2.4.4 元件功能及地址分配

2.4.4 元件功能及地址分配

1.輸入映像寄存器（輸入繼電器）I

（1）輸入映像寄存器的工作原理

輸入繼電器是PLC用來接收用戶設(shè)備輸入信號的接口。PLC中的“繼電器”與繼電器控制系統(tǒng)中的繼電器有本質(zhì)性的差別，是“軟繼電器”，它實(shí)質(zhì)是存儲單元。每一個“輸入繼電器”線圈都與相應(yīng)的PLC輸入端相連（如“輸入繼電器”I0.0的線圈與PLC的輸入端子0.0相連），當(dāng)外部開關(guān)信號閉合，則“輸入繼電器的線圈”得電，在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。由于存儲單元可以無限次的讀取，所以有無數(shù)對常開、常閉觸點(diǎn)供編程時使用。編程時應(yīng)注意，“輸入繼電器”的線圈只能有外部信號來驅(qū)動，不能在程序內(nèi)部用指令來驅(qū)動，因此，在用戶編制的梯形圖中只應(yīng)出現(xiàn)“輸入繼電器”的觸點(diǎn)，而不應(yīng)出現(xiàn)“輸入繼電器”的線圈。

（2）輸入映像寄存器的地址分配

S7-200輸入映像寄存器區(qū)域有IB0～I(xiàn)B15共16個字節(jié)的存儲單元。系統(tǒng)對輸入映像寄存器是以字節(jié)（8位）為單位進(jìn)行地址分配的。輸入映像寄存器可以按位進(jìn)行操作，每一位對應(yīng)一個數(shù)字量的輸入點(diǎn)。如CPU224的基本單元輸入為14點(diǎn)，需占用2×8=16位，即占用IB0和IB1兩個字節(jié)。而I1.6、I1.7因沒有實(shí)際輸入而未使用，用戶程序中不可使用。但如果整個字節(jié)未使用如IB3～I(xiàn)B15，則可作為內(nèi)部標(biāo)志位（M）使用。

輸入繼電器可采用位，字節(jié)，字或雙字來存取。輸入繼電器位存取的地址編號范圍為I0.0~I15.7。

2. 輸出映像寄存器（輸出繼電器）

（1）輸出映像寄存器的工作原理

“輸出繼電器”是用來將輸出信號傳送到負(fù)載的接口，每一個“輸出繼電器”線圈都與相應(yīng)的PLC輸出相連，并有無數(shù)對常開和常閉觸點(diǎn)供編程時使用。除此之外，還有一對常開觸點(diǎn)與相應(yīng)PLC輸出端相連（如輸出繼電器Q0.0有一對常開觸點(diǎn)與PLC輸出端子0.0相連）用于驅(qū)動負(fù)載。輸出繼電器線圈的通斷狀態(tài)只能在程序內(nèi)部用指令驅(qū)動。

（2）輸出映像寄存器的地址分配

S7-200輸出映像寄存器區(qū)域有QB0～QB15共16個字節(jié)的存儲單元。系統(tǒng)對輸出映像寄存器也是以字節(jié)（8位）為單位進(jìn)行地址分配的。輸出映像寄存器可以按位進(jìn)行操作，每一位對應(yīng)一個數(shù)字量的輸出點(diǎn)。如CPU224的基本單元輸出為10點(diǎn)，需占用2×8=16位，即占用QB0和QB1兩個字節(jié)。但未使用的位和字節(jié)均可在用戶程序中作為內(nèi)部標(biāo)志位使用。

輸出繼電器可采用位，字節(jié)，字或雙字來存取。輸出繼電器位存取的地址編號范圍為Q0.0~Q15.7。

以上介紹的兩種軟繼電器都是和用戶有聯(lián)系的，因而是PLC 與外部聯(lián)系的窗口 。下面所介紹的則是與外部設(shè)備沒有聯(lián)系的內(nèi)部軟繼電器。它們既不能用來接收用戶信號，也不能用來驅(qū)動外部負(fù)載，只能用于編制程序，即線圈和接點(diǎn)都只能出現(xiàn)在梯形圖中。

