PLC内存分配

了解PLC的工作原理需要从PLC的内存开始，PLC 的变量采用绝对地址变量方式，每个位变量或者数值变量在PLC内部都是唯一性的，编程时只能按要求读取和写入这些变量的值。这里通过了解某款PLC的继电器、数据存储器来理解一般 PLC 的内存分配情况，为单片机开发 PLC 做准备。

这张图是某款PLC的继电器、存储器和常数表，下面逐个做出解释。

2.1 继电器。 其中继电器分为5类，分别是输入类继电器、输出继电器、内部继电器、定时器与计数器、特殊内部继电器。这里的继电器并非利用线圈和触电组成的物理类继电器，而是PLC数据存储器中的某个位变量，当这个位变量为“0”时，表示该继电器断开，当位变量为“1”时表示继电器闭合。

2.1.1 输入类继电器（X），PLC可以通过这类继电器读取输入的通断信号，用“X”标记。如输入点0将标记为X0。表中说明了这款PLC共有208个输入点，标记为X0-X12F。标记中的解释信息如下：

在上表中，列表示字节地址，行表示位地址，继电器应由继电器名+字节地址+位地址组成，当字节地址为“0”时，总结地址省略。

所以 X5就是X05，表示此继电器为输入型继电器，字节地址为“0”，位地址为“5”。X37就是字节地址为“3”，位地址为“7”的输入型继电器。如果表中空白表示位值为“0”，阴影表示值为“1”，那么X5 = 0；X37 = 1.

2.1.2 输出类继电器（Y），PLC可以通过这类继电器输出控制外部接口的通断，从而控制外围设备中电磁阀的通断，指示灯、接触器等外部用电器的通断。输出继电器用“Y”标记。如输出点0将标记为Y0。表中说明了这款PLC共有208个输出点，标记为Y0-Y12F。标记中的解释信息如下：

2.1.3 内部继电器（R），PLC运行时的中间值将保存在内部继电器中。内部继电器保存程序运算中的中间位变量信号，如：R0 = X1 & X2，这里R0就用来保存X1和X2相与的结果。R0的结果只保存在内存中，与外部输出没有任何联系，除非将R0的结果赋值给输出继电器，如：Y3 = R0，这样R0的结果将通过Y3发送出去。

内部继电器的值是暂存状态的，如果PLC在失电后这些数据将变为0，所以为了保存某些内部位变量，需要改变“易失性”的特性，变成保持型继电器。一般PLC在使用手册上会注明内部保持型继电器的区域范围。

内部继电器用“R”标记。如内部继电器点0将标记为R0。表中说明了这款PLC共有1008个内部继电器点，标记为R0-R62F。标记中的解释信息如下：

2.1.4 定时器和计数器继电器（T/C），PLC可以利用这些继电器实现计时或计数的功能。定时器或计数器分为两部分，一个是时间继电器或计数继电器，另一个是触点。当计时或计数的结果到达时将设定对应的触点位变量为1。计时器和计数器使用减值工作法，如T0的设定值是5s，当T0的工作条件满足时，每经过1s，T0减1，直到T0的值为0时，T0的位变量值为1。当T0的工作条件不满足时，T0对应的位变量为0。同理，计数器的工作原理一样。只是计时器以内部时间为减1的触发信号，计数器以位信号输入为减1的触发信号。

2.1.5 特殊内部继电器（R），PLC运行时的用于指示状态的内部继电器。表中指出该PLC共有64个特殊继电器位变量信号，如：常On，常Off，秒计时标志，加法溢出标志，错误警告标志等。

2.2 值存储区。 表中的值存储区是指字变量数值的保存区域，共有8个类型。其中WX、WY、WR的字分别对应2.1中的X继电器、Y继电器、R继电器的位变量数值。

2.2.1 输入继电器数值存储器WX。 通过WX的字变量可以一次性读取输入信号的变量值，它和X继电器的位变量信号一一对应。如下所示：

表中是X0-XF的输入信号状态， 其中X2、X6、X8、XD、XE 为“1”，WX的值为：

WX0 = 1x2^2 + 1x2^6 + 1x2^8 +1x2^13 + 1x2^14 = H6144(16进制) = D24900(10进制)。

输入继电器字地址由WX0-WX12共13个字节。WX0字对应R0-RF的位变量，WX1字对应X10-X1F的位变量，以此类推最后一个字WX12对应WX120-WX12F的位变量。

WY、WR的字变量的值特性与WX一样。WY的地址也是0-12，WR的字地址为0-62。对于特殊内部继电器没有字地址的读取必要，所以PLC中不支持对特殊内部继电器字变量的读写。

2.2.2 数据寄存器（DT）。 用于程序中的数据存储，每个字位16位，地址由DT0-DT1659共1660个字。字可读可写，但不支持字中的位变量的读写。由16位的性质可以得到如果这是一个无符号整数，数值的范围是0-65535。如果这是一个有符号数，数值范围是-32768-32767。

