2024年10月3日发(作者：夏和平)
PLC中的定时器、输入输出点及继电器等部
件详解
导语：plc中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继
电器。
一、定时器
plc中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。
它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器
（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输
出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。
但使用场合不一样，意义也不同。
FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是
通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周
期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到设定值时触点动作。设
定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。
1．通用定时器
通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停
电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。
（1）100ms通用定时器（T0～T199）共200点，其中T192～T199
为子程序和中断服务程序专用定时器。这类定时器是对100ms时钟
累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.1～3276.7s。
（2）10ms通用定时器（T200～T245）共46点。这类定时器是对10ms
时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.01～327.67s。
下面举例说明通用定时器的工作原理。如图1所示，当输入X0接通
时，定时器T200从0开始对10ms时钟脉冲进行累积计数，当计数
值与设定值K123相等时，定时器的常开接通Y0，经过的时间为123
×0.01s=1.23s。当X0断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触
点断开，Y0也随之OFF。若外部电源断电，定时器也将复位。
图1通用定时器工作原理
2．积算定时器
积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线
圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器
线圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器
复位，当前值才变为0。
（1）1ms积算定时器（T246～T249）共4点，是对1ms时钟脉冲进
行累积计数的，定时的时间范围为0.001～32.767s。
（2）100ms积算定时器（T250～T255）共6点，是对100ms时钟脉
冲进行累积计数的定时的时间范围为0.1～3276.7s。
以下举例说明积算定时器的工作原理。如图2所示，当X0接通时，
T253当前值计数数器开始累积100ms的时钟脉冲的个数。当X0经
t0后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保留。
当X0再次接通，T253从保留的当前值开始继续累积，经过t1时间，
当前值达到K345时，定时器的触点动作。累积的时间为t0+t1=0.1×
345=34.5s。当复位输入X1接通时，定时器才复位，当前值变为0，
触点也跟随复位。
图2积算定时器工作原理
二、PLC输入点
输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受plc外部开关信号的元
件。PLC通过输入接口将外部输入信号状态（接通时为“1”，断开时
为“0”）读入并存储在输入映象寄存器中。如图1所示为输入继电器
X1的等效电路。
图1输入继电器的等效电路
输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不
可能出现其线圈。由于输入继电器（X）为输入映象寄存器中的状态，
所以其触点的使用次数不限。
FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N输入继电器的
编号范围为X000~X267（184点）。注意，基本单元输入继电器的编
号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序
进行编号。例如：基本单元FX2N-64M的输入继电器编号为
X000~X037（32点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入
继电器从X040开始编号。
三、plc输出点
输出继电器是用来将plc内部信号输出传送给外部负载（用户输出设
备）。输出继电器线圈是由PLC内部程序的指令驱动，其线圈状态传
送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图1
所示为输出继电器Ｙ０的等效电路。
图1输出继电器的等效电路
每个输出继电器在输出单元中都对应有维一一个常开硬触点，但在程
序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次
使用。
FX系列PLC的输出继电器也是八进制编号其中FX2N编号范围为
Y000~Y267（184点）。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器
编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近
开始，顺序进行编号。
在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。
四、辅助继电器
辅助继电器是plc中数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继
电器控制系统中的中间继电器相似。
辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触
点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次
使用。
辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器
才用八进制数）。
1．通用辅助继电器（M0～M499）
FX2N系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行
时，如果电源突然断电，则全部线圈均OFF。当电源再次接通时，除
了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持OFF状态，
它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运
算、状态暂存、移位等。
根据需要可通过程序设定，将M0～M499变为断电保持辅助继电器。
2．断电保持辅助继电器（M500～M3071）
FX2N系列有M500～M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普
通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的
状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其
原有的状态，是因为电源中断时用PLC中的锂电池保持它们映像寄
存器中的内容。其中M500～M1023可由软件将其设定为通用辅助继
电器。
下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用，如图
1所示。
图1断电保持辅助继电器的作用
小车的正反向运动中，用M600、M601控制输出继电器驱动小车运
动。X1、X0为限位输入信号。运行的过程是X0=ON→M600=ON→
Y0=ON→小车右行→停电→小车中途停止→上电（M600=ON→
Y0=ON）再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON（左行）。
可见由于M600和M601具有断电保持，所以在小车中途因停电停止
后，一旦电源恢复，M600或M601仍记忆原来的状态，将由它们控
制相应输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电
器当小车中途断电后，再次得电小车也不能运动。
3．特殊辅助继电器
PLC内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N
系列中有256个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类
