可編程控制器實(shí)質(zhì)是用程序表達(dá)控制過(guò)程中事物間的邏輯或控制關(guān)系。這種關(guān)系必須借助機(jī)內(nèi)器件來(lái)表達(dá)，這就要求在可編程控制器內(nèi)部設(shè)置具有各種各樣功能的，能方便地代表控制過(guò)程中各種事物的元器件。這就是編程器件。

可編程控制器的編程器件從物理實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)是電子電路及存儲(chǔ)器。具有不同使用目的的元件其電路有所不同。考慮工程技術(shù)人員的習(xí)慣，用繼電器電路中類似名稱命名。稱為輸入繼電器、輸出繼電器、輔助(中間)繼電器、定時(shí)器、計(jì)時(shí)器等。為了明確它們的物理屬性，稱它們?yōu)椤败浝^電器”。從編程的角度出發(fā)，我們可以不管這些器件的物理實(shí)現(xiàn)，只注重它們的功能，像在繼電器電路中一樣使用它們。

在可編程控制器中這種“器件”的數(shù)量往往是巨大的。為了區(qū)分它們的功能，不重復(fù)使地選用，我們給元件編上號(hào)碼。這些號(hào)碼也就是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元的地址。FX2N系列plc具有數(shù)十種編程器件，它們均用字母和編號(hào)來(lái)表示。字母如X表示輸入，Y表示輸出，編號(hào)由3位數(shù)字表示，數(shù)字因機(jī)型不同而異。

1．輸入繼電器（X0～X267）

輸入繼電器與PLC的輸入端相連，是PLC接收外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的接口。與輸入端子連接，輸入繼電器是光電隔離的電子繼電器，其線圈、動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)與傳統(tǒng)的硬繼電器表示方法一樣，如圖左邊所示。這里動(dòng)合觸點(diǎn)、動(dòng)斷觸點(diǎn)的使用次數(shù)不限，這些觸點(diǎn)在PLC內(nèi)部可以自由使用。FX2N型PLC輸入繼電器采用八進(jìn)制地址編號(hào)X0～X267，最多可達(dá)184點(diǎn)，輸入繼電器必須由外部信號(hào)所驅(qū)動(dòng)，而不能由程序驅(qū)動(dòng)，其觸點(diǎn)也不能直接輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

                                     圖1 輸入繼電器示意圖

2．輸出繼電器（Y0～Y267）

輸出繼電器是將PLC的輸出信號(hào)送給輸出模快，再驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的元件，如圖2右邊所示，每一個(gè)輸出繼電器有一個(gè)外部輸出的動(dòng)合觸點(diǎn)（硬觸點(diǎn)），它與PLC的輸出端子相連，而內(nèi)部的軟觸點(diǎn)，不管是動(dòng)合還是動(dòng)斷，都可無(wú)限制的自由使用。有一定的負(fù)載能力。FX2N型PLC輸出繼電器也采用八進(jìn)制地址編號(hào)Y0～Y267，最多可達(dá)184點(diǎn)輸出。

圖2 輸出繼電器示意圖

例1：設(shè)計(jì)一個(gè)用在門鈴上的小開(kāi)環(huán)電路。只有在PB1被按下時(shí)，門鈴BL1才響。

3．輔助繼電器M

PLC內(nèi)部有很多輔助繼電器，它的動(dòng)合動(dòng)斷觸點(diǎn)在PLC內(nèi)部編程時(shí)可以無(wú)限次的自由使用。但是這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，輔助繼電器M只能由程序驅(qū)動(dòng)，外部負(fù)載必須由輸出繼電器的外部觸點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。

（1）通用輔助繼電器（M0～M499） 

通用輔助繼電器作用類似中間繼電器，地址編號(hào)按十進(jìn)制M0—M499共500點(diǎn)（在FX型PLC中除了輸入輸出繼電器外，其他所有器件都是十進(jìn)制編號(hào)）。

（2）斷電保持輔助繼電器（M500～M1023）

PLC在運(yùn)行中若發(fā)生停電，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部成為斷開(kāi)狀態(tài)。上電后，除了PLC運(yùn)行時(shí)被外部輸入信號(hào)接通的以外，其他仍斷開(kāi)。不少控制系統(tǒng)要求保持?jǐn)嚯娝查g狀態(tài)。斷電保持輔助繼電器就是用于此場(chǎng)合，斷電保持輔助繼電器M500～M1023（524點(diǎn)）是由PLC內(nèi)裝鋰電池支持的。

