1.3 PLC程序数据

关键词：地址、位、数位、字节、字、通道、双字、入出软器件、内部软器件、变量、局部

变量、全局变量、数据类型、自定义数据类型、数组、结构、指针、常量数据是PLC处理信息的载体，是PLC POU即程序组织单元（Program Organization Unit）的重要组

成部分。可以这么说，没有数据也就没有PLC的程序。PLC程序数据有地址、变量、常量及其他。

1.3.1 地址

这里讲的地址是指PLC软器件。是PLC操作系统划分与管理的内存区。用于存储PLC程序数据。并使用与电器相关的含义命名，如某某继电器、某某定时器、某某计数器、某某数据存储器等。其实，这些都只是内存区中的一个位、字节或字。这些位、字节、字的值，即代表着这些器件的状态。也正是在物理上，这些器件只是内存区的位、字节、字或位，所以，才称之为软器件。

PLC软器件分为I/O软器件与内部软器件。

PLC I/O软器件也可称映射器件，是内存区中与输入、输出等种种模块相映射的区域。与输入点对应的称输入继电器，或称输入映射区。与输出点对应的称输出继电器，或称输出映射区。如用有模拟量模块或其他智能模块，则还包括与其有关的数据映射区。如PLC联网，则还含有与联网模块有关的数据缓冲区。

内部软器件用于存储运行程序的中间结果。一般讲，内部器件与硬件没有映射关系。但是，如果PLC用到特殊功能的单元时，有可能要分配一些内部器件作为与CPU交换数据的缓冲区及工作状态的记录。内部器件有内部辅助继电器、特殊继电器、计数器、计时器、数据存储器、暂存器等。当然，不同的PLC，这些类型、名称也不可能完全相同。

软器件的类型及数量，反映了PLC的控制能力，是PLC性能的重要方面。越是性能好的PLC，越是新型的PLC，其类型也越多，数量也越大。不过，由于新型PLC已与计算机一样，也可在内存区中自定义程序变量。因而，这里讲的软器件的类型及数量多少已无关紧要。只要这个可定义变量的内存区足够大，可定义的变量类型足够多，其控制能力自然也就强了。

PLC技术的发展，其软器件的类型及数量，特别是内部器件现已大为增加。所以，不少PLC多已不用继电器（RELAY）称谓它了。而改称它为区（AREA）。突出了PLC信息处理的功能。

要指出的是，这些软器件在内存中确都有其实际地址。但对多数PLC可不必去具体了解。只是个别PLC，如西门子S7200型PLC，对软器件进行间接地访问时，则先要知道它在内存中的实际地址，然后才可进行访问。对此，还将在随后介绍间接地址时有所说明。

1.I/O软器件

（1）开关量用的输入、输出继电器。开关量用的输入、输出继电器是指，可与实际开关量输入、输出模块上的点相对应的那部分内存区。它决定了PLC可能配置的最多I/O（开关量）点数。西门子PLC称之为过程映射寄存器（process-image register），指的也是与输入、输出点有对应关系的内存区。

输入继电器与输入点对应。一般讲当PLC输入刷新时，输入暂存器的状态即映像到输入继电器中。输入继电器为只读存储器，不能用程序改变它的内容，而只能被输入点的状态所映像。所以无输入点与其对应的，如其地址是固定编排时，一般不能作为他用。

输出继电器与输出点对应。一般讲当PLC输出刷新时，输出继电器的状态被映像到输出内部电路的锁存器。锁存器保持状态，直到下一个刷新的到来。锁存器再经输出电路传递，即成为输出点上的输出。输出继电器是可写的，以便产生所要求的输出；也还是可读的，以用于反馈控制。对用户程序，它是可读可写的存储单元。所以，若无输出点与其对应的也可另作他用。

这里的点是指二进制数的一个位，仅1、0两个取值。用它代表开关触点，或继电器的触点及线圈。1代表有关开关触点通（ON）或有关继电器线圈得电（工作、ON）。0代表这个触点断，或这继电器线圈失电（不工作、OFF）。