（1）触点型其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。例如：
M8000：运行监视器（在PLC运行中接通），M8001与M8000相反
逻辑。
M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003与M8002相
反逻辑。
M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms、1s和
1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。
M8000、M8002、M8012的波形图如图2所示。
图2M8000、M8002、M8012波形图
（2）线圈型由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如：
M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数
据寄存器内容。
M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。
M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。
四、状态器（S）
状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程
元件，它与后述的步进顺控指令STL配合应用。
如图3-6所示，我们用机械手动作简单介绍状态器S的作用。当启动
信号X0有效时，机械手下降，到下降限位X1开始夹紧工件，加紧
到位信号X2为ON时，机械手上升到上限X3则停止。整个过程可
分为三步，每一步都用一个状态器S20、S21、S22记录。每个状态
器都有各自的置位和复位信号（如S21由X1置位，X2复位），并有
各自要做的操作（驱动Y0、Y1、Y2）。从启动开始由上至下随着状
态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一
步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简
洁。
图3状态器（S）的作用
状态器有五种类型：初始状态器S0～S9共10点；回零状态器S10～
S19共10点；通用状态器S20～S499共480点；具有状态断电保持
的状态器有S500～S899，共400点；供报警用的状态器（可用作外
部故障诊断输出）S900～S999共100点。
在使用用状态器时应注意：
1）状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；
2）状态器不与步进顺控指令STL配合使用时，可作为辅助继电器M
使用；
3）FX2N系列PLC可通过程序设定将S0～S499设置为有断电保持
功能的状态器。
五、寄存器
plc在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据
寄存器存储数据和参数。数据寄存器为16位，最高位为符号位。可
用两个数据寄存器来存储32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存
器有以下几种类型：1．通用数据寄存器（D0～D199）共200点。当
M8033为ON时，D0～D199有断电保护功能；当M8033为OFF时
则它们无断电保护，这种情况PLC由RUN→STOP或停电时，数据
全部清零。2.断电保持数据寄存器（D200～D7999）共7800点，其
中D200～D511（共12点）有断电保持功能，可以利用外部设备的参
数设定改变通用数据寄存器与有断电保持功能数据寄存器的分配；
D490～D509供通信用；D512～D7999的断电保持功能不能用软件改
变，但可用指令清除它们的内容。根据参数设定可以将D1000以上
做为文件寄存器。3.特殊数据寄存器（D8000～D8255）共256点。
特殊数据寄存器的作用是用来监控PLC的运行状态。如扫描时间、
电池电压等。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。具体可参
见用户手册。4.变址寄存器（V/Z）三菱FX2N系列PLC有V0～V7
和Z0～Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器。变址寄存
器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的
变址寄存器变，用于改变元件的编号（变址），例如V0=5，则执行
D20V0时，被执行的编号为D25（D20+5）。变址寄存器可以象其它
数据寄存器一样进行读写，需要进行32位操作时，可将V、Z串联
使用（Z为低位，V为高位）
2024年10月3日发(作者：夏和平)
PLC中的定时器、输入输出点及继电器等部
件详解
导语：plc中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继
电器。
一、定时器
plc中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。
它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器
（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输
出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。
但使用场合不一样，意义也不同。
FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是
通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周
期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数达到设定值时触点动作。设
定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。
1．通用定时器
通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停
电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。
（1）100ms通用定时器（T0～T199）共200点，其中T192～T199
为子程序和中断服务程序专用定时器。这类定时器是对100ms时钟
累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.1～3276.7s。
（2）10ms通用定时器（T200～T245）共46点。这类定时器是对10ms
时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.01～327.67s。
下面举例说明通用定时器的工作原理。如图1所示，当输入X0接通
时，定时器T200从0开始对10ms时钟脉冲进行累积计数，当计数
值与设定值K123相等时，定时器的常开接通Y0，经过的时间为123
×0.01s=1.23s。当X0断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触
点断开，Y0也随之OFF。若外部电源断电，定时器也将复位。
图1通用定时器工作原理
2．积算定时器
积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线
圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器
线圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器
复位，当前值才变为0。
（1）1ms积算定时器（T246～T249）共4点，是对1ms时钟脉冲进
行累积计数的，定时的时间范围为0.001～32.767s。
（2）100ms积算定时器（T250～T255）共6点，是对100ms时钟脉
冲进行累积计数的定时的时间范围为0.1～3276.7s。
以下举例说明积算定时器的工作原理。如图2所示，当X0接通时，
T253当前值计数数器开始累积100ms的时钟脉冲的个数。当X0经
t0后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保留。
当X0再次接通，T253从保留的当前值开始继续累积，经过t1时间，
当前值达到K345时，定时器的触点动作。累积的时间为t0+t1=0.1×
345=34.5s。当复位输入X1接通时，定时器才复位，当前值变为0，
触点也跟随复位。
图2积算定时器工作原理
二、PLC输入点
输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受plc外部开关信号的元
件。PLC通过输入接口将外部输入信号状态（接通时为“1”，断开时
为“0”）读入并存储在输入映象寄存器中。如图1所示为输入继电器
X1的等效电路。
图1输入继电器的等效电路
输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不
