1.3.2 字軟元件

在1.2.2節(jié)里，介紹了PLC除了能處理開關(guān)量，還能處理數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)量是由多個開關(guān)量所組成的存儲單元整體。不同的PLC對這個存儲單元整體有不同的存儲結(jié)構(gòu)。在三菱FX系列中，這個存儲整體就是軟元件數(shù)據(jù)寄存器。數(shù)據(jù)寄存器結(jié)構(gòu)統(tǒng)一為一個16位寄存器，即進行數(shù)值處理的是一個16位整體的數(shù)據(jù)。這個16位的數(shù)據(jù)量通常稱為“字”，也稱為字元件。如果一個“字”的數(shù)據(jù)量所表示的數(shù)值和數(shù)據(jù)的精度不能滿足控制要求時，可以采用兩個相鄰的16位寄存器組成“雙字”進行擴展。關(guān)于“字”“雙字”等相關(guān)知識請參看1.2.2節(jié)。

數(shù)據(jù)寄存器又分為數(shù)據(jù)寄存器D，文件寄存器R，擴展文件寄存器ER和變址寄存器V、Z。

1.數(shù)據(jù)寄存器D

數(shù)據(jù)寄存器D分為非保持用、停電保持用的通用型數(shù)據(jù)寄存器和文件寄存器，特殊數(shù)據(jù)寄存器，變址寄存器。其編址如表1-10所示。

1）一般用數(shù)據(jù)寄存器

一般用數(shù)據(jù)寄存器的存儲特點是“一旦寫入，長期保持，存新除舊，斷電歸零”。數(shù)據(jù)寄存器一般是用指令或編程工具等外部設(shè)備寫入數(shù)據(jù)，寫入后內(nèi)容長期保存，但一旦存入新的數(shù)據(jù)，原有的數(shù)據(jù)就自動消失，因此在程序中可以反復(fù)進行讀寫。當(dāng)PLC斷電或停止運行（由RUN→STOP）時，數(shù)據(jù)寄存器馬上清零。

2）停電保持用數(shù)據(jù)寄存器

數(shù)據(jù)寄存器D的停電保持型與固定停電保持型的含義與輔助繼電器M相同，不再進行介紹。

3）特殊數(shù)據(jù)寄存器

特殊寄存器用來存放一些特定的數(shù)據(jù)。例如，PLC狀態(tài)信息、時鐘數(shù)據(jù)、錯誤信息、功能指令數(shù)據(jù)存儲、變址寄存器當(dāng)前值等。按照其使用功能可分為兩種，一種是只讀寄存器，用戶只能讀取其內(nèi)容，不能改寫其內(nèi)容，例如，可以從D8067中讀出錯誤代碼，找出錯誤原因，從D8005中讀取鋰電池電壓值等；另一種是可以進行讀寫的特殊寄存器，用戶可以對其進行讀寫操作，例如，D8000進行監(jiān)視掃描時間的數(shù)據(jù)存儲，出廠值為200ms，如果程序運行一個掃描周期時間大于200ms，可以修改D8000的設(shè)定值，使程序掃描時間延長。同樣，只讀存儲器在附錄特殊軟元件一覽表中，用[D]表示。

特殊數(shù)據(jù)寄存器的編號在很多情況下與特殊輔助繼電器有對應(yīng)關(guān)系，例如，M8066在用戶程序發(fā)生回路錯誤時為ON，而D8066則為該錯誤的錯誤代碼寄存器。

特殊數(shù)據(jù)寄存器有許多編號未定義或沒有使用，這些編號對應(yīng)的特殊數(shù)據(jù)寄存器也不能使用。

4）文件寄存器D1000～D7999

什么是文件寄存器？文件寄存器實際上是一類專用數(shù)據(jù)寄存器，用于存儲大量的PLC應(yīng)用程序需要用到的數(shù)據(jù)，例如，采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計計算數(shù)據(jù)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、數(shù)表、多組控制參數(shù)等。FX系列PLC是從數(shù)據(jù)寄存器D中專門取出一塊區(qū)域（D1000以后）用作文件寄存器。按每500個D為一塊進行分配，最多為14塊（7000個D）。當(dāng)然，如果這些區(qū)域的數(shù)據(jù)寄存器D不用作文件寄存器，仍然可當(dāng)作一般寄存器使用。

2.文件寄存器R和擴展文件寄存器ER

文件寄存器R是對數(shù)據(jù)寄存器D的擴展，而擴展文件寄存器ER是在PLC系統(tǒng)中使用擴展的存儲器盒時才可以使用的軟元件，它們的使用性能如表1-11所示。

文件寄存器R是一個16位的數(shù)據(jù)存儲器，使用相鄰的兩個文件寄存器可以組成32位數(shù)據(jù)寄存器。

文件寄存器R的使用與數(shù)據(jù)寄存器相同，但擴展文件寄存器ER有專門的指令對它操作。

3.變址寄存器V、Z

三菱FX有兩個特別的數(shù)據(jù)寄存器，它們稱為變址寄存器V和Z，寄存器V和Z各8個，即V0～V7和Z0～Z7，共16點。V0和Z0也可用V和Z表示。它們和通用數(shù)據(jù)寄存器一樣可以用作數(shù)值存儲，但主要是用作運算操作數(shù)地址的修改。利用V、Z來進行地址修改的尋址方式稱為變址尋址。因此，變址寄存器是有著特殊用途的數(shù)據(jù)寄存器。