3. 變量存儲器V

變量存儲器主要用于存儲變量。可以存放數(shù)據(jù)運(yùn)算的中間運(yùn)算結(jié)果或設(shè)置參數(shù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，變量存儲器會被經(jīng)常使用。變量存儲器可以是位尋址，也可按字節(jié)、字、雙字為單位尋址，其位存取的編號范圍根據(jù)CPU的型號有所不同，CPU221/222為V0.0~V2047.7共2KB存儲容量，CPU224/226為V0.0~V5119.7共5KB存儲容量。

4.內(nèi)部標(biāo)志位存儲器（中間繼電器）M

內(nèi)部標(biāo)志位存儲器，用來保存控制繼電器的中間操作狀態(tài)，其作用相當(dāng)于繼電器控制中的中間繼電器，內(nèi)部標(biāo)志位存儲器在PLC中沒有輸入/輸出端與之對應(yīng)，其線圈的通斷狀態(tài)只能在程序內(nèi)部用指令驅(qū)動，其觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，只能在程序內(nèi)部驅(qū)動輸出繼電器的線圈，再用輸出繼電器的觸點(diǎn)去驅(qū)動外部負(fù)載。

內(nèi)部標(biāo)志位存儲器可采用位、字節(jié)、字或雙字來存取。內(nèi)部標(biāo)志位存儲器位存取的地址編號范圍為M0.0~M31.7共32個字節(jié)。

5. 特殊標(biāo)志位存儲器SM

PLC中還有若干特殊標(biāo)志位存儲器, 特殊標(biāo)志位存儲器位提供大量的狀態(tài)和控制功能，用來在CPU和用戶程序之間交換信息，特殊標(biāo)志位存儲器能以位、字節(jié)、字或雙字來存取，CPU224的SM的位地址編號范圍為SM0.0~SM179.7共180個字節(jié)。其中SM0.0～SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。

常用的特殊存儲器的用途如下：

SM0.0：運(yùn)行監(jiān)視。SM0.0始終為“1”狀態(tài)。當(dāng)PLC運(yùn)行時可以利用其觸點(diǎn)驅(qū)動輸出繼電器，在外部顯示程序是否處于運(yùn)行狀態(tài)。

SM0.1：初始化脈沖。每當(dāng)PLC的程序開始運(yùn)行時，SM0.1線圈接通一個掃描周期，因此SM0.1的觸點(diǎn)常用于調(diào)用初使化程序等。

SM0.3：開機(jī)進(jìn)入RUN時，接通一個掃描周期，可用在啟動操作之前，給設(shè)備提前預(yù)熱。

SM0.4、SM0.5：占空比為50%的時鐘脈沖。當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時，SM0.4產(chǎn)生周期為1min的時鐘脈沖，SM0.5產(chǎn)生周期為1s的時鐘脈沖。若將時鐘脈沖信號送入計數(shù)器作為計數(shù)信號，可起到定時器的作用。

SM0.6：掃描時鐘，1個掃描周期閉合，另一個為OFF，循環(huán)交替。

SM0.7：工作方式開關(guān)位置指示，開關(guān)放置在RUN位置時為1。

SM1.0：零標(biāo)志位，運(yùn)算結(jié)果=0時，該位置1。

SM1.1：溢出標(biāo)志位，結(jié)果溢出或非法值時，該位置1。

SM1.2：負(fù)數(shù)標(biāo)志位，運(yùn)算結(jié)果為負(fù)數(shù)時，該位置1。

SM1.3：被0除標(biāo)志位。

其他特殊存儲器的用途可查閱相關(guān)手冊。

6. 局部變量存儲器L

　 局部變量存儲器L用來存放局部變量，局部變量存儲器L和變量存儲器V十分相似，主要區(qū)別在于全局變量是全局有效，即同一個變量可以被任何程序（主程序、子程序和中斷程序）訪問。而局部變量只是局部有效，即變量只和特定的程序相關(guān)聯(lián)。

S7-200有64個字節(jié)的局部變量存儲器，其中60個字節(jié)可以作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。后4個字節(jié)作為系統(tǒng)的保留字節(jié)。PLC在運(yùn)行時，根據(jù)需要動態(tài)地分配局部變量存儲器，在執(zhí)行主程序時，64個字節(jié)的局部變量存儲器分配給主程序，當(dāng)調(diào)用子程序或出現(xiàn)中斷時，局部變量存儲器分配給子程序或中斷程序。

