PLC编程与应用技术（三菱FX3U）全套教学课件

《PLC编程与应用技术》

电子教案第1部分可编程序控制器基础知识学习说明：本章是学习PLC的入门知识，因此对初学者来说显得特别重要。重点掌握：什么是PLC？PLC与其它控制装置的区别？PLC的主要特点？本章内容：

1.1概述

1.2PLC系统与继电器系统比较3.3PLC组成3.4PLC工作原理3.5PLC特点与分类3.6PLC的发展趋势1.1概述

1.1.1什么是PLC？可编程序控制器（ProgrammbleController）简称PC或PLC■是一种工业控制装置

PLC是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置1.1概述

1.1.1什么是PLC？■定义

国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。

1.1概述

1.1.1什么是PLC？◆区别于一般微机控制系统◆区别于传统控制装置

近年来，可编程控制器发展很快，几乎每年都推出不少新系列产品，其功能已远远超出了定义的范围。1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展■世界上第一台PLC

1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成功

◆背景：

1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。

1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展

◆设计思想：吸取继电器和计算机两者的优点☆继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜；☆计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困难；☆采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。（梯形图）1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展◆70年代初期：

仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）◆70年代中期：

微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能

◆80年代以后：随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展◆近年来PLC发展迅速

PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设备。

PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。

PLC成为现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展就全世界自动化市场的过去、现在和可以预见的未来而言，PLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国、欧洲和国内有关探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。

在全球经济不景气的时候，PLC的市场销售仍然坚挺；PC控制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的PLC产品形成竞争；小型、超小型PLC的发展势头令人刮目相看；PLC和PC控制在今后可能相互融合。

1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展PLC三大流派

自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。各国PLC都有自己的特色。●欧洲：西门子（Siemens）；法国的TE（Telemecanique）●美国：A-B（Allen-Bradly）、GE（GeneralElectric）

●日本：三菱电机（MitsubishiElectric）、欧姆龙（OMRON）、FUJI（日本主要发展中小型PLC，其小型机性能先进，结构紧凑，价格便宜）

目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展■我国PLC发展情况在70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等。在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，取得良好效果。PLC在我国的应用越来越广泛。1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展■我国PLC发展情况目前，国内PLC生产厂家有30余家，并有迹象显示，更多的来自于原PLC应用的技术人员准备加入到小型PLC开发的行列。但在目前上市的众多PLC产品中，还没有形成规模化的生产和名牌产品。从技术角度来看，国内外的小型PLC差距正在缩小。如无锡信捷、兰州全志等公司生产的微型PLC已经比较成熟，有些国产PLC（如和利时、科迪纳）已经拥有符合IEC标准的编程软件、支持了现场总线技术等。面对国际厂商数十年的规模化生产和市场管理经验，国内厂商更多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段，离真正批量生产、市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同时，国产PLC的低价优势也正在受到新的挑战。1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展中国PLC市场（

2004年度）1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展

PLC品牌分布情况的原因：产品覆盖范围。排在最前的三个品牌有最丰富的产品系列，而且没有偏重，用户很容易得到恰当的产品；其他品牌如Fuji，LG则以小型和微型产品为主，GE和Schneider以中大型产品为主。虽然A－B拥有出色的技术和全面的产品系列，但是高价格使用户却步。中国市场上的历史。Siemens，Mitsubishi和Omron都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占了先机，相对应的是GE，Schneider（其实Modicon进入中国也比较早，但没有完整的销售和服务体系）和LG这些后来者虽然市场快速增长，但距先行者仍有一定的差距。行业分布。某些品牌会侧重于一些行业，如Schneider更加注重电力行业，Rockwell在冶金行业表现出众。1.1概述

1.1.2PLC的产生与发展

2004年度PLC市场研究报告表明：①作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC市场的国内参与者却需要尴尬地面对这样一个局面，即在高达31亿的PLC市场总需求中，国产PLC不到整个市场份额1％。

②在按照I/O数量划分的市场总量中，小型PLC（256点以下）的市场巨大，占据市场总额的64％，而国产PLC的市场贡献恰恰就在小型PLC的市场中。1.1概述

1.1.3PLC的发展趋势向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。1.1概述

1.1.3PLC的发展趋势向超大型、超小型两个方向发展当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司α系列PLC、西门子公司的LOGO系列PLC。1.1概述

1.1.3PLC的发展趋势大力开发智能模块，加强联网与通信能力为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。加强PLC联网与通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网与和通信有两类：①PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；②PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网与和通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。1.1概述

1.1.3PLC的发展趋势增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC的外部故障。PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性1.1概述

1.1.3PLC的发展趋势编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。1.2PLC的特点及控制功能

1.2.1PLC的控制功能

目前，PLC在国内外已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。从PLC应用类型看，大致可归纳为以下几个方面：开关量逻辑控制运动控制过程控制（PID闭环控制）数据处理通信联网（构成DCS、FCS系统）

1.2PLC的特点及控制功能

1.2.1PLC的控制功能PLC的应用范围已从传统的产业设备和机械的自动控制，扩展到以下应用领域：中小型过程控制系统、远程维护服务系统、节能监视控制系统，以及与生活相关的机器、与环境相关的机器，而且有急速的上升趋势。值得注意的是，随着PLC、DCS相互渗透，二者的界线日趋模糊的时候，PLC从传统的应用于离散的制造业向应用到连续的流程工业扩展

