PLC梯形图的内部是由许多不同功能的元件构成的，它们并不是真正的硬件物理元件，而是由电子电路和存储器组成的软元件，如X代表输入继电器，是由输入电路和输入映像寄存器构成的，用于直接输入给PLC物理信号；Y代表输出继电器，是由输出电路和输出映像寄存器构成的，用于从PLC直接输出物理信号；T代表定时器、M代表辅助继电器、C代表计数器、S代表状态继电器、D代表数据寄存器，它们都是由存储器组成的，用于PLC内部的运算。
下面以典型的输入继电器、输出继电器和时间继电器等为例进行介绍。
一、输入/输出（I/O）继电器
输入继电器常使用字母X进行标识，与PLC的输入端子相连，将外部输入的开关信号状态读入并存储在输入映像寄存器中，它只能够使用外部输入信号进行驱动，而不能使用程序进行驱动；输出继电器常使用字母Y进行标识，与PLC的输出端子相连，将PLC输出的信号送给输出模块，然后由输出接口电路将其信号输出来控制外部的继电器、交流接触器、指示灯等负载，它只能够使用PLC内部程序进行驱动。图2-6所示为输入继电器和输出继电器的信号传递过程。
图2-6 输入继电器和输出继电器的信号传递过程
二、定时器
PLC梯形图中的定时器相当于电气控制线路中的时间继电器，常使用字母T进行标识。不同品牌型号的PLC，定时器的种类也有所不同，下面以三菱FX2N系列PLC定时器为例进行介绍。
三菱FX2N系列PLC定时器可分为通用型定时器和累计型定时器两种。该系列PLC定时器的定时时间t=分辨率等级（ms）×计时常数（K）。不同类型、不同号码的定时器所对应的分辨率等级也有所不同，计算定时器的定时号码对应关系可参见表2-3进行。
表2-3三菱FX
三菱FN2X系列PLC中，一般用十进制的数来确定计时常数K值（0～32767），例如，定时器T0，其分辨率等级为100ms，当计时常数K预设值为50，则实际的定时时间t=100ms×50=5000ms=5s。
（1）通用型定时器
通用型定时器的定时器线圈得电或失电后，经一段时间延时，触点才会相应动作。但当输入电路断开或停电时，定时器不具有断电保持功能。图2-7所示为通用型定时器的内部结构及工作原理图。
图2-7通用型定时器的内部结构及工作原理图
输入继电器触点X0闭合，将计数数据送入计数器中，计数器从零开始对时钟脉冲进行计数，当计数值等于计时常数（设定值K）时，电压比较器输出端输出控制信号控制定时器常开触点、常闭触点相应动作。当输入继电器触点X0断开或停电时，计数器复位，定时器常开、常闭触点也相应复位。
图2-8通用型定时器的工作过程
当输入继电器触点X1闭合时，定时器线圈T200得电，开始从零对10ms时钟脉冲进行计数，即进行延时控制，当计数值与计时常数256相等时，定时器常开触点T200闭合，即延时时间到达2.56s时闭合，此时输出继电器线圈Y1得电。
（2）累计型定时器
累计型定时器与通用型定时器不同的是，累计型定时器在定时过程中断电或输入电路断开时，定时器具有断电保持功能，能够保持当前计数值，当通电或输入电路闭合时，定时器会在保持当前计数值的基础上继续累计计数。图2-9所示为累计型定时器的内部结构及工作原理图。
图2-9累计型定时器的内部结构及工作原理图
输入继电器触点X0闭合，将计数数据送入计数器中，计数器从零开始对时钟脉冲进行计数，当定时器计数值未达到计时常数（设定值K），输入继电器触点X0断开或断电时，计数器可保持当前计数值，当输入继电器触点X0再次闭合或通电时，计数器在当前值的基础上开始累计计数，当累计计数值等于计时常数（设定值K）时，电压比较器输出端输出控制信号控制定时器常开触点、常闭触点相应动作。
当复位输入触点X1闭合时，计数器计数值复位，其定时器常开、常闭触点也相应复位。
图2-10累计型定时器的工作过程