继电器的触点有常开的，它的线圈不工作（或说失电）时，它断、OFF；它的线圈工作（或说得电）时，它通、ON。还有常闭的，它的线圈ON，它OFF；它的线圈OFF，它ON。只是这里继电器既无实际的线圈，又无实际的触点。这里讲的线圈、触点，都只是内存单元的一个位。但在性能上可认为：线圈得电，为用1写了这个单元；线圈失电，为用0写了这个单元。用其常开触点，指直接用它的值；用其常闭触点，指用它取反后的值。这样的继电器也称软继电器。显然，其触点的使用次数是不受限制的，其线圈被改写的次数也是不受限制的。这也是它比实际继电器好用的重要之点。

要使用这些“点”，必须弄清它是怎么编址的？这个编址，各PLC厂商多不尽相同。这也是PLC使用的一个难点。

欧姆龙PLC编址是按字、位计算，先指定字（有时也称通道，channel，但施耐德PLC则把这里的位称通道）地址，再指定在字中的位地址，如图1-15a所示。

如地址为0001.03，则表示为0001通道（字）的03位，如图1-15所示。

西门子PLC编址是按字节、位计算，先指定字节地址，再指定在字节中的位地址，如图1-16所示。

图1-15 欧姆龙PLC地址含义

1—字或通道地址 2—位地址（00到15） 3—通道地址 4—位地址0001.03

如图所示，这里地址是I3.4，其含义是输入点（I为输入点编址的前缀），3为字节地址，4为字节3中的第4位。如果为输出点，则所加的前缀为“Q”。

三菱PLC的输入（前缀加X）、输出点（前缀加Y）是以位编址，如图1-17所示。都是从0到可能的最大地址。并按八（对小型机）或十六（对中、大型机）进制进位。但没有字或字节地址。当多位使用时，则应在其前，加上使用多少位的指定。如K1X0，指的是X0～X4，4个位。再如K2X0，指的是X0～X7，8个位。其余类推。这样，如按字节、字使用时，虽较麻烦，但也有其灵活性。可使这些点的使用，不受字节、字的局限。

图1-16 西门子PLC地址含义

图1-17 三菱PLC位元件多位使用时的指定

西门子PLC用字节、位编址，要用字节，则前缀加QB，要用字，则前缀加QW。要用双字，则前缀加QD。但编号仍按字节计。如用QW0，则含有QB0、QB1；用QW2则含QB2、QB3；如用双字时QD0，则含有QB0、QB1、QB2、QB3。可知，如用了QW0，不能再用QW1，否则，QB1地址将重复使用。

和利时PLC开关量I/O软器件地址格式为：先是百分号（%，施耐德等PLC也如此），接着加地址类型标识（输入为I、输出为Q、中间存储区为M），最后为地址编号。地址编号先是位（通道）、字节、字、双字标志，然后加数码号。这里位标志为X，字节标志为B，字标志为W；双字标志为D。当使用“位”地址时，则首先要指定其所在的字节地址，然后再指出其在字节中的位地址。具体方法是用小数表示，整数部分标出是哪个字节，小数部分标出是哪个“位”。如图1-18所示。

图1-18 和利时PLC地址编号

如图所示，%IX3.4指的是输入第3字节的第4位。

使用PLC，一定要了解输入、输出继电器的情况。要清楚，它有多少输入输出继电器，怎么编号，与输入、输出点的物理位置怎么对应的（在模块上有相应标号）等，否则无法编程，也无法接线。

输入、输出点的地址编号，有三种办法：

一是点地址固定。这用于箱体式PLC。其主箱体、扩展箱体连接好后，其各点的地址也就默认地确定了。

二是模块地址固定。模块安装好后，其地址依其所在机架及其上的位置，也默认地确定了。点在模块上的地址一般也是固定的。

三是模块地址自行设定。模块地址可用软件或硬件设定，这已是发展趋势。

再就是，AB新机型PLC的I/O编址更详细些。要指明I/O模块所在的网络、机架槽号以及使用的数据类型和具体I/O点号。如Local：1：I.Data.0，是指I/O模块所在网络站点为当地（Local），所在机架槽位为1，类型为输入（I）数据（Data），使用的位是它的0位。再如kk：6：O.Data.3，是指I/O模块所在网络站点为远程站点（命名为kk），所在机架的槽位为6，类型为输出（O）数据（Data），使用的是它的3位。由于AB新型PLC的I/O模块为智能型的，除了有普通的输入（I）、输出（O）、数据（Data）类型，还有C类型的、滤波（Filter Off On）及数据（Data）类型的故障（Fault）等。这些地址多用于对模块的工作设定或监视。只是必要时才用。具体类型与使用的模块有关。而且，这些地址在模块配置时（定义成该模块类型数据）可自动生成。