關(guān)于變址尋址和變址寄存器V、Z在變址尋址中的應(yīng)用見1.4.2節(jié)變址尋址。

4.組合位元件Kn

位元件X，Y，M，S是只有兩種狀態(tài)的軟元件，而字元件是以16位寄存器為存儲單元的處理數(shù)據(jù)的軟元件。但是字元件也是由只有兩種狀態(tài)的bit位組成的。如果把位元件進行組合，例如，用16個M元件組成一組位元件，并規(guī)定M元件的兩種狀態(tài)分別為“1”和“0”，“1”表示通，“0”表示斷，這樣由16個M元件組成的16位二進制數(shù)則也可以看成是一個“字”元件。那么K4M0的16個M軟元件，可表示為M15～M0，規(guī)定其順序為M15，M14，…，M0，則如果其通斷狀況為0000 0100 1100 0101（M0，M2，M6，M7，M10為通；其余皆斷），這也是一個十六進制數(shù)H04D5。這樣就把位元件和字元件聯(lián)系起來了。這種由連續(xù)編址的位元件所組成的一組位元件稱為位元件組合。

在位元件組合中，如果對它的組合設(shè)置條件，規(guī)定組合的組數(shù)、位數(shù)等，則把這種按一定條件的位元件組合稱為組合位元件。

三菱FX系列對組合位元件做了如下一系列規(guī)定。

（1）組合元件的助記符是：

Kn+組件起始號

其中：n表示組數(shù)，起始號為組件最低編號。

（2）組合位元件的位組規(guī)定4位為一組，表示四位二進制數(shù)，多于一組以4的倍數(shù)增加，例如：

K1X0表示1組4位組合位元件X3～X0。這是一個組合“數(shù)位”。

K2Y0表示2組8位組合位元件Y7～Y0。這是一個組合“字”。

K8M10表示8組32位組合位元件M41～M10。這是一個組合“雙字”。

（3）按照規(guī)定，三菱FX系列組合位元件的類型有KnX、KnY、KnM和KnS四種，這四種組合位元件均按照字元件進行處理。

（4）組件的起始地址沒有特別的限制，一般可自由指定，但對于位元件X，Y來說，它們的編址是八進制的，因此，起始地址最好設(shè)定為尾數(shù)為0的編址，例如，X000，X010，Y000，Y010等。同時還應(yīng)注意，由于X，Y的數(shù)量是有限的，設(shè)定的組數(shù)不要超過實際應(yīng)用范圍。對于M，S位元件，為了避免引起混亂，建議把起始地址設(shè)定為M0，M10，M20等。

（5）組合位元件在使用時統(tǒng)一規(guī)定位元件狀態(tài)ON為“1”，OFF為“0”。

（6）組合位元件在與數(shù)據(jù)寄存器進行數(shù)據(jù)處理時，因為數(shù)值處理是分16位和32位進行的，所以組合位元件會有位數(shù)不夠和位數(shù)超過的問題。

當(dāng)組合位元件向數(shù)據(jù)寄存器傳送時，如果組合位元件位數(shù)不夠，則傳送后，數(shù)據(jù)寄存器的高位自動為0。例如，當(dāng)K2M0向D0傳送時，K2M0是8位，D0是16位，則K2M0向D0的低8位（b7～b0）傳送，而D0的高8位自動為0；反過來，D0向K2M0傳送時，D0有16位，K2M0是8位，則D0的低8位向K2M0傳送，而D0的高8位則不傳送。當(dāng)組合位元件的位數(shù)多于16位或32位時，指令不能輸入。

在指令中，組合位元件是一個字元件操作數(shù)，既可為源操作數(shù)，也可為目的操作數(shù)。在軟元件中，組合位元件是唯一把位元件和字元件緊密聯(lián)系在一起的操作數(shù)。因此，組合位元件給編程帶來了很大方便。

【例4】試說明如圖1-19程序行執(zhí)行功能。

程序的功能是利用一個二進制數(shù)來控制輸出Y的狀態(tài)。K25=B0000 0000 0001 1001，二進制位為“1”的對應(yīng)的Y有輸出，即Y0，Y3，Y4同時有輸出，其余均無輸出。通過本例可以看出，如果想控制相應(yīng)的輸出，只要把K4Y000變成一個字，再用這個字去控制即可，程序簡單方便。

【例5】試分析下面程序的執(zhí)行結(jié)果。

該程序執(zhí)行結(jié)果是把D0的低8位送到D11的低8位，把D0的高8位送到D12的低8位。在數(shù)據(jù)處理上，這叫作字的字節(jié)分離。利用類似程序，也可以進行數(shù)位分離。