当输入继电器触点X1闭合时，定时器线圈T254得电，开始从零对100ms时钟脉冲进行计数，即进行延时控制；当定时器线圈T254得电t时间后X1断开时，T254将保留当前计数值，即当前所延时的时间；当X1再次闭合时，T254在当前值的基础上开始累计计数，经过t1时间后，当累计计数值与计数常数234相等时，定时器
常开触点T254闭合，即延时累计时间到达t t1=23.4s时闭合，输出继电器线圈Y1得电。
当复位输入触点X2闭合时，定时器T254被复位，当前值变为零，常开触点T254也随之复位断开。
三、辅助继电器
PLC梯形图中的辅助继电器相当于电气控制线路中的中间时间继电器，常使用字母M进行标识，是PLC编程中应用较多的一种软元件。它不能直接读取外部输入，也不能直接驱动外部负载，只能用于辅助运算。
辅助继电器根据功能的不同可分为通用型辅助继电器、保持型辅助继电器和特殊型辅助继电器3种。
（1）通用型辅助继电器（M0～M499）
通用型辅助继电器在PLC中常用于辅助运算、移位运算等。该类型辅助继电器不具备断电保持功能，即在PLC运行过程中突然断电时，通用型辅助继电器线圈全部变为“OFF”状态；当PLC再次接通电源时，除由外部输入信号控制的通用型辅助继电器变为“ON”状态外，其余通用型辅助继电器均保持“OFF”状态，如图2-11所示。
图2-11通用型辅助继电器
PLC接通电源时，通用型辅助继电器线圈M0和输出继电器线圈Y0得电（“ON”状态），常开触点M0闭合自锁（“ON”状态）。
PLC突然断电时，通用型辅助继电器线圈M0和输出继电器线圈Y0失电（“OFF”状态），常开触点M0断开解除自锁（“OFF”状态）。
PLC再次接通电源时，通用型辅助继电器线圈M0和输出继电器线圈Y0仍维持失电状态（“OFF”状态）。
（2）保持型辅助继电器（M500～M3071）
保持型辅助继电器能够记忆电源中断前的瞬时状态，该类型辅助继电器在PLC运行过程中突然断电时，可使用备用锂电池对其映像寄存器中的内容进行保持，当再次接通电源，保持型辅助继电器线圈保持断电前的瞬时状态，如图2-12所示。
图2-12保持型辅助继电器
PLC接通电源时，保持型辅助继电器线圈M500和输出继电器线圈Y0得电（“ON”状态），常开触点M500闭合自锁（“ON”状态）。
PLC突然断电时，保持型辅助继电器线圈M500进行断电保持，维持“ON”状态，常开触点M500仍保持闭合状态（“ON”状态），此时输出继电器线圈Y0失电（“OFF”状态）。
PLC再次接通电源时，保持型辅助继电器线圈和常开触点M500仍维持“ON”状态，此时输出继电器线圈Y0继续得电（“ON”状态）。
（3）特殊型辅助继电器（M8000～M8255）
特殊型辅助继电器具有特殊的功能，如设定计数器的计数方向、禁止中断、设定PLC的运行方式、用于步进顺控等，如2-13图所示。
图2-13特殊型辅助继电器
当特殊型辅助继电器M8200为“OFF”状态时，计数器C200的计数方向为累加计数；当特殊型辅助继电器M8200为“ON”状态时，计数器C200的计数方向为递减计数。
四、计数器
PLC梯形图中的计数器常使用字母C进行标识，不同品牌型号的PLC，计数器的种类也有所不同，下面以三菱FX2N系列PLC计数器为例进行介绍。
三菱FX2N系列PLC计数器根据记录开关量的频率可分为内部信号计数器和外部高速计数器。
（1）内部信号计数器
内部信号计数器简称内部计数器，用来对PLC内部软元件提供的信号进行计数，其计数脉冲“ON”或“OFF”的持续时间应大于PLC的扫描周期。计数器工作过程中，当计数值达到计数器的设定值时，计数器的常开、常闭触点会相应动作。
