON；

255.04：进位标志，执行指令有进位时ON；

255.05：大于标志，作比较，当第一操作数大于第二操作数时ON；

255.06：相等标志，比较相等，或结果为零时ON；

255.07：小于标志，作比较，当第一操作数小于第二操作数时ON；

由于通道太多，不好一一在此列出，可参阅有关说明。

OMRON的C200Hα型机，其特殊继电器又增加了不少，其起始通道为236，终了通道为299，共64个通道，共1024特殊继电器。这么多的特殊继电器，与C200Hα型机有强大的控制能力是相适应的。而早期的PLC，如OMRON的P型机，特殊继电器仅16个，比这要少得多。

CJ1机没有特殊继电器的称谓，而用标志（ConditionFlag，CF）及辅助区（AR）中的一些字与位起到这里讲的特殊继电器的作用。如这里的25506（相等标志），用标志CF006代替。

CJ1机标志是一些指令执行的结果，或有固定含义。所以，它是只读的，不能用程序或编程软件改写。CJ1机主要的标志有（前缀为“CF”的为标志，前缀为“A”的为辅助继电器）：

CF1.13：常ON触点；

CF1.14：常OFF触点；

A500.15：进入运行或监控状态后ON一个扫描周期的触点；

CF1.00：0.1秒时钟脉冲，0.05秒ON，0.05秒OFF；

CF1.01：0.2秒脉冲，0.1秒ON，0.1秒OFF；

CF1.02：1秒脉冲，0.5秒ON，0.5秒OFF；

CF1.04：1分脉冲，0.5分ON，0.5分OFF；

CF0.03：指令执行出错标志，指令出错ON；

CF0.04：进位标志，执行指令有进位时ON；

CF0.05：大于标志，作比较，当第一操作数大于第二操作数时ON；

CF0.06：相等标志，比较相等，或结果为零时ON；

CF0.07：小于标志，作比较，当第一操作数小于第二操作数时ON；

也由于通道太多，不好一一在此列出，可参阅有关说明。

8.辅助继电器（AR）

OMRON的小型机，只有28个辅助继电器通道，共448个继电器。编号为AR00～AR27。多数AR继电器有特殊用途。只有其中的部分通道，如AR00～AR07未被指定，可作为内部辅助继电器使用。

CJ1机辅助区有960个字，8192个位，如图2-20所示。使用它要加前缀“A”。A000～A477为PLC工作标志字或位，为只读的。A448～A959为PLC工作控制字或位，是可读写的。

它虽与输入点、输出点无对应物理关系，但它与PLC的工作息息相关。是PLC非常重要的内存工作区。

9.暂存器（TR）

它仅能用作LD、OUT指令的操作数。类似堆栈，仅作暂存，

图2-20 CJ1机辅助区

用以处理梯形图中有分叉的输出。在程序中可多次使用，只要不引起误会即可。CJ1机有16个位的暂存器，而OMRON老的PLC自有8个位。

它的增加，意味着可处理更为复杂的梯形图程序。

用梯形图编程时，用户已看不到到这类暂存器的使用。若把所编的程序自动转换成助记符程序时，将看到它的使用。或用助记符编程时就要使用它。

10.索引寄存器（IndexRegister）

它可用作指针，用它的值指向PLCI/O内存区的地址，以对数据区作间接访问。CJ1机共有16个索引寄存器，字长为32位，地址从IR00～IR15，所加的前缀为“IR”。

提示：索引寄存器为双字长，存储的地址为绝对地址（AbsoluteMemoryAddressesin I/Omemory）。可存字（word）地址，也可存位（bit）地址。存位（bit）地址时，高7个数位（digit）存放字（通道）地址，其它数位存放位地址。对其赋值，不能简单地用MOV之类指令，要用地址赋值指令，即MOVR（560）指令。读定时器现值（PV）的地址要用MOVRW指令。

过去OMRON的中、小型机的DM区也可间接访问，而有了这个索引寄存器，间接访问可以扩大到整个I/O内存区。

11.数据寄存器（DataRegister）

CJ1机还有16个数据寄存器，所加的前缀为“DR”，地址从DR00～DR15，字长为16位。它常与索引寄存器配合使用。它可使用数据处理指令赋值或重新赋值，但赋值后不能用编程软件改变。

各厂家、各型号PLC的内部器件不完全相同，有的不完全有上述11个方面，有的还有别的什么名称。如三菱PLC的FX2机还有状态继电器，编号为S000～S999共1000点，用作步进控制。

OMRON的CV机可用流程图语言编程（见后），所以，还有：

转移区（Transation Area），TN0000～TN1023共1024个字，用作流程图编程时转移标志。

步进区（Step Area），ST0000～ST1023，也是1024个字，用作流程图编程的步标志。

等等。

了解了PLC的软器件，即PLC的数据存储区，也就了解了PLC指令的操作数。至于这些操作数怎么被指令操作，将在介绍PLC的指令时，作具体介绍。