1.2PLC的特点及控制功能

1.2.2PLC的特点

PLC技术之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，主要是因为它具有许多独特的优点。它较好地解决了工业领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。①可靠性高、抗干扰能力强

②编程简单、使用方便

③功能完善、通用性强

④设计安装简单、维护方便

⑤体积小、重量轻、能耗低1.2.2PLC的特点

①可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。PLC的平均无故障时间可达几十万个小时。★硬件方面：I/O接口采用采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源的影响；对供电电源及线路采用多种形式的滤波，从而消除或抑制了高频干扰；对CPU等重要部件采用良好的导电、导磁材料进行屏蔽，以减少空间电磁干扰；对有些模块设置了联锁保护、自诊断电路等。★软件方面：采用扫描工作方式，减少了外界的干扰；设有故障检测和自诊断程序，能对系统硬件电路等故障实现检测和判断；当由干扰引起故障时，能立即将当前重要信息加以封存，禁止任何不稳定的读写操作，一旦正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的工作。1.2.2PLC的特点

②编程简单、使用方便目前，各种PLC都采用梯形图语言为第一编程语言，是，它是一种面向生产、面向用户的编程语言。梯形图与电器控制线路图相似，形象、直观，不需要掌握计算机知识，很容易让广大工程技术人员掌握。当生产流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活。同时，PLC编程器的操作和使用也很简单。这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一。许多PLC还针对具体问题，设计了各种专用编程指令及编程方法，进一步简化了编程。1.2.2PLC的特点

③功能完善、通用性强现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能，而且还具有A/D和D/A转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网以等许多功能。同时，由于PLC产品的系列化、模块化，有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成满足各种要求的控制系统。1.2.2PLC的特点

④设计安装简单、维护方便由于PLC用软件代替了传统电气控制系统的硬件，控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。

PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，缩短了应用设计和调试周期。在维修方面，由于PLC的故障率极低，维修工作量很小；而且PLC具很强的自诊断功能，如果出现故障，可根据PLC上指示或编程器上提供的故障信息，迅速查明原因，维修极为方便。1.2.2PLC的特点

⑤体积小、重量轻、能耗低PLC结构紧凑、体积小、能耗低，因而是实现机电一体化的理想控制设备1.3PLC的分类

PLC一般可从其I/O点数、结构形式和功能三方面进行分类：

1.3PLC的分类

1.3.1PLC的分类（按结构形式分类）

根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。1）整体式PLC

将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。小型PLC一般采用这种整体式结构。1.3PLC的分类及特点

1.3.1PLC的分类（按结构形式分类）2）模块式PLC

将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同模块组成一个系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。1.3PLC的分类

1.3.1PLC的分类（按结构形式分类）3）叠装式PLC

还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。

叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。

整体式PLC模块式PLC

1.3PLC的分类

1.3.2PLC的分类（按I/O点数分类）根据PLC的I/O点数，PLC分为小型、中型和大型三类。1）小型PLCI/O点数为256点以下的为小型PLC（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）2）中型PLCI/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC3）大型PLCI/O点数为2048以上的为大型PLC（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。1.3PLC的分类及特点

1.3.2PLC的分类（按功能分类）

1）低档PLC

具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统

2）中档PLC

具有低档PLC功能外，具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能

3）高档PLC

具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。知识拓展

PLC与继电器控制系统的比较(1)从可靠性来看:PLC的可靠性高于继电器控制系统。(2)从适应性和通用性来看：要实现某种控制时，继电器线路是通过许多真正的硬继电器和它们之间的连线达到的，控制功能包含在固定线路之中，功能专一，系统扩充必须变更硬接线，故灵活性较差；而PLC采用软件编制程序来完成控制任务，编程时所用到的继电器为内部软继电器(理论上讲，其触点数量无限，使用次数任意)，外部只需在端子上接入相应的输入/输出信号即可。PLC系统在I/0点数及内存容量允许范围内可自由扩充，并且可用编程器在线或离线修改程序，以适应系统控制要求的改变。同一台PLC，不改变硬件仅改变软件，就可适应各种控制，故通用性强。(3)从控制速度来看：继电器控制系统依靠触点的机械动作实现控制，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，另外机械触点还会出现抖动问题，故工作频率低；而PLC是由程序中的指令控制半导体电路来实现控制，一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级，故速度较快。PLC内部还有严格的同步控制，故不会出现抖动问题。知识拓展

PLC与继电器控制系统的比较(4)从工作方式来看：继电器控制系统是并行的，也就是说，只要接通电源，整个系统就处于带电状态，该闭合的触点都同时闭合，不该闭合的继电器都因受某种条件限制而不能闭合；PLC控制系统是串行的，各软继电器处于周期性循环扫描中，受同一条件制约的继电器的动作顺序决定于扫描顺序，同它们在梯形图中的位置有关。新一代PLC除具有远程通信联网功能及易与计算机接口实现群控外，还可通过附加高性能模块对模拟量进行处理，从而实现各种复杂的控制功能，而布线逻辑的继电器控制系统是不具备这些功能的。(5)从价格来看：继电器控制系统使用机械开关、继电器和接触器，价格较便宜；PLC采用大规模集成电路，价格相对较高。一般认为在少于10个继电器的装置中，使用继电器控制逻辑比较经济；在需要10个以上的继电器的场合，使用PLC比较经济。从上面的比较可知，PLC在性能上比继电器控制系统优异。特别是它具有可靠性高、设计施工周期短、调试修改方便，且体积小、功耗低、使用维护方便的优点，但其价格高于继电器控制系统。知识拓展