应该强调的是，不同PLC的I/O编址多不完全一样。为了准确使用这些地址，最好要仔细阅读有关说明书。

（2）模拟量I/O地址。除了开关量I/O模块，还有模拟量I/O模块。对欧姆龙公司的模块式PLC，它的编号由其上的机号设定开关设定，与模块安装位置无关。要注意的是，所设的机号不能重复。机号设定后，将指定相应的通道及数据存储器（DM，内部软器件的一种，见后叙述）归其使用。至于这些通道与数据存储器的含义及使用，可参考有关说明书。而欧姆龙公司小型机的模拟量单元，是与开关量单元一样，按安装位置，统一编址，不作机号的设定。

三菱PLC模拟量输入、输出模块也是独立编址。用常数K指定模块号及在模块中的通道号。这里的通道是指哪一路的模拟量。

西门子公司S7-300 PLC模拟量模块与开关量模块都称为信号模块，无单元号。这两种模块都依其所在机架及槽位统一编址。只是模拟量加的前缀为IW（模入）或QW（模出），每一路要占一个字、两个字节。

表1-5为西门子S7-300系列PLC，如配置四个机架时的编址情况。从表知，它是定机架、定槽位编址的。如有一个8路的模入模块安装在机架1、槽位6，其各路地址分别为IW416、IW418……直到IW430。如这个槽位安装的是4路模出模块，则其各路地址分别为QW416、QW418、QW420及QW422。如这个槽位安装的是16点开关量输入模块，则其地址为IB40、IB41两个字节。

和利时PLC模拟量I/O地址与开关量统一编址，与西门子类似。只是在I或Q之前也要加%符号。

AB新机型PLC的模拟量I/O编址也更详细些。也要指明模块所在的网络、机架槽号以及使用的数据类型和具体通道（Ch）点号。如Local：3：I.Ch0Data，是指模块所在网络为当地（Local），所在机架槽位为3，类型为输入（I）数据（Data），使用的通道是它的0通道。再如Local：4：O.Ch0Data，是指I/O模块所在网络为当地（Local），所在机架的槽位为4，类型为输出（O）数据（Data），使用的通道（Ch）也是它的0通道。由于AB新型PLC的模拟量I/O模块也是智能型的，除了有普通的输入（I）、输出（O）、数据（Data）类型，还有其他类型，即使数据（Data）类型，之下还有分支。这些地址多用于对模块的工作设定或监视。只是必要时才用。具体类型与使用的模块有关。而且，这些地址在模块配置后也会自动生成。

表1-5 S7-300机地址分配

应该强调的是，不同PLC的模拟量I/O编址多不完全一样。为了准确使用这些地址，应仔细阅读有关说明书。

（3）其他地址。除了上述地址，还有用于通信等智能模块的数据缓存区。这些多与网络等模块有关。OMRON用链接继电器（LR）或可任意指定的一些数据存储器（DM）。三菱称用指定的内部继电器（M）、数据存储器（D）、链接继电器（B）及链接寄存器（W）。西门子用可按有关模块的说明书使用。这些多与所用的模块与网络有关。

总之，I/O软器件总是与PLC使用的各种模块或插件相关，它的CPU就是通过这些软器件读写模块，与这些模块通信。

2.内部软器件

（1）内部辅助继电器。与继电器电路中的中间继电器一样，运用得合理，可帮助实现输入与输出间复杂的变换，从而可使PLC更好地进行各种控制。

内部辅助继电器的数量一般要比输入、输出继电器多得多。除了用作中间继电器，还用于数据处理。

欧姆龙PLC内部辅助继电器也分配有通道号。每个通道也是16个继电器。可以通道（字）为单位使用，也可以继电器（位）为单位使用。

西门子公司、三菱公司PLC的内部继电器，就加有前缀“M”。前者是以字节、位编号，多位使用方法同输入、输出继电器。后者与它的输入、输出点类似，也是按位编号，但按十进制进位。多位使用，也与其输入、输出继电器相同。

