浅谈内部辅助继电器在PLC编程中的应用

刘晓飞

摘 要：可编程序控制器（PLC）自问世以来，在工业自动化控制领域得到了广泛的应用，如果编程中用户对PLC内部辅助继电器的特点和用法有一个充分的了解，对编制出高品质控制程序有着重要的意义。结合对OMRON（欧姆龙） CP1H系列PLC应用的教学和培训经验，介绍了PLC内部辅助继电器在编程使用方面的技巧和经验。

关键词：可编程序控制器（PLC）；内部辅助继电器；应用方法和技巧

可编程序控制器（简称PLC）是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统。采用了可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等功能的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC应用技术已成为从事电气自动化和机电一体化技术的工程技术人员不可或缺的重要技能。PLC编程是PLC控制系统调试的重要工作内容之一。掌握内部辅助继电器的应用，对编制出高品质的控制程序有着重要的意义。国际知名PLC制造商中，具有代表性的日本OMRON（歐姆龙）公司生产的PLC，在我国的PLC市场有着比较广泛的应用。在此对OMRON（欧姆龙） CP1H系列PLC的内部辅助继电器进行介绍；内部辅助继电器是指只能在程序中调用的继电器。CP1H系列PLC的内部辅助继电器区由两部分构成，其寻址范围如下：1）CIO区中1200～1499通道和3800～6143通道，这两个区域在PLC扩展功能时可以被分配用作其他用途。2）W000～W511通道，此区域不能被分配用作其他用途，因此编程时应优先使用。内部辅助继电器区可以进行位地址的读写，也可以进行字地址的读写。本文以CP1H系列小型机为例，结合作者的教学经验，介绍了PLC内部辅助继电器在梯形图编程中的几点应用方法和技巧。

1.阶段性记忆状态

利用内部辅助继电器W0.00的启、保、停电路，建立一个阶段性记忆状态，用以满足控制要求。例如在机械手自动搬运的控制当中，机械手的自动抓取、搬运是由物料出口处的传感器来启动的，机械手自动搬运程序的启动和停止功能，就是利用内部辅助继电器W0.00的通、断电状态来具体体现出来的。如图1所示：

2.避免同一操作数的输出线圈被重复使用

同一操作数的输出线圈重复输出，就会使程序出现故障，无法执行用户程序。例如某设备的工作指示灯有两种显示方式，工作方式1时，指示灯长亮；工作方式2时，指示灯闪烁。对于同一输出继电器Q：100.00（指示灯）的线圈而言既是重复输出，而利用内部辅助继电器W0.00和W0.01分别记录Q：100.00（指示灯）长亮状态和闪烁状态，再用内部辅助继电器的触点，并联输出到Q：100.00（指示灯）的输出线圈。这样既避免了同一操作数的线圈重复输出和对程序的影响，又满足了设备的控制要求。如图2所示

3.实现逻辑关系的转换

CP1H系列PLC的定时器指令中，只有通电延时指令而没有断电延时指令，在很多情况下，为了满足控制要求需要有断电延时的产生，利用内部辅助继电器配合通电延时定时器，就可以实现断电延时的产生。如图3所示。接通输入继电器I：0.00（按钮）时，内部辅助继电器W0.00的线圈立即得电并自锁保持，定时器T0000因I：0.0（按钮）的断开而无法计时；断开输入继电器I：0.00（按钮）时，定时器T0000开始计时，设定时间到达时自动切断内部辅助继电器W0.00和定时器T0000。从而在内部辅助继电器W0.00上获得了一个断电延时的效果，实现逻辑关系的转换。

4.可作为临时存储区使用

内部辅助继电器不但可以进行位地址的读写，也可以进行字地址的读写。由于内部辅助继电器区在以下情况存储数据是被被清除的。1）工作模式变更（程序？运行或监视模式）时。2）电源断复位（ON→OFF→ON）时。3）用CX―Programmer软件进行清除操作时。因此在编写程序是只能作为临时存储区使用。在数据移位类指令、数据传送类指令、数据比较类指令、四则运算类指令、逻辑运算类指令、高速计数/脉冲输出指令等指令中，内部辅助继电器区可以用相应的数据格式作为操作数参加运算。

5.实现PLC与组态软件之间的通信

为了实现PLC控制与可编程序控制器终端（工业触摸屏）的链接使用，普遍采用组态软件，在上位机与PLC之间进行通信，组态用户界面用以操作和监视机器与设备。以组态软件MCGS为例，人机对话设备（如工业触摸屏或工控机）对PLC的监控是通过读取PLC的内部存储变量。组态设计时，可以使用空闲的内部辅助继电器来定义用于通信的用户变量，以提高编程的灵活性。

6.设计监控程序，提高PLC的抗干扰能力

PLC在工业环境下运行时会遇到各种干扰，为了提高PLC控制系统的抗干扰能力，在软件设计方面，可以采用定时器或计数器以及内部辅助继电器相配合，设计类似警戒时钟的程序，对用户程序进行循环扫描。每次扫描结果用一个内部辅助继电器的状态来记录，如果内部辅助继电器的状态不正常，程序可以进入错误循环，应立即报警或启动中断任务。

以上是对内部辅助继电器在PLC编程中应用的一些体会，上述方法在梯形图的设计中得到了验证。程序设计是一个需要不断实践，熟能生巧的过程，因而对PLC内部辅助继电器的应用还需要不断探索，以开发出更高效的PLC控制程序。

参考文献：

[1]霍罡，樊晓兵.欧姆龙CP1H PLC应用基础与编程实践[M].机械工业出版社，2008.

[2]霍罡，苏强.欧姆龙CP1系列PLC原理与典型案例精解[M].机械工业出版社，2016.

[3]陈忠平.欧姆龙CP1H系列PLC完全自学手册[M].化学工业出版社，2013.

[4]人力资源和社会保障部教材办公室， PLC应用技术（欧姆龙）[M]中国劳动社会保障出版社，2012.