PLC与微型计算机控制系统的比较虽然PLC采用了计算机技术和微处理器，但它与计算机相比又具有明显的不同，主要表现在以下几方面。(1)从应用范围来看：微型计算机除用在控制领域之外，还大量用于科学计算、数据处理、计算机通信等方面；而PLC主要用于工业控制。(2从工作环境来看：微型计算机对工作环境要求较高，一般要在干扰小，且具有一定温度和湿度的室内使用；而PLC是专为适应工业控制的恶劣环境而设计的，适应于工程现场的环境。(3)从编程语言来看：微型计算机具有丰富的程序设计语言，其语法关系复杂，要求使用者必须具有一定水平的计算机软硬件知识；而PLC采用面向控制过程的逻辑语言，以继电器逻辑梯形图为表达方式，形象直观、编程操作简单，可在较短时间内掌握它的使用方法和编程技巧。知识拓展

PLC与微型计算机控制系统的比较(4)从工作方式来看：微型计算机一般采用等待命令方式，运算和响应速度快；PLC采用循环扫描的工作方式，其输入、输出存在响应滞后，速度较慢。对于快速系统，PLC的使用受扫描速度的限制。另外，PLC一般采用模块化结构，可针对不同的对象和控制需要进行组合和扩展，具有很大的灵活性和很好的性能价格比，维修也更简便。(5)从价格来看：微型计算机是通用机，功能完备，价格较高；而PLC是专用机，功能较少，价格相对较低。从以上几个方面的比较可知，PLC是一种用于工业自动化控制的专用微机控制系统，结构简单，抗干扰能力强，易于学习和掌握，价格也比一般的微型计算机便宜。在同一系统中，一般PLC集中在功能控制方面，而微型计算机作为上位机集中在信息处理和PLC网络的通信管理上，两者相辅相成。知识拓展

PLC与单片机控制系统的比较单片机具有结构简单、使用方便、价格便宜等优点，一般用于数字采集和工业控制；而PLC是专门为工业现场的自动化控制而设计的。与单片机控制系统相比，PLC有以下几点不同。(1)从使用者学习掌握的角度来看：单片机的编程语言一般为汇编语言或单片机C语言，这就要求设计人员具备一定的计算机硬件和软件知识，对于只熟悉机电控制的技术人员来说，需要相当一段时间的学习才能掌握；PLC虽然本质上是一种微型计算机系统，但它提供给用户使用的是机电控制人员所熟悉的梯形图语言，使用的术语仍然是“继电器”一类的术语，大部分指令与继电器触点的串并联相对应，这就使得熟悉机电控制的工程技术人员一目了然。对于使用者来说，不必去关心微型计算机的一些技术问题，只需用较短时间去熟悉PLC的指令系统及操作方法，就能应用到工程现场。知识拓展

PLC与单片机控制系统的比较(2)从使用简单程度来看：单片机用来实现自动控制时，一般要在输入/输出接口上做大量的工作。例如，要考虑现场与单片机的连接、接口的扩展、输入/输出信号的处理、接口工作方式等问题，除了要设计控制程序外，还要在单片机的外围做很多软件和硬件方面的工作，系统的调试也比较麻烦；而PLC的I/0口已经做好，输入接口可以与输入信号直接连线，非常方便，输出接口也具有一定的驱动能力。(3)从可靠性来看：用单片机做工业控制，突出的问题是抗干扰性能差；而PLC是专门应用于工程现场的自动控制装置，在系统硬件和软件上都采取了抗干扰措施，如光电耦合、自诊断、多个CPU并行操作等，故PLC系统的可靠性较高。虽然PLC在数据采集、数据处理通用性相适应性等方面不如单片机，但PLC用于控制时稳定可靠，抗干扰能力强，使用方便。2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆PLC的基本组成与一般的微机系统类似：

是一种以微处理器为核心的、用于控制的特殊计算机◆PLC的基本组成包括硬件与软件两部分PLC的硬件：中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等PLC的软件：系统程序和用户程序2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统编程器写入器电源输入单元输出单元CPU通信接口扩展接口存储器2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆PLC中常采用的CPU有三类：1)通用微处理器（如Z80、8086、80286等）2)单片微处理器（如8031、8096等）3)位片式微处理器(如AMD29W等)◆小型PLC：大多采用8位通用微处理器和单片微处理器，中型PLC：大多采用16位通用微处理器或单片微处理器大型PLC：大多采用高速位片式微处理器（32位）小型PLC为单CPU系统，中、大型PLC则大多为双CPU或多CPU系统。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位、16位或32位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的专用芯片。2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆CPU的作用：按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作。归纳起来主要有以下五个方面：1）接收并存储编程器或其它外设输入的用户程序或数据2）诊断电源、PLC内部电路故障和编程中的语法错误等3）接收并存储从输入单元（接口）得到现场输入状态或数据4）逐条读取并执行存储器中的用户程序，并将运算结果存入存储器中5）根据运算结果，更新有关标志位和输出内容，通过输出接口实现控制、制表打印或数据通讯等功能2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆存储器的作用：

