一、定時器

三菱plc中的定時器（T）相當于繼電器控制系統中的通電型時間繼電器。它可以提供無限對常開常閉延時觸點。定時器中有一個設定值寄存器（一個字長），一個當前值寄存器（一個字長）和一個用來存儲其輸出觸點的映象寄存器（一個二進制位），這三個量使用同一地址編號。但使用場合不一樣，意義也不同。

FX2N系列中定時器時可分為通用定時器、積算定時器二種。它們是通過對一定周期的時鐘脈沖的進行累計而實現定時的，時鐘脈沖有周期為1ms、10ms、100ms三種，當所計數達到設定值時觸點動作。設定值可用常數K或數據寄存器D的內容來設置。

1．通用定時器

通用定時器的特點是不具備斷電的保持功能，即當輸入電路斷開或停電時定時器復位。通用定時器有100ms和10ms通用定時器兩種。

（1）100ms通用定時器（T0～T199） 共200點，其中T192～T199為子程序和中斷服務程序專用定時器。這類定時器是對100ms時鐘累積計數，設定值為1～32767，所以其定時范圍為0.1～3276.7s。

（2）10ms通用定時器（T200～T245） 共46點。這類定時器是對10ms時鐘累積計數，設定值為1～32767，所以其定時范圍為0.01～327.67s。

下面舉例說明通用定時器的工作原理。如圖1所示，當輸入X0接通時，定時器T200從0開始對10ms時鐘脈沖進行累積計數，當計數值與設定值K123相等時，定時器的常開接通Y0，經過的時間為123×0.01s=1.23s。當X0斷開后定時器復位，計數值變為0，其常開觸點斷開，Y0也隨之OFF。若外部電源斷電，定時器也將復位。

圖1 通用定時器工作原理

2．積算定時器

積算定時器具有計數累積的功能。在定時過程中如果斷電或定時器線圈OFF，積算定時器將保持當前的計數值（當前值），通電或定時器線圈ON后繼續累積，即其當前值具有保持功能，只有將積算定時器復位，當前值才變為0。

（1）1ms積算定時器（T246～T249） 共4點，是對1ms時鐘脈沖進行累積計數的，定時的時間范圍為0.001～32.767s。

（2）100ms積算定時器（T250～T255）共6點，是對100ms時鐘脈沖進行累積計數的定時的時間范圍為0.1～3276.7s。

以下舉例說明積算定時器的工作原理。如圖2所示，當X0接通時，T253當前值計數數器開始累積100ms的時鐘脈沖的個數。當X0經t0后斷開，而T253尚未計數到設定值K345，其計數的當前值保留。當X0再次接通，T253從保留的當前值開始繼續累積，經過t1時間，當前值達到K345時，定時器的觸點動作。累積的時間為t0+t1=0.1×345=34.5s。當復位輸入X1接通時，定時器才復位，當前值變為0，觸點也跟隨復位。

 

圖2 積算定時器工作原理

二、PLC輸入點

輸入繼電器與輸入端相連，它是專門用來接受plc外部開關信號的元件。PLC通過輸入接口將外部輸入信號狀態（接通時為“1”，斷開時為“0”）讀入并存儲在輸入映象寄存器中。如圖1所示為輸入繼電器X1的等效電路。

 

圖1 輸入繼電器的等效電路

輸入繼電器必須由外部信號驅動，不能用程序驅動，所以在程序中不可能出現其線圈。由于輸入繼電器（X）為輸入映象寄存器中的狀態，所以其觸點的使用次數不限。

FX系列PLC的輸入繼電器以八進制進行編號，FX2N輸入繼電器的編號范圍為X000~X267（184點）。注意，基本單元輸入繼電器的編號是固定的，擴展單元和擴展模塊是按與基本單元最靠近開始，順序進行編號。例如：基本單元FX2N-64M的輸入繼電器編號為X000~X037（32點），如果接有擴展單元或擴展模塊，則擴展的輸入繼電器從X040開始編號。

三、plc輸出點

輸出繼電器是用來將plc內部信號輸出傳送給外部負載（用戶輸出設備）。輸出繼電器線圈是由PLC內部程序的指令驅動，其線圈狀態傳送給輸出單元，再由輸出單元對應的硬觸點來驅動外部負載。如圖1所示為輸出繼電器Ｙ０的等效電路。

 

圖1 輸出繼電器的等效電路

每個輸出繼電器在輸出單元中都對應有維一一個常開硬觸點，但在程序中供編程的輸出繼電器，不管是常開還是常閉觸點，都可以無數次使用。

FX系列PLC的輸出繼電器也是八進制編號其中FX2N編號范圍為Y000~Y267（184點）。與輸入繼電器一樣，基本單元的輸出繼電器編號是固定的，擴展單元和擴展模塊的編號也是按與基本單元最靠近開始，順序進行編號。

在實際使用中，輸入、輸出繼電器的數量，要看具體系統的配置情況。

四、輔助繼電器

輔助繼電器是plc中數量最多的一種繼電器，一般的輔助繼電器與繼電器控制系統中的中間繼電器相似。

輔助繼電器不能直接驅動外部負載，負載只能由輸出繼電器的外部觸點驅動。輔助繼電器的常開與常閉觸點在PLC內部編程時可無限次使用。

輔助繼電器采用M與十進制數共同組成編號（只有輸入輸出繼電器才用八進制數）。

1．通用輔助繼電器（M0～M499）

FX2N系列共有500點通用輔助繼電器。通用輔助繼電器在PLC運行時，如果電源突然斷電，則全部線圈均OFF。當電源再次接通時，除了因外部輸入信號而變為ON的以外，其余的仍將保持OFF狀態，它們沒有斷電保護功能。通用輔助繼電器常在邏輯運算中作為輔助運算、狀態暫存、移位等。