和利时PLC内部辅助继电器，前缀为“%M”。也可按位、字节、字、双字使用。

AB新型机就只有内存区，没有这里这样意义的内部器件。

使用PLC时，对选用的PLC的内部辅助继电器的情况也要弄清楚，否则也无法设计程序。它的数量非常多，为编程提供了很大的方便。

内部辅助继电器有的可设定为掉电保持的，即PLC失电后，其内容保持不变。只是欧姆龙专有此类内部辅助继电器，并特称之为保持继电器，并加前缀HR。

（2）定时器。它类似于继电电路用的时间继电器，用于延（定）时控制。它有线圈，有触点（标志位），还有寄存器（存放定时器现值、设定值）。定时的设定值可为常数，也可为某个（字）地址，再用这个地址的内容作为设定值。

对欧姆龙PLC，当定时器的线圈OFF时，没有输出，其常开触点为OFF，常闭触点为ON，其寄存器的当前值为设定值。当定时器的线圈ON时，它的寄存器的当前值从设定值开始，每经历一个单位设定时间减1。当减到零时，即产生输出，其常开触点从OFF转为ON，常闭触点从ON转为OFF。任何时候，一旦其线圈OFF，其输出立即停止，其常开触点从ON转为OFF，常闭触点从OFF转为ON，寄存器的当前值又变为设定值。

而对三菱、西门子PLC，情况有点不同。当定时器的线圈OFF时，也没有输出，其常开触点为OFF，常闭触点为ON，但其寄存器的当前值为0。当定时器的线圈ON时，它的寄存器的当前值从0开始，每经历一个单位设定时间加1。当加到设定值时，即产生输出，其常开触点从OFF转为ON，常闭触点从ON转为OFF。任何时候，一旦这线圈OFF，输出立即停止，其常开触点从ON转为OFF，常闭触点从OFF转为ON，寄存器的当前值又变为0。

欧姆龙PLC的设定值用BCD码设定。设定范围为0000～9999。新型机也可用十六进制码，设定范围为0～65535。三菱、西门子均用十六进制码。

普通定时器单位设定时间值为0.1s，故其最大延时可达999.9s，或6553.5s。如高速定时，其单位设定值可能为0.01s、0.001s，故其最大的定时值为99.99s、9.999s，或655.35s、或65.535s。如处理成低速定时，其单位设定值可能为1s、min，故其最大的定时值为9999s、9999min，或65535s、65535min。

这个单位设定时间的不同处理，不同厂商有不同的办法。

欧姆龙是用不同的定时指令处理。用TIM指令时，为100ms，而用TIMH指令时，为10ms，用TIMHH指令时，为1ms。

西门子则用不同的编号处理，有的编号的定时器单位设定时间小，而有的大。如S7-200型PLC，其单位时间设定值与定时器编号为

1ms T32，T96

10ms T33～T36，T97～T100

100ms T37～T63，T101～T255

三菱PLC也类似。如FX2N型PLC，其单位时间设定值与定时器编号为

1ms T246～T249

10ms T200～T245

100ms T0～T199

以上介绍的定时器是ON延时的。西门子PLC还可用不同指令，处理成其他工作方式，如ON即时，而OFF延时等。而如用欧姆龙、三菱PLC要作这样处理，则只好通过程序，用辅助继电器帮助解决。

应该指出，PLC的定时器的定时控制都是通过程序实现的。由于输入响应延时及扫描工作方式的影响，定时控制不是很准确的，可能与设定值差一个扫描周期。扫描时间若大过单位设定值，只有若干个定时器（可中断工作的）才能准确工作。

PLC的定时器多为掉电不保持的，掉电后停止计时，其已计入的值不保留，复电时，再从头计时。但有的也可掉电保持，即可累计计时。视不同的PLC、不同编号及不同的设定而定。

提示：定时器怎么用，与相应的定时指令的使用有关，这在介绍定时指令时，还要作进一步说明。有的PLC不用定时器指令，而使用定时功能块，则没有或不用这个定时器。

（3）计数器。它类似于继电电路用的计数器，用于记录脉冲输入信号的数量，即信号从OFF到ON的次数。它有线圈，有触点（标志位），还有寄存器（存放计数器现值）。有两种计数，一为单向计数，另一为可逆（双向）计数。

单向计数：有增计数与减计数。欧姆龙PLC单向计数都是减计数。当输入脉冲输入信号从OFF到ON变化一次，计一次数。计数器的寄存器减1。而开始时，计数器的寄存器为设定值，当其值减到零时，则产生输出。其常开触点ON，常闭触点OFF。