在PLC中，存储器主要用于系统程序、用户程序、数据◆存储器的类型：①可读/写操作的随机存储器RAM②只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆输入/输出接口通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接通道。●PLC输入接口-----可以检测被控对象的各种数据，用这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据

●

PLC输出接口-----将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆

I/O接口的作用：●电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信号是标准电平信号。

●光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力

●通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护◆I/O接口的类型：

●开关量输入/输出接口●模拟量输入/输出接口2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆开关量输入/输出接口●常用开关量输入接口：

①直流输入接口、②交流输入接口、③交/直流输入接口●常用开关量输出接口：

①继电器输出接口：响应速度慢、动作频率低，可驱动交流或直流负载②晶体管输出接口：响应速度快、动作频率高，只能用于驱动直流负载

③晶闸管输出接口：响应速度快、动作频率高，只能用于驱动交流负载2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆模拟量输入/输出接口●模拟量输入接口（A/D接口）分辨率（8位、10位、12位等）、量化误差、偏移误差、满刻度误差、线性度、精度等许多PLC还有与热电阻或热电偶配套使用的A/D接口

●模拟量输出接口（D/A接口）分辨率（8位、10位、12位等）、精度、线性度、稳定时间等2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆输入/输出（I/O）点数：●PLC的I/O点数是指PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数的总和。

●I/O点数是选择PLC的重要依据之一

●当I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆PLC配有各种通信接口与外部设备连接

●与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印●与监视器连接，可将控制过程图像显示出来●与PLC连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制●与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合●与人机界面（触摸屏）连接●与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口，PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。●与编程器连接2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆扩展接口（是用于连接护展单元的接口）。当PLC基本单元I/O点数不能满足要求时，可通过扩展接口连接扩展单元以增加系统的I/O点数2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统通信与扩展接口的连接实例2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆PLC配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。因此，对于电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。◆许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。◆电源的容量2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆编程器的作用：是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC不可缺少的设备。简易编程器专用编程器◆编程器智能编程器

通用编程系统：PC上配专用编程软件包2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统2.1PLC组成及功能

2.1.1PLC的硬件系统◆写入器:是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的一种PLC外部设备。◆为了使调试好用户程序不易丢失，经常用EPROM写入器将PLC内RAM保存到EPROM中。2.1PLC组成及功能

2.1.2PLC中的软件系统◆系统程序:

系统程序是完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。

系统程序由PLC的制造厂家编写的，在PLC使用过程中不会变动，它和PLC的硬件组成有关，它关系到PLC的性能。

系统程序由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。2.1PLC组成及功能

2.1.2PLC中的软件系统◆用户程序:●用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由PLC控制对象的要求而定的，

●为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在EPROM中。

●现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。2.2PLC的等效电路

2.2.1接线程序控制、存储程序控制与可编程序控制器2.2PLC的等效电路

2.2.1接线程序控制、存储程序控制与可编程序控制器2.2PLC的等效电路

2.2.2PLC等效电路例：三相异步电动机单向运行电器控制系统

输入设备

输出设备

2.2PLC的等效电路

2.2.2PLC等效电路三相异步电动机单向运行PLC控制系统2.2PLC的等效电路

2.2.2PLC等效电路①控制方法上：硬：软②工作方式上：

并行工作方式：串行工作方式③控制速度上：

速度慢：快

④定时和计数控制上：

精度低：高

⑤可靠性和可维护性上：可靠性低：高FX-PLCFX0SFX0NFX1S/FX1NFX2NAnSQnA/AnAQnSCC-LINKS7-200S7-300S7-400LOGOCSPC200HCSSLC500

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.1继电器逻辑1．输入继电器X输入继电器是PLC专门用来接收外部输入信号的。它与PLC的输入端点相连，可提供许多(无限制)常开／常闭触点供编程时使用(实质上是调用该元件的状态)。该继电器由外部输入信号驱动，其常开／常闭触点供编程时使用。等效电路图如下所示：

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.1继电器逻辑2．输出继电器Y输出继电器是专门用来将输出信号传递给外部负载(具有一定的带负载能力)的。外部信号无法驱动Y，只能在程序内部用指令来驱动。输出继电器由程序执行结果激励，它只有一对输出触点能直接带负载，这对触点的状态对应于输出刷新阶段锁存电路的输出状态。同时它还有无数对供编程使用的内部常开／常闭触点，其状态与输出触点的状态相对应。等效电路图如下所示：

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.1继电器逻辑3．内部继电器(寄存器)RPLC中有很多内部继电器。和输出继电器一样，内部继电器只能由程序驱动。每个内部继电器也有无数对常开／常闭触点专供编程使用。其作用相当于控制线路中的中间继电器。内部继电器的触点不能直接驱动外部负载。内部继电器又可分为通用内部继电器和特殊内部继电器。等效电路图如下所示：

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.2定时器逻辑PLC中的定时器T相当于继电器控制系统中的时间继电器，它可提供无数对常开／常闭触点供编程使用。定时器一般包括以下几个内容：(1)定时条件——控制定时器操作；(2)定时语句——指定所使用的定时器，给出定时设定值；(3)定时器的当前值——记录定时时间(经过值)；(4)定时继电器——定时器达到设定的时间值时为ON，未开始定时或未达到设定值时为0FF。