局部存儲器可以按位、字節(jié)、字、雙字直接尋址，其位存取的地址編號范圍為L0.0~L63.7。

L可以作為地址指針。

7. 定時器T

PLC所提供的定時器作用相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的時間繼電器。每個定時器可提供無數(shù)對常開和常閉觸點(diǎn)供編程使用。其設(shè)定時間由程序設(shè)置。

每個定時器有一個16位的當(dāng)前值寄存器，用于存儲定時器累計的時基增量值(1~32767)，另有一個狀態(tài)位表示定時器的狀態(tài)。若當(dāng)前值寄存器累計的時基增量值大于等于設(shè)定值時，定時器的狀態(tài)位被置“1”，該定時器的常開觸點(diǎn)閉合。

定時器的定時精度分別為1ms 、10ms和100ms三種，CPU222、CPU224及CPU226的定時器地址編號范圍為T0~T225，它們分辨率、定時范圍并不相同，用戶應(yīng)根據(jù)所用CPU型號及時基，正確選用定時器的編號。

8. 計數(shù)器C

計數(shù)器用于累計計數(shù)輸入端接收到的由斷開到接通的脈沖個數(shù)。計數(shù)器可提供無數(shù)對常開和常閉觸點(diǎn)供編程使用，其設(shè)定值由程序賦予。

計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與定時器基本相同，每個計數(shù)器有一個16位的當(dāng)前值寄存器用于存儲計數(shù)器累計的脈沖數(shù)，另有一個狀態(tài)位表示計數(shù)器的狀態(tài)，若當(dāng)前值寄存器累計的脈沖數(shù)大于等于設(shè)定值時，計數(shù)器的狀態(tài)位被置“1”，該計數(shù)器的常開觸點(diǎn)閉合。計數(shù)器的地址編號范圍為C0~C255。

9. 高速計數(shù)器HC

一般計數(shù)器的計數(shù)頻率受掃描周期的影響，不能太高。而高速計數(shù)器可用來累計比CPU 的掃描速度更快的事件。高速計數(shù)器的當(dāng)前值是一個雙字長（32位）的整數(shù)，且為只讀值。

高速計數(shù)器的地址編號范圍根據(jù)CPU的型號有所不同，CPU221/222各有4個高速計數(shù)器，CPU224/226各有6個高速計數(shù)器，編號為HC0~HC5。

10. 累加器AC

累加器是用來暫存數(shù)據(jù)的寄存器，它可以用來存放運(yùn)算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和結(jié)果。CPU提供了4個32位的累加器，其地址編號為AC0~AC3。累加器的可用長度為32位，可采用字節(jié)、字、雙字的存取方式，按字節(jié)、字只能存取累加器的低8位或低16位，雙字可以存取累加器全部的32 位。

11. 順序控制繼電器S（狀態(tài)元件）

順序控制繼電器是使用步進(jìn)順序控制指令編程時的重要狀態(tài)元件，通常與步進(jìn)指令一起使用以實(shí)現(xiàn)順序功能流程圖的編程。

順序控制繼電器的地址編號范圍為S0.0~S31.7。

12. 模擬量輸入/輸出映像寄存器（AI/AQ）

S7-200的模擬量輸入電路是將外部輸入的模擬量信號轉(zhuǎn)換成1個字長的數(shù)字量存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域，區(qū)域標(biāo)志符為AI。

模擬量輸出電路是將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域的1個字長（16位）數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬電流或電壓輸出，區(qū)域標(biāo)志符為AQ。

在PLC內(nèi)的數(shù)字量字長為16位，即兩個字節(jié)，故其地址均以偶數(shù)表示，如AIW0、AIW2…..；AQW0、AQW2…..。

對模擬量輸入/輸出是以2個字（W）為單位分配地址，每路模擬量輸入/輸出占用1個字（2個字節(jié)）。如有3路模擬量輸入，需分配4個字（AIW0、AIW2、AIW4、AIW6），其中沒有被使用的字AIW6，不可被占用或分配給后續(xù)模塊。如果有1路模擬量輸出，需分配2個字（AQW0、AQW2），其中沒有被使用的字AQW2，不可被占用或分配給后續(xù)模塊。

模擬量輸入/輸出的地址編號范圍根據(jù)CPU的型號的不同有所不同，CPU222為AIW0～AIW30/AQW0～AQW30；CPU224/226為AIW0～AIW62/AQW0～AQW62。