西门子PLC单向计数器有增的，也有减的。当输入脉冲输入信号从OFF到ON变化一次，计一次数，计数器的寄存器增1，或减1。对于增计数，其开始时，计数器的寄存器的值为0，当增大到等于或大于设定值时，则产生输出（计数仍可进行，直到最大值，65535）。其常开触点ON，常闭触点OFF。对于减计数，开始时计数器的寄存器为设定值，当其值减到0时，则产生输出。其常开触点ON，常闭触点OFF。

三菱PLC单向计数则是增计数。当输入脉冲输入信号从OFF到ON变化一次，计一次数。计数器的寄存器增1。而开始时，计数器的寄存器为0，当其值增到设定值时，产生输出。其常开触点ON，常闭触点OFF。并不再计数。

计数器一般都是掉电保持的。即使掉电，计数值不变。但在任何时候，送入复位信号（ON），计数器的寄存器都恢复成原始状态，并停止计数，不再输出。

除了单向计数器，还有双向，即可逆计数器。欧姆龙、西门子用相应指令实现单向或双向计数功能。而三菱PLC则用编号指定。有的编号只能单向计数，而有的编号可双向计数，并用特殊继电器（见后说明）指定计数方向。同时双向计数总是双字长的（8位十六进制数）。

再就是，欧姆龙PLC的设定值、计数值用BCD码设定。范围为0000～9999。但它的新型机也可用十六进制码，设定为0～65535。三菱、西门子PLC均用十六进制码。

提示：计数器怎么用，与相应的计数指令的使用有关，这在介绍计数指令时，还要作进一步说明。有的PLC不用计数指令，而使用计数功能块，则没有或不用这个计数器。

（4）数据存储（寄存）器。PLC进行控制以及计数，总要作一些数据处理，用一些特殊单元时，如模拟量入、模拟量出单元，还要作一些数据计算。所以，各种PLC也都备有存储大量数据的专门存储单元。欧姆龙用的标号为DM。三菱用的标号为D、西门子的S7-200标号为V。

欧姆龙、三菱PLC的存储器一般按字计（编号）。随着技术的发展，现在PLC的这个存储器容量不断增大。可达几K、几十K，以至于要用兆计。

数据存储器中的位（bit）、数位（digit）、字节（Byte）、字（word）及双字（D）间的关系处理，各PLC厂商是不大一样的。

图1-19a所示为欧姆龙及三菱PLC的位、数位、字节、字和双字之间的关系。它的地址以字计。并多以字作为处理单位。没有特定双字概念，两个相邻的字可处理成双字，这时，高位存于高地址，低位存于低地址，并以低位字的地址代表这双字地址。

西门子PLC数据存储器是按字节计（编号）。它讲的数据存储器多少K，都是以字节计。它可以字节为单位使用，如VB0、VB1。也还有字、双字为单位使用，但编号仍以字节计。如用VW0，则含VB0及VB1；用VW2则含VB2及VB3等。如按双字使用，则用VD0（含VW0、VW2）、VD4（含VW4及VW6）等。显然，如用了VW0，再用VW1，则其中的VB1将重复。如不是特殊需要，应避免出现此情况。

西门子的字、双字的高地址、存低位，低地址、存高位。如VB100=11，VB101=22，VB102=33，V103=44，则VW100为1122，VW102为3344，而VD100为11223344。具体如图1-19b所示。

图1-19 字与双字组成

西门子这种按字节编号，高、低位数据存储与日本、美国的PLC不同，有其麻烦之处。但它可灵活进行种种转换处理，也有其好处。

提示：数据存储器多用数据处理，故多不能对其中的位进行逻辑操作。过去，只有西门子PLC可以这么做。如今，欧姆龙、三菱的新型机也可用相应指令进行操作了。

（5）特殊继电器、特殊数据存储器。它也是一种内部辅助继电器，只是各有其特殊用途。而且，各厂商PLC或同一厂商PLC不同机型，都不尽相同。大体上这些用途有PLC状态辅助继电器、时钟用辅助继电器、标志用辅助继电器等。很显然，只有对其有相应了解，才能编写好相应程序。表1-6列举了部分PLC的部分特殊继电器的编号及其功能。

