西门子模块6ES7321-1FF10-0AA0性能参数
可编程控制器实质是用程序表达控制过程中事物间的逻辑或控制关系。这种关系必须借助机内器件来表达，这就要求在可编程控制器内部设置具有各种各样功能的，能方便地代表控制过程中各种事物的。这就是编程器件。
可编程控制器的编程器件从物理实质上来说是电路及存储器。具有不同使用目的的元件其电路有所不同。考虑工程技术人员的习惯，用电路中类似名称命名。称为输入继电器、输出继电器、辅助(中间)继电器、定时器、计时器等。为了明确它们的物理属性，称它们为“软继电器”。从编程的角度出发，我们可以不管这些器件的物理实现，只注重它们的功能，像在继电器电路中一样使用它们。
在可编程控制器中这种“器件”的数量往往是巨大的。为了区分它们的功能，不重复使地选用，我们给元件编上号码。这些号码也就是计算机存储单元的地址。fx2n系列具有数十种编程器件，它们均用字母和编号来表示。字母如x表示输入，y表示输出，编号由3位数字表示，数字因机型不同而异。
1．输入继电器（x0～x267）
输入继电器与plc的输入端相连，是plc接收外部开关信号的接口。与输入端子连接，输入继电器是光电隔离的电子继电器，其线圈、动合触点、动断触点与传统的硬继电器表示方法一样，如图左边所示。这里动合触点、动断触点的使用次数不限，这些触点在plc内部可以自由使用。fx2n型plc输入继电器采用八进制地址编号x0～x267，多可达184点，输入继电器必须由外部信号所驱动，而不能由程序驱动，其触点也不能直接输出驱动外部负载。
图1输入继电器示意图
2．输出继电器（y0～y267）
输出继电器是将plc的输出信号送给输出模快，再驱动外部负载的元件，如图2右边所示，每一个输出继电器有一个外部输出的动合触点（硬触点），它与plc的输出端子相连，而内部的软触点，不管是动合还是动断，都可无限制的自由使用。有一定的负载能力。fx2n型plc输出继电器也采用八进制地址编号y0～y267，多可达184点输出。
图2输出继电器示意图
例1：设计一个用在门铃上的小开环电路。只有在pb1被按下时，门铃bl1才响。
3．辅助继电器m
plc内部有很多辅助继电器，它的动合动断触点在plc内部编程时可以无限次的自由使用。但是这些触点不能直接驱动负载，辅助继电器m只能由程序驱动，外部负载必须由输出继电器的外部触点来驱动。
（1）通用辅助继电器（m0～m499）
通用辅助继电器作用类似，地址编号按十进制m0—m499共500点（在fx型plc中除了输入输出继电器外，其他所有器件都是十进制编号）。
（2）断电保持辅助继电器（m500～m1023）
plc在运行中若发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部成为断开状态。上电后，除了plc运行时被外部输入信号接通的以外，其他仍断开。不少控制系统要求保持断电瞬间状态。断电保持辅助继电器就是用于此场合，断电保持辅助继电器m500～m1023（524点）是由plc内装锂电池支持的。
（3）特殊辅助继电器（m8000～m8255）
plc内有256个特殊辅助继电器，这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能。根据使用方式可以分为二类：
一类为其线圈由plc自行驱动，用户只能利用其触点。如常用的有：
m8000为运行监视用，当plc运行，m8000接通。
m8002为初始化脉冲，在plc运行瞬间，m8002发一单脉冲。
m8012为产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。
m8013为产生1s时钟脉冲的特殊辅助继电器。
另一类为可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动线圈后，plc做特定动作。例如:
m8030：使battled(锂电池欠压指示灯)熄灭。
m8033：plc停止时输出保持。
m8034：禁止全部输出。
m8039：定时扫描方式。
注意，未定义的特殊辅助继电器不可在程序中使用。
fx2n plc各基本指令的符号、功能如下表所示。
表1基本指令一览
图2所示为使用上述三条基本指令的梯形图。图2-1-4 ld、ldi、out 指令使用说明梯形图
2．脉冲取指令ldp、ldf
ldp取脉冲上升沿:逻辑运算开始，与左母线连接的上升沿检测
ldf:取脉冲下降沿：逻辑运算开始，与左母线连接的下降沿检测
上升沿触点指令的功能是：指令元件置1的时刻有能流通过一个扫描周期。下降沿触点指令的功能是：指令元件置0的时刻有能流通过一个扫描周期。
3．触点串联指令and、ani
and：与指令，用于单个动合触点的串联。
ani：与非指令，用于单个动断触点的串联。
and与ani都是一个程序步指令，and、ani指令可多次重复使用，即串联触点个数不限；这两条指令的目标元件为x、y、m、t、c、s。out指令后，通过触点对其他线圈使用out指令称为纵接输出（连续），这种输出如果循序不错，可以多次重复。
例2：传送带上物理位置的检测。当包裹从传送带上过来时，经过两个光电管pc1和pc2，这两个光电管用来检测传动带上包裹的位置。要求当两个光电管都接通时，驱动贴邮票执行机构st1，给包裹贴上邮票。
4．触点并联指令or、ori
or：或指令，用于单个动合触点的并联
ori：或非指令，用于单个动断触点的并联
or与ori都是一个程序步指令，它们的目标元件是x、y、m、t、c、s；or、ori指令是将一个触点从当前步开始，直接并联到控制母线上，且并联次数不限。
典型控制程序
1、自锁程序
自锁电路也称自保持电路。常用于无机械锁定开关的启动停止控制中。如用无机械锁定功能的按钮控制的启动和停止；并且分为启动优先和断开优先两种。
图4断开优先程序和启动优先程序
2、互锁程序
互锁电路用于不允许同时动作的两个或多个继电器的控制，如电动机的正反转控制。
图5互锁控制程序