内部计数器可分为16位加计数器和32位加/减计数器，这两种类型的计数器又分别可分为通用型计数器和累计型计数器两种。表2-4所列为三菱FX2N系列PLC计数器的类型及号码对照表。
表2-4三菱FX
① 16位加计数器。图2-14所示为通用型16位加计数器的工作过程。当计数脉冲输入触点X1闭合时，计数器C0的当前值加1；当计数脉冲输入触点X1闭合5次时，即5个计数脉冲输入后，计数器C0当前值等于计数常数5，此时计数器常开触点C0闭合，输出继电器线圈Y1得电。
图2-14通用型16位加计数器的工作过程
当计数器C0当前值达到计数常数5，即使计数脉冲输入信号再次输入，计数器C0的当前值也会保持不变。
当复位输入触点X2闭合时，计数器C0被复位，当前值变为零，常开触点C0也随之复位断开。
累计型16位加计数器与通用型16位加计数器的工作过程基本相同，不同的是，累计型计数器在计数过程中断电时，计数器具有断电保持功能，能够保持当前计数值，当通电时，计数器会在保持当前计数值的基础上继续累计计数。
② 32位加/减计数器。32位加/减计数器具有双向计数功能，其计数方向是由特殊型辅助继电器M8200～M8234进行设定的。当特殊型辅助继电器为“ON”状态时，其计数器的计数方向为减计数；当特殊型辅助继电器为“OFF”状态时，其计数器的计数方向为加计数。
图2-15所示为通用型32位加/减计数器的加计数工作过程。当输入继电器触点X1断开时，特殊型辅助继电器M8200为“OFF”，计数器C200的计数方向为加计数。
图2-15通用型32位加/减计数器的加计数工作过程
当计数脉冲输入触点X2闭合1次；计数器C200的当前值加1；当计数脉冲输入触点X2闭合5次时，即计数器C200当前值为5时，计数器常开触点C200闭合，输出继电器线圈Y1得电。
图2-16所示为通用型32位加/减计数器的减计数工作过程。当输入继电器触点X1闭合时，特殊型辅助继电器M8200为“ON”，计数器C200的计数方向为减计数。
图2-16通用型32位加/减计数器的减计数工作过程
此时计数脉冲输入触点X2闭合1次，计数器C200的当前值减1；当计数脉冲输入触点X2闭合次数由5到4时（小于5时），即计数器C200当前值由5到4时（小于5时），计数器常开触点C200断开，输出继电器线圈Y1失电。
（2）外部高速计数器
外部高速计数器简称高速计数器，其类型均为32位加/减计数器，设定值为-2147483648～ 2147483648，其计数方向也是由特殊型辅助继电器或指定的输入端子进行设定的。当某一输入端子被高速计数器所占用时，此端子就不能用于其他高速计数器的输入或其他用途。
高速计数器的类型主要有单相无启动/复位端子高速计数器C235～C240、单相带启动/复位端子高速计数器C241～C245、单相双输入（双向）高速计数器C246～C250、双相输入（A-B相型）高速计数器C251～C255。同时使用不同类型的计数器时，计数器的输入点不能沖突。
五、状态继电器
状态继电器常用字母S进行标识，是PLC中顺序控制的一种软元件，常与步进顺控指令配合使用，若不使用步进顺控指令，状态继电器可在PLC梯形图中作为辅助继电器使用。状态继电器的类型主要有初始状态继电器、回零状态继电器、保持状态继电器、报警状态继电器4种。
六、数据寄存器
数据寄存器常用字母D进行标识，主要用于存储各种数据和工作参数。其类型主要有通用寄存器、保持寄存器、特殊寄存器、文件寄存器、变址寄存器5种。
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来源于《双色图解PLC梯形图及语句表》，作者：韩雪涛
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