可能出现其线圈。由于输入继电器（X）为输入映象寄存器中的状态，
所以其触点的使用次数不限。
FX系列PLC的输入继电器以八进制进行编号，FX2N输入继电器的
编号范围为X000~X267（184点）。注意，基本单元输入继电器的编
号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序
进行编号。例如：基本单元FX2N-64M的输入继电器编号为
X000~X037（32点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入
继电器从X040开始编号。
三、plc输出点
输出继电器是用来将plc内部信号输出传送给外部负载（用户输出设
备）。输出继电器线圈是由PLC内部程序的指令驱动，其线圈状态传
送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图1
所示为输出继电器Ｙ０的等效电路。
图1输出继电器的等效电路
每个输出继电器在输出单元中都对应有维一一个常开硬触点，但在程
序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次
使用。
FX系列PLC的输出继电器也是八进制编号其中FX2N编号范围为
Y000~Y267（184点）。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器
编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近
开始，顺序进行编号。
在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。
四、辅助继电器
辅助继电器是plc中数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继
电器控制系统中的中间继电器相似。
辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触
点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次
使用。
辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器
才用八进制数）。
1．通用辅助继电器（M0～M499）
FX2N系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行
时，如果电源突然断电，则全部线圈均OFF。当电源再次接通时，除
了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持OFF状态，
它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运
算、状态暂存、移位等。
根据需要可通过程序设定，将M0～M499变为断电保持辅助继电器。
2．断电保持辅助继电器（M500～M3071）
FX2N系列有M500～M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普
通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的
状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其
原有的状态，是因为电源中断时用PLC中的锂电池保持它们映像寄
存器中的内容。其中M500～M1023可由软件将其设定为通用辅助继
电器。
下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用，如图
1所示。
图1断电保持辅助继电器的作用
小车的正反向运动中，用M600、M601控制输出继电器驱动小车运
动。X1、X0为限位输入信号。运行的过程是X0=ON→M600=ON→
Y0=ON→小车右行→停电→小车中途停止→上电（M600=ON→
Y0=ON）再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON（左行）。
可见由于M600和M601具有断电保持，所以在小车中途因停电停止
后，一旦电源恢复，M600或M601仍记忆原来的状态，将由它们控
制相应输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电
器当小车中途断电后，再次得电小车也不能运动。
3．特殊辅助继电器
PLC内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N
系列中有256个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类
（1）触点型其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。例如：
M8000：运行监视器（在PLC运行中接通），M8001与M8000相反
逻辑。
M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003与M8002相
反逻辑。
M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms、1s和
1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。
M8000、M8002、M8012的波形图如图2所示。
图2M8000、M8002、M8012波形图
（2）线圈型由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如：
M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数
据寄存器内容。
M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。
M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。
四、状态器（S）
状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程
元件，它与后述的步进顺控指令STL配合应用。
如图3-6所示，我们用机械手动作简单介绍状态器S的作用。当启动
信号X0有效时，机械手下降，到下降限位X1开始夹紧工件，加紧
到位信号X2为ON时，机械手上升到上限X3则停止。整个过程可
分为三步，每一步都用一个状态器S20、S21、S22记录。每个状态
器都有各自的置位和复位信号（如S21由X1置位，X2复位），并有
各自要做的操作（驱动Y0、Y1、Y2）。从启动开始由上至下随着状
态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一
步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简
洁。
图3状态器（S）的作用
状态器有五种类型：初始状态器S0～S9共10点；回零状态器S10～
S19共10点；通用状态器S20～S499共480点；具有状态断电保持
的状态器有S500～S899，共400点；供报警用的状态器（可用作外
部故障诊断输出）S900～S999共100点。
在使用用状态器时应注意：
1）状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；
2）状态器不与步进顺控指令STL配合使用时，可作为辅助继电器M
使用；
3）FX2N系列PLC可通过程序设定将S0～S499设置为有断电保持
功能的状态器。
五、寄存器
plc在进行输入输出处理、模拟量控制、位置控制时，需要许多数据
寄存器存储数据和参数。数据寄存器为16位，最高位为符号位。可
用两个数据寄存器来存储32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存
器有以下几种类型：1．通用数据寄存器（D0～D199）共200点。当
M8033为ON时，D0～D199有断电保护功能；当M8033为OFF时
则它们无断电保护，这种情况PLC由RUN→STOP或停电时，数据
全部清零。2.断电保持数据寄存器（D200～D7999）共7800点，其
中D200～D511（共12点）有断电保持功能，可以利用外部设备的参
数设定改变通用数据寄存器与有断电保持功能数据寄存器的分配；
D490～D509供通信用；D512～D7999的断电保持功能不能用软件改
变，但可用指令清除它们的内容。根据参数设定可以将D1000以上
做为文件寄存器。3.特殊数据寄存器（D8000～D8255）共256点。
特殊数据寄存器的作用是用来监控PLC的运行状态。如扫描时间、
电池电压等。未加定义的特殊数据寄存器，用户不能使用。具体可参
见用户手册。4.变址寄存器（V/Z）三菱FX2N系列PLC有V0～V7
和Z0～Z7共16个变址寄存器，它们都是16位的寄存器。变址寄存
器V/Z实际上是一种特殊用途的数据寄存器，其作用相当于微机中的
变址寄存器变，用于改变元件的编号（变址），例如V0=5，则执行
D20V0时，被执行的编号为D25（D20+5）。变址寄存器可以象其它
数据寄存器一样进行读写，需要进行32位操作时，可将V、Z串联
使用（Z为低位，V为高位）