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.3计数器逻辑PLC为用户提供了若干个计数器。计数器由软件来实现，一般采用递减计数，它还提供了无数对常开／常闭触点供编程使用。一个计数器有以下几个内容：(1)计数器的复位信号；(2)计数器的计数信号；(3)计数器设定值的记忆单元；(4)计数器当前值(经过值)单元。计数器的计数值达到设定值时计数继电器为ON，复位或未达到设定值时为OFF。

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.4触发器逻辑PLC为用户提供了触发器逻辑，用它来记忆某些信息。该触发器可以被置位成“1”，也可被复位成“0”。

2.3PLC的主要逻辑部件

2.3.5移位寄存器PLC为用户提供了不同长度的移位寄存器，以适应不同控制的需要。PLC除可进行位运算外，还可进行字运算。PLC为用户提供了若干个数据寄存器用于存放数据。2.4PLC的编程语言PLC作为一个工业控制计算机，采用软件编程逻辑代替传统的硬件有线逻辑实现控制。其编程语言是面向被控对象，面向操作者，易于为熟悉继电器控制电路的广大电气技术人员所掌握，通常PLC的编程语言有梯形图语言，指令助记符语言，控制系统流程图语言(功能图编程语言)，布尔代数语言等，大型PLC还可用高级语言。不同厂家，甚至不同型号的PLC产品使用的编程语言及编程语言中所采用的符号也不尽相同。2.4PLC的编程语言

2.4.1梯形图语言梯形图语言是在接触器－继电器控制原理的基础上演变而来的一种图形语言，它形象、直观，为广大电气人员所熟悉，是中、小型PLC的主要程序语言。它将PLC内部的各种编程元件(如输入继电器，输出继电器，内部继电器，定时器，计数器等)和命令用特定的图形符号和标注加以描述，并赋予一定的意义，如下图所示。

2.4PLC的编程语言

2.4.1梯形图语言1．梯形图构成规则梯形图中的和符号分别表示常开和常闭接点，它们既可以是外部开关(硬开关)，也可以表示内部的软开关或接点（即“软器件”接点)，每个开关都有一个标号(如Xl，X2，X3)以示区别，同一标号的开关可多次使用。--符号为输出线圈(软器件线圈)，标号为Yl，Y2…每个标号只能用一次。2.4PLC的编程语言

2.4.1梯形图语言2．梯形图编程的格式和特点(1)梯形图按自左至右，自上至下的顺序书写，CPU也是按以上顺序执行程序。(2)每个梯形图由多层梯级(或称逻辑行)组成，每层梯级(即逻辑行)起始于左母线，经过触点的各种连接，最后通过一个继电器线圈终止于右母线。每一逻辑行实际上代表一个逻辑方程。(3)梯形图中左右两边的竖线(称为左右母线)表示假想的逻辑电源，当某一梯级的逻辑运算结果为“1”时，表示有“概念”电流自左向右流动。2.4PLC的编程语言

2.4.1梯形图语言2．梯形图编程的格式和特点(4)梯形图中某一编号的继电器线圈一般情况下只能出现一次(除了有跳转指令和步进指令等的程序段以外)，而同一编号的继电器常开、常闭接点则可被无限次使用(即重复读取与该继电器对应的存储单元状态)。(5)梯形图中每一梯级的运算结果，可立即被其后面的梯级所利用。(6)输入继电器仅受外部输入信号控制，不能由各种内部接点驱动，因此梯形图中只出现输入继电器的接点，而不出现输入继电器的线圈。(7)梯形图中的输入接点和输出继电器线圈对应的是I/O映像寄存器相应位的状态，而不是物理触点和线圈。现场执行元件只能通过受控于输出继电器状态的接口元件(继电器、晶闸管、晶体管)所驱动。(8)PLC的内部辅助继电器、定时器、计数器等的线圈不能用于输出控制之用。(9)程序结束时应有结束符，用“-（ED）-”表示。2.4PLC的编程语言

2.4.1梯形图语言3．绘制梯形图要遵循的规则和设计技巧(1)梯形图好似接触器－继电器控制展开图，控制电源的高电位接最左侧竖母线，低电位接最右侧竖母线。一旦回路导通，电流从左侧流向右侧，使继电器线圈励磁动作。(2)梯形图中控制一个继电器线圈的逻辑电路为一个逻辑行，各逻辑行中所有接点全部在线圈左边，右边不能有接点符号，由于线圈总与右侧母线相连，习惯上常可将右侧母线省略。(3)程序的编写应按自上而下、从左到右的方式进行，梯形图的顺序应体现“左重右轻、上重下轻”的原则。串联多的电路尽量放在上部。并联多的电路图尽量靠近左母线。2.4PLC的编程语言

2.4.1梯形图语言3．绘制梯形图要遵循的规则和设计技巧(4)梯形图中不允许画电流交叉的电路

(5)每个元件的触点可以多次使用(无数次)，不必设计技巧性很强的程序结构,而应设计易读、易懂、便于维护的程序。(6)输出线圈只能使用一次，如重复使用同名线圈则以最后一次的状态作为输出结果。

2.4PLC的编程语言

2.4.2指令助记符语言它是一种类似微机的汇编语言的助记符编程表达式。不同厂家的PLC指令语句表使用的助记符并不相同，但基本上大同小异。编程时，一般先根据要求编制梯形图语言，然后再根据梯形图转换成助记符语言。