（3）特殊輔助繼電器（M8000～M8255）

PLC內(nèi)有256個(gè)特殊輔助繼電器，這些特殊輔助繼電器各自具有特定的功能。根據(jù)使用方式可以分為二類：

一類為其線圈由PLC自行驅(qū)動(dòng)，用戶只能利用其觸點(diǎn)。如常用的有：

M8000為運(yùn)行監(jiān)視用，當(dāng)PLC運(yùn)行，M8000接通。

M8002為初始化脈沖，在PLC運(yùn)行瞬間，M8002發(fā)一單脈沖。

M8012為產(chǎn)生100ms時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器。

M8013為產(chǎn)生1s時(shí)鐘脈沖的特殊輔助繼電器。

另一類為可驅(qū)動(dòng)線圈型特殊輔助繼電器，用戶驅(qū)動(dòng)線圈后，PLC做特定動(dòng)作。例如:

M8030：使BATTLED(鋰電池欠壓指示燈)熄滅。

M8033：PLC停止時(shí)輸出保持。

M8034：禁止全部輸出。

M8039：定時(shí)掃描方式。

注意，未定義的特殊輔助繼電器不可在程序中使用。

FX2N PLC各基本指令的符號(hào)、功能如下表所示。

表1 基本指令一覽

圖2所示為使用上述三條基本指令的梯形圖。圖2-1-4 LD、LDI、OUT 指令使用說(shuō)明梯形圖

2．脈沖取指令LDP、LDF

LDP取脈沖上升沿:邏輯運(yùn)算開(kāi)始，與左母線連接的上升沿檢測(cè)

LDF:取脈沖下降沿：邏輯運(yùn)算開(kāi)始，與左母線連接的下降沿檢測(cè)

上升沿觸點(diǎn)指令的功能是：指令元件置1的時(shí)刻有能流通過(guò)一個(gè)掃描周期。下降沿觸點(diǎn)指令的功能是：指令元件置0的時(shí)刻有能流通過(guò)一個(gè)掃描周期。

3．觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND、ANI

AND：與指令，用于單個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)的串聯(lián)。

ANI：與非指令，用于單個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)的串聯(lián)。

AND與ANI都是一個(gè)程序步指令，AND、ANI指令可多次重復(fù)使用，即串聯(lián)觸點(diǎn)個(gè)數(shù)不限；這兩條指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、T、C、S。OUT指令后，通過(guò)觸點(diǎn)對(duì)其他線圈使用OUT指令稱為縱接輸出（連續(xù)），這種輸出如果循序不錯(cuò)，可以多次重復(fù)。

例2：傳送帶上物理位置的檢測(cè)。當(dāng)包裹從傳送帶上過(guò)來(lái)時(shí)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電管PC1和PC2，這兩個(gè)光電管用來(lái)檢測(cè)傳動(dòng)帶上包裹的位置。要求當(dāng)兩個(gè)光電管都接通時(shí)，驅(qū)動(dòng)貼郵票執(zhí)行機(jī)構(gòu)ST1，給包裹貼上郵票。

4．觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORI

OR：或指令，用于單個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)的并聯(lián)

ORI：或非指令，用于單個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)的并聯(lián)

OR與ORI都是一個(gè)程序步指令，它們的目標(biāo)元件是X、Y、M、T、C、S；OR、ORI指令是將一個(gè)觸點(diǎn)從當(dāng)前步開(kāi)始，直接并聯(lián)到控制母線上，且并聯(lián)次數(shù)不限。

典型控制程序

1、自鎖程序

自鎖電路也稱自保持電路。常用于無(wú)機(jī)械鎖定開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)停止控制中。如用無(wú)機(jī)械鎖定功能的按鈕控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止；并且分為啟動(dòng)優(yōu)先和斷開(kāi)優(yōu)先兩種。

                       圖4 斷開(kāi)優(yōu)先程序和啟動(dòng)優(yōu)先程序

2、互鎖程序

互鎖電路用于不允許同時(shí)動(dòng)作的兩個(gè)或多個(gè)繼電器的控制，如電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。

                                 圖5 互鎖控制程序