表1-6 部分PLC的部分特殊继电器的编号及功能

应该讲，这样的特殊继电器现在已越来越多了。以欧姆龙的小型机为例，其特殊继电器就有12.5通道（字），200个继电器。其编号从244开始，直到255的前半个通道。而CJ1机则多得多。故干脆不称其为特殊继电器，而称用标志（Condition Flag，CF）及辅助区（AR）。

西门子的S7-200机也有相应的特殊继电器。它的前缀为“SM”，称为特殊存储器位。三菱PLC的特殊继电器也不少，如FX机从M8000～M8255都是特殊辅助继电器。这些内容实在太多，详细情况请参看有关说明。

除了特殊继电器，还有特殊数据存储器，多用其作系统的种种设定。如欧姆龙小型机的DM6600～6614：用作起始处理设定；可把PLC设成起始为编程、运行或监控模式及内部继电器上电时是清零。欧姆龙辅助继电器（AR）大多数也与这个存储器作用相同。

西门子PLC也有很多类似的特殊功能数据存储器，用以实现各种特殊功能。如S7-200机，它的SM区有近200个字节，除了特殊继电器，还有更多的是用作特殊数据存储器。用于通信、高速计数、定时中断等设定。

三菱的FX机从D8000～D8225的数据寄存器，就是这类特殊的数据存储器。

和利时PLC也有特殊地址，即%MB0～%MB99间的100个字节。被系统占用，主要用来反映CPU模块及扩展模块的一些状态信息。其中%MB0～%MB9为CPU模块的专用寄存器，%MB10～%MB19保留，从%MB20开始为模块的诊断区。

对这些特殊继电器及存储器，最好备有相应手册，以便使用时查找。好在所有编程软件都有这方面的帮助，编程时可随时查用。所以，这里就不再详细介绍了。

（6）标识（P、I、N）。也称指针，用以标识在程序所标示的指令的地址。这是三菱PLC用的内部器件。在使用跳转指令、调子程序（用P）或使用程序中断（用I）时，要用到它。使用时，把它放在梯形图左母线的外（左）边。

西门子PLC的标识用指令（LBL）指明相应序号实现。仅用于程序跳转。它的子程序调用子程序号。

欧姆龙PLC无这样的内部器件，也没有标示一说。它的跳转及子程序调用均使用指令。

此外，三菱还有N，用以指定主控指令（见后）的编号。

（7）其他。以上介绍的内部器件，当然不是PLC内部器件的全部。而且，各厂商、各型号PLC的内部器件也不完全相同，有的还有别的什么名称。如三菱PLC FX2系列还有状态继电器，编号为S000～S999共1000点，用于作步进控制。西门子PLC也有状态继电器S，专用于作步进指令的标号。当然，不被步进指令使用时，也可用作内部继电器。

欧姆龙的CV机可用流程图语言编程，所以，还有转移区（Transition Area），TN0000～TN1023共1024个字，用做流程图编程时转移标志；步进区（Step Area），ST0000～ST1024，也是1024个字，用做流程图编程的“步”标志等。

三菱PLC Q系列等中、大型机还有其他一些内部器件。如锁存继电器（L）、报警器（F）、边沿继电器（V）、特殊链接继电器（SB）、链接继电器（B）、链接寄存器（W）及链接特殊寄存器（SW）等。

再就是西门子PLC中、大型机以及新型的S7-1200小型机没有上述意义上的数据存储器（DM、D或V）。只有数据块（DB）。数据块功能很强，用起来也很方便。但必须先定义，然后才能使用。这样处理方法与将要介绍的PLC变量本质上是完全相同的。

了解了PLC的软器件，即PLC的数据存储区，也就了解了PLC指令的操作数。至于这些操作数怎么被指令操作，将在介绍PLC的指令时，作具体介绍。

提示：由于篇幅限制，以上只是简要地介绍本书涉及的PLC的一些软器件。而全面、系统地弄清所使用的PLC的软器件，对正确使用该PLC，编写好高质量的PLC程序，是至关重要的。因此，在PLC实际编程过程中，建议要多查阅有关PLC的编程手册，切实把有关软器件弄懂、弄清。