2.4PLC的编程语言

2.4.3功能图编程语言这是一种较新的编程方法。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会正在实施发展这种新式的编程标准。不同厂家的PLC对这种编程语言所用的符号和名称也不一样。三菱公司的PLC产品中称为功能图编程语言，富士公司的PLC产品中称顺序功能图，而西门子的PLC产品中则称控制系统流程图编程语言。书中图2-17是一个先“与”后“或”操作的功能图编程语言图，其优点是：(1)特别适宜顺序系统的设计，可以灵活地控制系统流程，实现复杂控制。(2)易于将传统的手控方式选择和自动运行等多种工作模式结合在一起。(3)有利于提高程序的效率。(4)程序的可读性好，容易调试和修改。

2.4PLC的编程语言

2.4.4高级语言编程近几年推出的PLC产品，尤其是大型PLC，已开始用BASIC高级语言进行编程。有的PLC采用类似PASCAL语言的专用语言，系统软件具有这种专用语言的自动编译程序。采用高级语言编程后，用户可以像使用普通微机一样操作PLC。除了完成逻辑功能外，还可以进行PID调节、数据采集和处理以及与上位机通信等。

2.5PLC工作原理

2.5.1扫描工作方式★当PLC运行时，需要进行众多的操作★而PLC的CPU不可能同时去执行多个操作，每一刻只能执行一个操作。2.5PLC工作原理

2.5.1扫描工作方式★解决的办法：采用分时操作原理

★由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时完成的。

★这种分时操作的方法称为扫描工作方式

2.5PLC工作原理

2.5.1扫描工作方式★例如：用户程序的执行（用户程序的扫描工作过程）

扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而复始地重复进行。2.5PLC工作原理

2.5.2PLC的扫描工作过程

检查CPU等内部硬件，对监视定时器（WDT）复位以及其它工作与其它智能装置（如编程器、计算机等）实现通信

按顺序对所有输入端的状态进行采样，并存入相应寄存器对用户程序扫描执行，并将结果存入相应的寄存器将寄存器中与输出有关状态，转到输出锁存器，输出驱动外部负载

2.5PLC工作原理

2.5.2PLC的扫描工作过程

★整个过程包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段★整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期★扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关。★典型值为1～100ms2.5PLC工作原理

2.5.3PLC执行程序的过程2.5PLC工作原理

2.5.4PLC扫描工作方式的特点★集中采样：

在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态进行重新采样。★集中输出：

在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。2.5PLC工作原理

2.5.4PLC扫描工作方式的特点(集中采样、集中输出的优点)

★提高了抗干扰能力，增强了系统可靠性

PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

2.5PLC工作原理

2.5.4PLC扫描工作方式的特点(集中采样、集中输出的缺点)★降低了系统的响应速度

PLC输入／输出响应滞后：当PLC输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。

注意：这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口滤波环节带来的输入延迟和输出接口中驱动器件动作时间带来输出延迟，还与程序设计有关。

★

对于小型PLC:

I/O点数较少、用户程序较短一般采用集中采样、集中输出的工作方式

★而对于大中型PLC:

I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，采用定期采样、定期输出方式或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式2.5PLC工作原理

2.5.4PLC扫描工作方式的特点2.6PLC的主要技术指标1．I/O点数2．扫描速度3．内存容量4．指令系统5．内部寄存器6．编程语言7．编程手段8．功能模块第二单元三菱FX2N系列PLC的硬件资源三菱PLC主要特点：1．先进美观的外部设计2．提供多种系列机型供用户选择FX0S、FX0N、FX2N、FX3N3．灵活多变的系统配置用户除了可以选用不同型号的FX系列PLC外，还可以选用各种扩展单元和扩展模块，组成不同I/O点和不同功能的控制系统。一、FX系列PLC的系统配置

1．FX系列PLC型号名称的含义FX系列PLC型号命名的基本格式为：例如FX2N-40MRD，其参数意义为三菱FX2NPLC，有40个I/O点的基本单元，继电器输出型，使用DC24V电源。一、FX系列PLC的系统配置

2．FX系列PLC的基本组成FX系列PLC是由基本单元、扩展单元及特殊功能单元构成。基本单元包括CPU、存储器、I/O接口部件和电源，它是PLC的主要组成部分。

扩展单元是扩展I/O点数的装置，内部有电源；扩展模块用于增加I/O点数和改变I/O点数的比例，内部无电源，由基本单元和扩展单元供给。特殊功能单元是一些特殊用途的装置，如进行模拟量控制的A/D、D/A转换模块，高速计数模块（HC），过程控制模块（PID）等特殊功能单元以FX2N系列为例具体介绍PLC的组成。FX2N系列PLC基本单元型

号输入点数输出点数扩展模块可用点数继电器输出可控硅输出晶体管输出FX2N-16MR-001FX2N-16MS-001FX2N-16MT-0018824~32FX2N-32MR-001FX2N-32MS-001FX2N-32MT-001161624~32FX2N-48MR-001FX2N-48MS-001FX2N-48MT-001242448~64FX2N-64MR-001FX2N-64MS-001FX2N-64MT-001323248~64FX2N-80MR-001FX2N-80MS-001FX2N-80MT-001404048~64FX2N-128MR-001—