根據需要可通過程序設定，將M0～M499變為斷電保持輔助繼電器。

2．斷電保持輔助繼電器（M500～M3071）

FX2N系列有M500～M3071共2572個斷電保持輔助繼電器。它與普通輔助繼電器不同的是具有斷電保護功能，即能記憶電源中斷瞬時的狀態，并在重新通電后再現其狀態。它之所以能在電源斷電時保持其原有的狀態，是因為電源中斷時用PLC中的鋰電池保持它們映像寄存器中的內容。其中M500～M1023可由軟件將其設定為通用輔助繼電器。

下面通過小車往復運動控制來說明斷電保持輔助繼電器的應用，如圖1所示。

 

圖1 斷電保持輔助繼電器的作用

小車的正反向運動中，用M600、M601控制輸出繼電器驅動小車運動。X1、X0為限位輸入信號。運行的過程是X0= ON→M600=ON→Y0=ON→小車右行→停電→小車中途停止→上電（M600=ON→Y0=ON）再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON（左行）。可見由于M600和M601具有斷電保持，所以在小車中途因停電停止后，一旦電源恢復，M600或M601仍記憶原來的狀態，將由它們控制相應輸出繼電器，小車繼續原方向運動。若不用斷電保護輔助繼電器當小車中途斷電后，再次得電小車也不能運動。

3．特殊輔助繼電器

PLC內有大量的特殊輔助繼電器，它們都有各自的特殊功能。FX2N系列中有256個特殊輔助繼電器，可分成觸點型和線圈型兩大類

（1）觸點型 其線圈由PLC自動驅動，用戶只可使用其觸點。例如：

M8000：運行監視器（在PLC運行中接通），M8001與M8000相反邏輯。

M8002：初始脈沖（僅在運行開始時瞬間接通），M8003與M8002相反邏輯。

M8011、M8012、M8013和M8014分別是產生10ms、100ms 、1s和1min時鐘脈沖的特殊輔助繼電器。

M8000、M8002、M8012的波形圖如圖2所示。

 

圖2 M8000、M8002、M8012波形圖

（2）線圈型 由用戶程序驅動線圈后PLC執行特定的動作。例如：

M8033：若使其線圈得電，則PLC停止時保持輸出映象存儲器和數據寄存器內容。

M8034：若使其線圈得電，則將PLC的輸出全部禁止。

M8039：若使其線圈得電，則PLC按D8039中指定的掃描時間工作。

4、狀態器（S）

狀態器用來紀錄系統運行中的狀態。是編制順序控制程序的重要編程元件，它與后述的步進順控指令STL配合應用。

如圖3-6所示，我們用機械手動作簡單介紹狀態器S的作用。當啟動信號X0有效時，機械手下降，到下降限位X1開始夾緊工件，加緊到位信號X2為ON時，機械手上升到上限X3則停止。整個過程可分為三步，每一步都用一個狀態器S20、S21、S22記錄。每個狀態器都有各自的置位和復位信號（如S21由X1置位，X2復位），并有各自要做的操作（驅動Y0、Y1、Y2）。從啟動開始由上至下隨著狀態動作的轉移，下一狀態動作則上面狀態自動返回原狀。這樣使每一步的工作互不干擾，不必考慮不同步之間元件的互鎖，使設計清晰簡潔。

 

圖3 狀態器（S）的作用

狀態器有五種類型：初始狀態器S0～S9共10點；回零狀態器S10～S19共10點；通用狀態器S20～S499共480點；具有狀態斷電保持的狀態器有S500～S899，共400點；供報警用的狀態器（可用作外部故障診斷輸出）S900～S999共100點。

在使用用狀態器時應注意：

1）狀態器與輔助繼電器一樣有無數的常開和常閉觸點；

2）狀態器不與步進順控指令STL配合使用時，可作為輔助繼電器M使用；

3）FX2N系列PLC可通過程序設定將S0～S499設置為有斷電保持功能的狀態器。

五、寄存器

plc在進行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時，需要許多數據寄存器存儲數據和參數。數據寄存器為16位，最高位為符號位。可用兩個數據寄存器來存儲32位數據，最高位仍為符號位。數據寄存器有以下幾種類型：1．通用數據寄存器（D0～D199）共200點。當M8033為ON時，D0～D199有斷電保護功能；當M8033為OFF時則它們無斷電保護，這種情況PLC由RUN →STOP或停電時，數據全部清零。2.斷電保持數據寄存器（D200～D7999）共7800點，其中D200～D511（共12點）有斷電保持功能，可以利用外部設備的參數設定改變通用數據寄存器與有斷電保持功能數據寄存器的分配；D490～D509供通信用；D512～D7999的斷電保持功能不能用軟件改變，但可用指令清除它們的內容。根據參數設定可以將D1000以上做為文件寄存器。3.特殊數據寄存器（D8000～D8255）共256點。特殊數據寄存器的作用是用來監控PLC的運行狀態。如掃描時間、電池電壓等。未加定義的特殊數據寄存器，用戶不能使用。具體可參見用戶手冊。4.變址寄存器（V/Z）三菱FX2N系列PLC有V0～V7和Z0～Z7共16個變址寄存器，它們都是16位的寄存器。變址寄存器V/Z實際上是一種特殊用途的數據寄存器，其作用相當于微機中的變址寄存器變，用于改變元件的編號（變址），例如V0=5，則執行D20V0時，被執行的編號為D25（D20+5）。變址寄存器可以象其它數據寄存器一樣進行讀寫，需要進行32位操作時，可將V、Z串聯使用（Z為低位，V為高位）