3.间接地址

这与计算机C语言的指针类似，用软器件做指针，其内容作为地址。即实际使用的数是用这个“指针”指向地址的内容，而不是这个“指针”本身的值。具体使用有3个办法：

（1）用数据存储器作指针。欧姆龙PLC是用DM。在调用它的DM之前加“∗”或“@”号，即说明为间接地址。前者地址以BCD码计，后者以十六进制计。如“∗DM100”，而DM100的值为十进制数100，则实际地址是DM0100，DM0100的值才是真正的操作数。再如“@DM100”，而DM100的值为十六进制数100，则实际地址是DM0256，DM0256的值才是真正的操作数。

（2）用变址器（或索引寄存器）作指针。它也是软器件，但专用作指针，以对PLC软器件作间接访问。如欧姆龙CJ1机共有16个索引寄存器，地址从IR00～IR15。所加的前缀为“IR”。

提示：索引寄存器为双字长，存储的地址为绝对地址（absolute memory addresses in I/Omemory）。可存字（word）地址，也可存储位（bit）地址。存位地址时，高7个数位（digit）存字（通道）地址，低数位存储位地址。对其赋值，不能简单地用MOV之类指令，要用相应的地址赋值指令，即MOVB（560）指令。

在过去的欧姆龙PLC中、只有DM区可间接访问，但有了这个索引寄存器后，这样的间接访问，就可扩大到整个I/O内存区。

欧姆龙CJ1机还有16个数据寄存器，地址从DR00～DR15。所加的前缀为“DR”。它常与索引寄存器配合使用。

三菱称之为变址寄存器V及Z，各为16位。可单独使用（只使用V），也可合起来使用（V上位数，Z下位数，并以Z的地址代表其地址）。用双字时，可访问的数据区几乎不受限制。

（3）用双字做指针。西门子PLC就是这样，用双字先赋值软器件的实际内存地址（被赋值的地址前加“＆”）。然后用这个双字作地址指针，作间接地址。只是在指针前加“∗”。其办法与C语言用的办法相同。只是它只能以字节为单位访问。

4.符号地址（Symbol）

上述软器件或间接地址的名称主要是前缀字母与数字，看不出它的意义。用它作操作数编写的程序，可读性较差，不易理解。虽然可对其加注，但采用了有一定含义的符号与实际地址（软器件）关联，并在程序中用这个符号地址代表实际地址，则更方便些。

同时，使用符号地址还便于程序更改，如地址变动，可以不改程序，只需重新编辑符号与地址的关联就可以了。此外，使用符号地址还便于程序移植与重用，为用户建立功能库、功能块库或程序库提供了可能。所以，目前PLC编程很少不用符号地址。

使用符号地址的另外还有如下重要好处：

（1）可分别定义符号的作用范围，便于程序数据管理。

（2）设定数据类型，作高级设定时，还可设定数组，便于程序数据的正确使用。

符号地址是用编程软件中符号编辑器编辑。不同厂商软件有不同的编辑器。但都是用它添加符号名称，确定数据类型，进行地址关联以及必要的加注。这里强调数据类型很重要，因为有了它便于发现地址关联的错误。

欧姆龙编程软件还可自动分配符号地址所使用（相关联）的实际地址。办法是在“工程”窗口的PLC项处，点击鼠标右键。再在之后弹出的菜单上，点击“内存分配”项下的“自动分配”项。这时，将弹出“PLC自动内存自动分配”窗口。在其上选择“允许此PLC的自动分配”，并指定相应可用于自动分配的内存区。这样，编辑符号地址时，系统将自动分配所使用的实际地址。

有的PLC还可用微软的电子表格等工具软件编辑，其所编辑数据可用导入、导出或复制、粘贴的方法与符号编辑器共享。

1.3.2 变量

变量（Variables），有的也称标签（Tags）是用户自行定义的PLC的内存区。传统PLC只有地址，没有这个变量一说。新型和高档PLC才有此程序数据。如和利时LEC G3机的内存数据区中，有容量很大的全局区（G区）及掉电保持区（R区），只能通过定义变量使用它。再如西门子的S7-300/400系列PLC及新型的S7-1200小型机的数据块所用的区域，也是通过定义使用。还有AB新型PLC就没有所谓的内部软器件，只有用户定义的变量。如果所定义的变量要与I/O实际地址（I/O软器件）关联可使用别名（Alias），即用变量当做硬件地址的别名。其他高档PLC也多是此情况。而且，越是高档或新型PLC，其内部器件越少，但可定义的变量则非常之多。