2.2.3 定时/计数器设定值区（SV）和定时/计数器经过值区（EV）。 SV是用户为定时/计数器设定的数值。当触发器闭合时，设定时间[n]递减，当经过值达到零时，定时器触点Tn(n为定时器触点编号)闭合。若在运行过程中触发器断开，则运行停止且经过值复位(清零)。

通过下面的实例，大家理解一下设定值（SV）和经过值（EV）的区别。

定时器动作：

方法一：下面是用K常数来设置设定值的示例。指定设定值区(SV)时的动作的说明。

(1)当PLC模式切换到运行(RUN)、或在运行模式下接通电源,定时设定值被传输至相同编号的设定值区(SV)。

(2)当计时触发器由OFF变为ON时，设置值被由设定值区(SV)传输至相同编号的经过值区(EV)。

(若在触发器闭合的情况下PLC模式变为运行，则会进行同样的动作。)

(3)若触发器保持闭合状态，则经过值区(EV)的值递减。

(4)当经过值区(EV)的值达到零时，同号的定时器触点(T)变为ON。

方法二：直接指定设定值区编号作为定时器设定值

设定值区号(SV)可直接指定为设定值n。

上述程序的具体操作如下：

① 当触发器X0为ON时，执行高级指令F0(MV)，将K30设置到SV5

② 触发器X1变为ON后，由设定的数值30开始进行递减操作。

指定n(设定值SV的编号)为与定时器相同的编号。

2.2.4 特殊数据寄存器。 该寄存器的地址从DT90000-DT90111共112个字节，用于存储特殊数据的数据存储区，如用户的不同PLC特性设置，PLC运行中的错误代码等将被存储这个区域。用户可以同过这些寄存器定制化如通信频率，脉冲输出等性能，也能通过错误代码区的信息发现程序运行中的代码问题，运行故障等，便于差错。

2.2.5 索引寄存器(I)。 共两个字节的寄存器（IX，IY），寄存器可被用作存储区地址和常数的修改器。索引寄存器用于间接指定常数和存储区地址。可使用IX 和IY 两个16 位寄存器。用索引寄存器中的值来改变地址和常数，称为“变址”。

地址变址：地址 = 基地址 + IX 或IY 中的值(K 常数)

修改常数：常数 = 基数据 + IX 或IY 中的值

变址修改方法：

西门子S7-1200编程实例，基本逻辑运算指令如何使用？

西门子S7-1200中的逻辑运算指令包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、取反、编码、解码、选择、多路复用等。下面我们来介绍基本逻辑运算指令的使用方法。

逻辑与、逻辑或、逻辑异或指令如下图所示，其中，问号处可选择的数据类型为字节BYTE、字WORD、双字DWORD。IN1、IN2和OUT必须具有相同的数据类型。指令执行时，将输入参数IN1、IN2的对应位分别进行逻辑与、逻辑或、逻辑异或运算，结果送到输出参数OUT中。

取反指令如下图所示，其中，问号处可选数据类型为各种整形、字节、字、双字。IN和OUT必须具有相同的数据类型。指令执行时，将输入参数IN各二进制位的值取反，也就是将0变1、1变0，结果送到输出参数OUT中。

下面，我们通过一个编程实例来说明基本逻辑运算指令如何使用。将MW2和MW4中的数据进行逻辑与后，送到MW6中。

一、编写程序。首先在项目树中打开PLC_1下面的程序块文件夹，双击MAIN打开程序编辑器，在指令树中打开字运算文件夹，选择与逻辑运算指令，双击或拖放到编程区域，单击问号处，选择数据类型为WORD，在IN1处输入地址MW2，编辑器自动为MW2生成了变量名称TAG_1，可以在PLC变量表中修改，IN2处输入地址MW4，OUT处输入地址MW6。这样，一个简单的逻辑运算指令应用实例就完成了，单击保存项目按钮保存项目。

二、编译、下载程序到PLC。选中项目树中的PLC_1，单击编译按钮编译项目，单击下载按钮将所有块下载到PLC。

三、查看程序运行情况。在项目树中单击打开监视表格文件夹，双击添加新监控表格，可以看到项目树中添加了监视表格_1，同时在工作区打开了监视表格编辑器，在地址列依次输入MW2、MW4、MW6，默认显示格式为十六进制，在MW2和MW4的修改值列中分别输入1234和00FF，将MW2的显示格式改为二进制，选中该单元格，将鼠标放在右下角的小方块处，当鼠标指示变为十字形时按住鼠标左键往下拉两行，可以看到显示格式均改为二进制，单击全部监视按钮，所有数据的当前值全为0，单击一次性修改所有选定值按钮将新值写入，观察逻辑运算结果。

本篇我们通过一个简单的编程实例来介绍了西门子S7-1200基本逻辑运算指令的使用方法，更多西门子PLC编程的相关内容请持续关注本号。

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