S7-200系列PLC的系统内部资源介绍

    PLC中的每一个输入／输出、内部存储单元、定时器和计数器等都称为软元件。各软元件有其不同的功能，有固定的地址。软元件的数量决定了PLC的规模和数据处理能力，每一种PLC的软元件是有限的。    软元件是PLC内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路、寄存器及存储器单元等组成。例如，输入继电器是由输入电路和输入映像寄存器构成；输出继电器是由输出电路和输出映像寄存器构成；定时器和计数器也都是由特殊功能的寄存器构成。它们都具有继电器的特性，但没有机械触点。为了把这种元器件与传统电器控制中的继电器区分开来，这里把它们称为软元件或软继电器。这些软继电器的最大特点是其触点（包括常开触点和常闭触点）可以无限次使用。    编程时，用户只需记住软元件的地址即可。每一个软元件都有一个地址与之相对应，软元件的地址编排采用区域号加区域内编号的方式。即PLC内部根据软元件的功能不同，分成了许多区域，如输入／输出继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器区等。下面就分别进行介绍。    1．输入继电器(I)    输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应，它用于接受外部的开关信号。当外部的开关信号为闭合时，输入继电器的线圈得电，在程序中常开触点闭合，常闭触点断开。    在每个扫描周期的开始，PLC对各输入点进行采样，并把采样值送到输入映像寄存器。PLC在接下来的本周期各阶段不再改变输入映像寄存器中的值，直到下一个扫描周期输入新的采样值。    PLC输入映像寄存器区的大小如表3-1所示。实际输入点数不能超过这个数量，未用的输入映像区可以供其他编程元件使用，如可以充当通用辅助继电器或数据寄存器。注意：这只有在寄存器的整个字节的所有位都未被占用的情况下才可作他用，否则会出现错误的执行结果。    2．输出继电器(Q)    输出继电器一般都有一个PLC上的输出端子与之对应。当通过程序使得输出继电器线圈得电时。PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。    在每个扫描周期的输入采样、程序执行等阶段，并不把输出结果信号直接送到输出继电器，而只是送到输出映像寄存器，只有在每个扫描周期的末尾才将输出映像寄存器中的结果几乎同时送到输出锁存器，对输出点进行刷新。实际未用的输出映像区可作他用，用法与输入继电器相同。    3．内部位存储器(M)    内部位存储器的作用和继电一接触器控制系统中的中间继电器相同，它在PLC中没有输入／输出端与之对应，因此它的触点不能驱动外部负载。这是与输出继电器的主要区别。它主要起逻辑控制作用。    4．特殊存储器( SM)    有些内部存储器具有特殊功能或存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息的功能，称其为特殊存储器。用户可以通过特殊标志来沟通PLC与被控对象之间的信息，如可以读取程序运行过程中的设备状态和运算结果信息，利用这些信息实现一定的控制动作。用户也可通过直接设置某些特殊存储器位来使设备实现某种功能，例如：    SM0.1：首次扫描为1，以后为0，常用来对程序进行初始化，属只读型；    SMl.2：当机器执行数学运算的结果为负时，该位被置1，属只读型；    SMB28和SMB29：分别存储模拟调节器0和1的输入值，CPU每次扫描时更新该值，属只读型。    常用特殊存储器的功能参见附录B。    5．变量存储器(V)    变量存储器用来存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。在进行数据处理时，变量存储器会被经常使用。    6．局部变量存储器(L)    局部变量存储器用来存放局部变量。局部变量与变量存储器所存储的全局变量十分相似，主要区别在于全局变量是全局有效的，而局部变量是局部有效的。全局有效是指同一个变量可以被任何程序（包括主程序、子程序和中断程序）访问；而局部有效是指变量只和特定的程序相关联。    S7-200 PLC提供64B的局部存储器，其中60个可以作暂时存储器或用于子程序传递参数。主程序、子程序和中断程序都有64B的局部存储器可以使用。不同程序的局部存储器不能互相访问。机器在运行时，根据需要动态地分配局部存储器，在执行主程序时，分配给子程序或中断程序的局部变量存储区是不存在的，当子程序调用或出现中断时，需要为之分配局部存储器，新的局部存储器可以是曾经分配给其他程序块的同一个局部存储器。    7．定时器(T)    定时器是PLC中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。电气自动控制的大部分领域都需要用定时器进行时间控制，灵活地使用定时器可以编制出复杂动作的控制程序。    定时器的工作过程与继电一接触器控制系统的时间继电器基本相同，但它没有瞬动触点。使用时要提前输入时间预设值。当定时器的输入条件满足时开始计时，当前值从0开始按一定的时间单位增加；当定时器的当前值达到预设值时，定时器触点动作。利用定时器的触点就可以得到控制所需的延时时间。    8．计数器(C)    计数器可用来累计输入脉冲的个数，经常用于对产品进行计数或进行特定功能的编程。使用时要提前输入它的设定值（计数的个数）。当输入触发条件满足时，计数器开始累计它的输入端脉冲电位上升沿（正跳变）的次数；当计数器计数达到预定的设定值时，其常开触点闭合，常闭触点断开。    9．模拟量输入映像寄存器( AI)、模拟量输出映像寄存器(AQ)    模拟量输入电路用以实现模拟量／数字量( A/D)之间的转换，而模拟量输出电路用以实现数字量／模拟量( D/A)之间的转换。    在模拟量输入／输出映像寄存器中，数字量的长度为1个字长（16位），且从偶数号字节进行编址来存取转换过的模拟量值，如O、2、4、6、8等。编址内容包括元件名称、数据长度和起始字节的地址，如：AIW6，AQW12等。    PLC对这两种寄存器的操作方式不同的是，模拟量输入寄存器只能进行读取操作，而对模拟量输出寄存器只能进行写入操作。    10．高速计数器(HC)    高速计数器的工作原理与普通计数器基本相同，它用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲。高速计数器的当前值是一个双字长（32位）的整数，且为只读型。高速计数器的数量很少，编址时只用名称HC和编号，如：HC2。    11．累加器(AC)    S7-200 PLC提供4个32位累加器，分别为AC0、AC1、AC2、AC3。累加器AC是用来暂存数据的寄存器。它可以用来存放如运算数据、中间数据和结果数据，也可用来向子程序传递参数，或从子程序返回参数。使用时只表示出累加器的地址编号，如AC0。累加器可进行读、写两种操作。累加器的可用长度为32位，数据长度可以是字节、字或双字，但实际应用时，数据长度取决于进出累加器的数据类型。