常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种等，输出设备有、、电磁阀等。正确地连接输入和输出电路，是保证plc安全可靠工作的前提。
1、plc与主令电器类设备的连接
图1是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。图中的plc为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端com，同时com端内带有dc24v。若是分组式输入，也可参照图下图的方法进行分组连接。
图1 plc与主令电器类输入设备的连接
2、 plc与旋转编码器的连接
旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给plc，利用plc的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出a、b、z三相脉冲，有的只有a、b相两相，简单的只有a相。
图2 旋转编码器与plc的连接
如图2所示是输出两相脉冲的旋转编码器与fx系列plc的连接示意图。编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是com端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用plc的dc24v电源。电源“-”端要与编码器的com端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的com端与plc输入com端连接，a、b两相脉冲输出线直接与plc的输入端连接，连接时要注意plc输入的响应时间。有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。
3、 plc与传感器的连接
传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致plc的误动作，此时可在plc输入端并联旁路电阻ｒ，如图3所示。当漏电流不足lma时可以不考虑其影响。
图3 plc与两线式传感器的连接
式中：i为传感器的漏电流（ma），uoff为plc输入电压低电平的上限值（v），rc为plc的输入阻抗（kω），rc的值根据输入点不同有差异。
4、plc与多位拨码开关的连接
如果plc控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与plc连接，在plc外部进行数据设定。如图4所示，为一位拨码开关的示意图，一位拨码开关能输入一位十进制数的0～9，或一位十六进制数的0～f。
图4 一位拨码开关的示意图
如图5所示，4位拨码开关组装在一起，把各位拨码开关的com端连在一起，接在plc输入侧的com端子上。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在plc的4个输入点上。由图可见，使用拨码开关要占用许多plc 输入点，所以不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。
图5 4位拨码开关与plc的连接
5、plc与输出设备开关的连接
plc与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图6所示以fx2n为例说明plc与输出设备的连接方法。图中接法是输出设备具有相同电源的情况，所以各组的公共端连在一起，否则要分组连接。图中只画出y0-y7输出点与输出设备的连接，其它输出点的连接方法相似。
图6 plc与输出设备的连接
6、 plc与感性负载的连接
plc的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使plc内部输出元件造成损坏。因此当plc与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。如图6-10所示。
图7 plc与感性输出设备的连接
图中，续流二极管可选用额定电流为1a、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120ω，值可取0.1~0.47μf，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。
7、plc与七段led显示器的连接
plc可直接用开关量输出与七段led显示器的连接，但如果plc控制的是多位led七段显示器，所需的输出点是很多的。
图8 plc与两位七段led灯显示器的连接
如图8所示，电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片cd4513驱动共阴极led七段显示器，两只cd4513的数据输入端a～d共用plc的4个输出瑞，其中a为低位，d为高位。le是锁存使能输入端，在le信号的上升沿将数据输入端输入的bcd数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。le为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，n个显示器占用的输出点数为p=4＋n。
如果plc使用继电器输出模块，应在与cd4513相连的plc各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时cd4513的输入端悬空。plc输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，因此应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用le信号的上升沿将数据锁存进cd4513。