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PLC产品的内部寄存器区划分

在使用PLC之前，深入了解PLC内部寄存器的配置和功能，以及I/O分配情况对使用者来说是至关重要的。下面是一般PLC产品的内部寄存器区划分情况∶

  每个区分配一定数量的内存单元，并按不同的区命名编号。下面分别介绍各个区。

  ①I/O继电器区I/O区的寄存器可直接与PLC外部的输入、输出端子传递信息。这些I/O寄存器在PLC中具有“继电器”的功能，即它们有自己的“线圈”和“触点”。故PLC中又常称这一寄存器区为“I/O继电器区”。每个I/O寄存器由一个字(16个bit)组成，每个bit位对应PLC的一个外部端子，称作一个I/O点。I/O寄存器的个数乘以16等于PLC总的I/O点数。如某PLC有10个I/O寄存器，则该PLC共有160个I/O点。在程序中，每个I/O点又都可以看成是一个"软继电器"，有常开触点，也有常闭触点。同一个命名的触点可以反复使用，其使用次数不限。这里的“软继电器”实际上就是PLC内部的逻辑电路或只是一些存储的逻辑量。在PLC中常常用这样的逻辑量代替实际的物理器件，用这种“软继电器”代替“硬继电器”可以大大减少外部接线，增加系统设计的灵活性，便于实现柔性制造系统(FMS)。这可以说是“继电器-接触器控制”设计上的一个革命，也是PLC之能逐渐取代传统“继电器-接触器”控制的一个重要原因。

  不同厂家的PLC对I/O寄存器有不同的编号，有的以X、Y分别表示输入、输出端，以下标数字进行编号;还有的用序号为输入、输出分区编号。不同型号的PLC配置有不同数量的I/O点，一般小型的PLC主机有十几至几十个I/O点。

  若一台PLC主机的I/O点数不够，可进行I/O扩展。一般I/O扩展模块中只有I/O接口电路、驱动电路，而没有CPU。它只能通过接口与主机相连使用，不能单独使用。PLC的*大扩展能力主要受CPU寻址能力和主机驱动能力的限制。

  ②内部通用继电器区这个区的寄存器与I/O区结构相同，即能以字为单位(16个bit)使用，也能以位为单位(1个bit)使用。不同之处在于它们只能在PLC内部位用，而不能直接进行输入/输出控制。其作用与中间继电器相似，在程序控制中可存放中间变量。

  ③数据寄存器区 这个区的寄存器只能按字使用，不能按位使用。一般只用来存放各种数据。

  ④特殊继电器、寄存器区这两个区中的继电器和寄存器的结构并无特殊之处，也是以字或位为一个单元，但它们都被系统内部占用，专门用于某些特殊目的，如存放各种标志、标准时钟脉冲、计数器和定时器的设定值和经过值、自诊断的错误信息等。这些区的继电器和寄存器一般不能由用户任意占用。

  ⑤系统寄存器区系统寄存器一般用来存放各种重要信息和参数，如各种故障检测信息、各种特殊功能的控制参数以及PLC产品出厂设定值。这些信息和参数保证PLC的正常工作。在某些PLC产品中，这些寄存器是以十进制数进行编号的，它们各自存放着不同的信息。这些信息有的可以进行修改，有的是不能修改的。当需要修改系统寄存器时，必须使用特殊的命令，这些命令的使用方法见有关的使用手册。而通过用户程序，不能读取和修改系统寄存器的内容。

  上面介绍了PLC的内部寄存器及I/O点的概念，这对使用者是十分重要的。但对于具体的寄存器及I/O编号和分配使用情况，则必须结合具体机型进行针对性的学习和掌握，才有实际意义。

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PLC控制系统的等效电路图

PLC控制系统的等效电路图1-28是一个典型的机床继电器控制电路，KT是时间继电器KM1、KM2是两个接触器，分别控制电机M1、M2的运转;SB1为停止按钮，SB2为启动按钮。控制过程如下;按下启动按钮SB2，电机M1开始运转，10s后，电机M2开始运转;按下停止按钮SB1，电机M1、M2停止运转。

  在控制线路中，当按下SB2时，KM1、KT的线圈通电，KM1的一个常开触点闭合并自锁，M1开始运转;KT线圈通电后开始计时，10s后KT的延时常开触点闭合，KM2线圈通电，M2开始运转。当按下SB1时，KM1、KT线圈断电，KM2线圈也断电，M1、M2随之停转。

  现若改用日本松下公司生产的FP系列微型PLC来实现上述的控制功能，图1-29为改用PLC控制的等效电路图。在PLC的面板上有一排输入端子和一排输出端子，输入端子和输出端子各有自己的公共接线端子M或L，输入端子的编号为X1、X2、…，输出端子的编号为Y1、Y2、…。停止按钮SB1、启动按钮SB2、热继电器FR1与FR2的一端按到输入端子上，另一端通过电源接到输入公共端子COM上;接触器KM1、KM2的线圈接到输出端子上，输出公共端子COM上接AC220V负载驱动电源。PLC控制的等效电路由三部分组成：

  ①输入部分∶接收操作指令(由启动按钮、停止按钮、开关等提供)，或接收被控对象的各种状态信息(由行程开关、接近开关、各种传感器信号等提供)。PLC的每一个输入点对应一个内部输入继电器，当输入点与输入M端接通时，输入继电器线圈通电，它的常开触点闭合、常闭触点断开;当输入点与输入M端断开时，输入继电器线圈断电，它的常开触点断开、常闭触点接通。

  ②控制部分∶这部分是用户编制的控制程序，通常用梯形图的形式表示。用户控制程序放在PLC的用户程序存储器中。系统运行时，PLC依次读取用户程序存储器中的程序语句，对它们的内容进行解释并加以执行，有需要输出的结果则送到PLC的输出端子，以控制外部负载的工作。

  ③输出部分∶根据程序执行的结果直接驱动负载。PLC的每一个输出点对应一个内部输出继电器，每个输出继电器仅有一个硬触点与输出点相对应。当程序执行的结果使输出继电器线圈通电时，对应的硬输出触点闭合，控制外部负载动作。

  其PLC控制过程为∶当按下SB2时，输入继电器X2的线圈通电，X2的常开触点闭合，使输出继电器Y1的线圈得电，Y1对应的硬输出触点闭合，KM1得电，M1开始运转;Y1的一个常开触点闭合并自锁;定时器T37的线圈通电开始计时，延时10s后KT的常开触点闭合，输出继电器Y2的线圈得电，Y2对应的硬输出触点闭合，KM2得电，M2开始运转。当按下 SB1时，输入继电器X1的线圈通电，X1的常闭触点断开，Y1、T37的线圈均断电，Y2的线圈也断电，Y1、Y2对应的两个硬输出触点随之断开，KM1、KM2断电，M1、M2停转。

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