FX2N-128MT-001646448~64表2-3FX2N系列PLC扩展单元型

号输入点数输出点数扩展模块可用点数继电器输出可控硅输出晶体管输出FX2N-32ERFX2N-32ESFX2N-32ET161624~32FX2N-48ER—FX2N-48ET242448~64表2-4FX2N系列PLC扩展模块型

号输入点数输出点数输入继电器输出可控硅输出晶体管输出FX2N-16EX———16—FX2N-16EX-C———16—FX2N-16EXL-C———16——FX2N-16EYRFX2N-16EYS—16———FX2N-16EYT—16———FX2N-16YET-C—16表2-5FX2N系列PLC特殊功能模块种类型号功能概要特殊功能单元FX2N-10GM1轴用定位单元FX2N-20GM2轴用定位单元FX2N—1RM-E-SET旋转角度检测单元模拟量输入模块FX2N-2AD2通道模拟量输入FX2N-4AD4通道模拟量输入FX2N-4AD-PT4通道温度传感器信号输入（PT100）FX2N-4AD-TC4通道温度传感器信号输入（热电偶）模拟量输出模块FX2N-2DA2通道模拟量输出FX2N-4DA4通道模拟量输出功能扩展板FX2N-8AV-BD电位器扩展板（8点）FX2N-232-BDRS-232通信扩展板FX2N-422-BDRS-422通信扩展板FX2N-485-BDRS-485通信扩展板FX2N-CNV-BD连接通信适配器用的板卡二、三菱FX2N

系列PLC实物认知

三菱FX2N系列PLC面板，主要包含型号（Ⅰ区）、状态指示灯（Ⅱ区）、模式转换开关与通讯接口（Ⅲ区）、PLC的电源端子与输入端子（Ⅳ区）、输入指示灯（Ⅴ区）、输出指示灯（Ⅵ区）、输出端子（Ⅶ区）。3．FX2N系列PLC的模式转换开关与通讯接口模式转换开关用来改变PLC的工作模式，PLC电源接通后，将转换开关打到RUN位置上，则PLC的运行指示灯（RUN）发光，表示PLC正处于运行状态；将转换开关打到STOP位置上，则PLC的运行指示灯（RUN）熄灭，表示PLC正处于停止状态，

3．FX2N系列PLC的模式转换开关与通讯接口通讯线与PLC连接时，务必注意通讯线接口内的“针”与PLC上的接口正确对应后才可将通讯线接口用力插入PLC的通讯接口，避免损坏接口，4．FX2N系列PLC的电源端子、输入端子与输入指示灯外部电源端子：图中方框内的端子，为PLC的外部电源端子（L、N、地），通过这部分端子外接PLC的外部电源（AC220V）。输入公共端子COM：在外接传感器、按钮、行程开关等外部信号元件时必须接的一个公共端子。+24V电源端子：PLC自身为外部设备提供的直流24V电源，多用于三端传感器。X端子：X端子为输入（IN）继电器的接线端子，是将外部信号引入PLC的必经通道。输入指示灯：为PLC的输入（IN）指示灯，PLC有正常输入时，对应输入点的指示灯亮。5．FX2N系列PLC的输出端子与输出指示灯输出公共端子COM：此端子为PLC输出公共端子，在PLC连接交流接触器线圈、电磁阀线圈、指示灯等负载时必须连接的一个端子。Y端子：Y端子为PLC的输出（OUT）继电器的接线端子，是将PLC指令执行结果传递到负载侧的必经通道。输出指示灯：当某个输出继电器被驱动后，则对应的Y指示灯就会点亮。I/O点的类别、编号及使用说明I/O端子是PLC与外部输入、输出设备连接的通道。输入端子（X）位于机器的一侧，而输出端子（Y）位于机器的另一侧。I/O点的数量、类别随机器的型号不同而不同，但编号规则完全相同。FX2N系列PLC的I/O点编号采用8进制，即000～007、010～017、020～027……，输入点前面加“X”，输出点前面加“Y”。扩展单元和I/O扩展模块，其I/O点编号应紧接基本单元的I/O编号之后，依次分配编号。输入回路及接线输入回路的实现是将COM通过输入元件（如按钮、转换开关、行程开关、继电器的触点、传感器等）连接到对应的输入点上，再通过输入点X将信息送到PLC内部。一旦某个输入元件状态发生变化，对应输入继电器X的状态也就随之变化，输出回路及接线输出回路就是PLC的负载驱动回路，输出回路的连接如下图所示。通过输出点，将负载和负载电源连接成一个回路，这样负载就由PLC输出点的ON/OFF进行控制，输出点动作负载得到驱动。负载电源的规格应根据负载的需要和输出点的技术规格进行选择。在实现输入/输出回路时，应注意的事项如下：（1）I/O点的共COM问题一般情况下，每个I/O点应有两个端子，为了减少I/O端子的个数，PLC内部已将其中一个I/O继电器的端子与公共端COM连接。输出端子一般采用每4个点共COM连接，如图2-8所示。在负载使用相同电压类型和等级时：则将COM1、COM2、COM3、COM4用导线短接起来就可以了。在负载使用不同电压类型和等级时：Y0～Y3共用COM1，Y4～Y7共用COM2，Y10～Y13共用COM3，Y14～Y17共用COM4，Y20～Y27共用COM5。对于共用一个公共端子的同一组输出，必须用同一电压类型和同一电压等级，但不同的公共端子组可使用不同的电压类型和电压等级。三、FX系列PLC内部资源

FX系列PLC内部有CPU、存储器、输入／输出接口单元等硬件资源，这些硬件资源在其系统软件的支持下，使PLC具有很强的功能。对某一特定的控制对象，若用PLC进行控制，必须编写控制程序。在PLC的RAM存储区中应有存放数据的存储单元。由于PLC是由继电器接触器控制系统发展而来的，而且在设计时考虑到便于电气技术人员容易学习与接受，因此将其存放数据的存储单元用继电器来命名。按存储数据的性质把这些数据存储器RAM命名为输入继电器区，输出继电器区，辅助继电器区，状态继电器区，定时器、计数器区，数据寄存器区等。我们通常把这些继电器称为编程元件，用户在编程时必须了解这些编程元件的符号与编号。1．输入继电器X输入继电器〔X)是PLC接收外部输入设备输入信号的窗口。每一个输入端子对应一个输入继电器。PLC通过输入接口将外部输入信号的状态（接通时为“1”，断开时为“0”）读入并存储在输入映像寄存器中，输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现其线圈。其触点的使用次数不限。FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，其中，基本单元的输入继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号按与基本单元最靠近处顺序进行编号。例如：基本单元FX2N-48M的输入继电器编号为X000-X027（24点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入继电器从X030开始编号。

2．输出继电器Y输出继电器(Y)是PLC向外部负载发送信号的窗口，PLC输出接口的每一个输出点对应一个输出继电器。输出继电器的线圈只能由程序驱动，每个输出继电器除了为内部控制电路提供编程用的常开、常闭触点外（内部触点使用次数不受限制），还为输出电路提供一个常开触点与输出接线端连接，驱动外部负载动作。FX系列PLC的输出继电器也以八进制进行编号，方法与输入继电器相同。

3．辅助继电器MPLC内部有很多辅助继电器，和输出继电器一样，只能由程序驱动，每个辅助继电器也有无数对常开、常闭接点供编程使用。其作用相当于接触器-继电器控制线路中的中间继电器。辅助继电器的接点在PLC内部编程时可以任意使用，但它不能直接驱动负载，外部负载必须由输出继电器的输出接点来驱动。FX2N系列PLC的辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。（1）通用辅助继电器FX2N系列PLC的通用辅助继电器的元件编号为M0~M499（采用十进制进行编号），共500点。通用辅助继电器没有断电保持功能，如果PLC运行时电源突然断电，则全部线圈复位，3．辅助继电器M（2）断电保持辅助继电器与通用辅助继电器不同的是断电保持继电器具有断电保护功能，即当PLC在运行中若发生断电时保持其原有的状态，重新通电后再现其状态。M500~M3071可以用于这种场合。（3）特殊辅助继电器FX2N系列PLC内有256个特殊辅助继电器，地址编号为M8000~M8255，它们用来表示PLC上的某些状态，提供时钟脉冲和标志(如进位、借位标志等)，设定PLC的运行方式，或者用于步进顺控、禁止中断、设定计数器的计数方式等。特殊辅助继电器通常分为两大类。3．辅助继电器M①只能利用其接点的特殊辅助继电器此类线圈由PLC自动驱动，用户只可以利用其接点。例如：M8000：运行监控。PLC运行时M8000接通，停止执行时M8000断开。M8002：初始化脉冲。仅在PLC开始运行的瞬间接通一个扫描周期。M8002的常开触点通常用于某些元件的复位与清零，也可作启动条件。M8011~M8014分别是10ms、100ms、1s和1min时钟脉冲。3．辅助继电器M②线圈驱动型特殊辅助继电器这类辅助继电器由用户程序驱动其线圈，使PLC执行特定的操作。M8033的线圈“通电”时，PLC由RUN进入STOP状态后，映像寄存器与数据寄存器中的内容保持不变。M8034的线圈“通电”时，全部输出被禁止。M8039的线圈“通电”时，PLC以D8039中指定的扫描时间工作。4．状态继电器S状态继电器（S）是一种在步进顺序控制程序中表达“工步”的继电器，是编制顺序控制程序的重要编程元件，它与后续的步进梯形指令STL配合使用。通常状态继电器软元件有下面五种类型：（1）初始状态继电器S0～S9共10点。（2）回零状态继电器S10～S19共10点。（3）通用状态继电器S20～S499共480点。（4）停电保持状态器S500～S899共400点。（5）报警用状态继电器S900～S999共100点。5．定时器T定时器（T）是用来实现延时功能的编程元件，它相当于接触器-继电器控制系统中的时间继电器，但是后者有通电延时和断电延时两种，而三菱FX2N系列PLC中的定时器只有通电延时功能，必须通过断电延时程序才能实现断电延时功能。三菱FX2N系列PLC中的定时器分为通用定时器和积算定时器两种。它们通过对一定周期的时钟脉冲进行累计而实现定时，时周脉冲周期有1ms，10ms，100ms三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。（1）通用定时器T0~T245T0~T199为100ms通用定时器，共200点，定时时间范围为0.1～3276.7s。其中T192~T199为子程序中断服务程序专用的定时器；T200~T245为10ms通用定时器，共46点，定时范围为0.01～327.67s。5．定时器T（2）积算定时器T246～T2551ms积算定时器T246～T249共4点，每点设定值范围0.001s～32