变量与传统PLC的符号地址不同是，它与实际地址（软器件）可以关联，也可不关联。而符号地址则必须与I/O或内部器件关联。

再就是，地址可以定义为变量名（与变量关联），也可不定义为变量名（不与变量关联）。后者也可在程序中直接使用。

使用变量取代内部器件地址的好处是比较灵活，可定义的数据类型多，而且PLC的资源还可得到充分利用。这也是当今PLC技术发展一大趋势。只是使用它编程，计算机技术的“味道”浓些，可能对习惯于电气技术的PLC编程人员，初用时可能不大习惯。

1.变量类型

变量可定义的类型很多，而且随着PLC功能的增强，其类型也越来越多。具体可根据不同特点分类。

（1）根据数据所占内存大小划分有：

1）位数据（bit）。仅占一个位的内存区。

2）数位数据（digit）。占4个位的内存区。

3）字节数据（Byte，B）。占8个位的内存区。

4）字数据（word，W）。占16个位的内存区。

5）双字数据（Double word，DW）。占32个位的内存区。

6）多字数据。占更多字的内存区。

（2）根据数据类型划分有：

1）布尔型。标识符为BOOL，在0（或FALSE）、1（或TRUE）之间选一。

2）整数型。有多种类型。它的类型名称、类型标识符、上下限及存储空间见表1-7。

整数型常数可使用十进制数，也可用二或十六进制数。用前者，直接写数就可以了，如65535。用后者时，在数值前要加“2#”或“16#”，如16#ABCD。所使用的数也不能超过表1-7的数据上、下限。

3）实数型。也称浮点型。用于表示有理数。其标识符为REAL，占32位。实数型数据可正、可负，最小数可以是·1.175495E-38，最大数可以是·3.402823E+38。

表1-7 PLC整数类型标识符、上下限及存储空间

4）字符串型。字符型数据（STRING），即字符串。其常量在两个单引号间给出。如abcd，这里的abcd就是字符串常量。字符串还可含转义（特殊）字符。只是在之前应加“$”符号。具体见表1-8。

表1-8 转义字符

5）时钟型（TIME）、日期型（DAY）、时间型（T IME_OF_DAY，TOD）、日期时间型（DATE and DATE_AND_TIME，DT）等。可用于存储时钟、日期、时间、日期时间值等数值。不同PLC此类型数据的表达可能不完全一样。

6）其他型。如各种功能块型的变量，可用做功能块例程的命名。有的还可由用户自行定义类型等。

（3）根据数据的作用范围划分有：

1）局部变量。其作用范围仅限于所在程序。超出程序无效。

2）全局变量。其定作用范围为PLC的所有程序。但是，如与所在程序局部变量重名，则所在程序的局部变量有效，而它无效。

3）网络变量。如AB等PLC，有此变量。其作用范围可覆盖PLC网络。可以用以PLC间数据链接、实现通信。

4）共享变量。如西门子博途软件建立的过程有此变量。其作用范围可覆盖整个工程。可在工程的其他部件，如人机界面、计算机监控系统等，实现数据共享。

（4）根据PLC停机后数据是否保持划分有：

1）保持变量。PLC掉电后，其值保持。

2）非保持变量。PLC掉电后，其值不保持。

（5）根据变量的结构划分有：

1）简单变量。所定义的变量只有一个，而且只有一个类型。常见的多是此类变量。

2）复合变量。所定义的变量有多个，而且可能有多个类型。如计算机常用数组、结构等就是此类变量。

（6）根据变量的使用划分有：

1）直接变量。直接使用它作变量。也是最常用的变量。

2）指针变量。也是间接变量，使用它的值作为地址，用此地址指向的变量作变量。

（7）根据变量的在POU中的使用划分有：

1）输入变量。用于程序数据输入。

2）输出变量。用于程序数据输出。

3）输入输出变量。也即变量，既可输入程序数据，又可输出程序数据。多数变量为此变量。

2.变量定义

变量在使用前要先定义。要用标识符命名。根据编程标准，标识符只能由字母、数字和下画线字符组成的一个串，并且它应以字母或下画线字符开头。不能使用中文。用具体命名规则取决于具体的PLC。

变量定义时除了命名，还要指明它的类型。要上述分类指明它的归属。如果必要也可与I/O地址关联。变量名称一般要有意义，以便识别与使用。必要时还可加注解。

变量定义要使用编程软件。一般软件都有它的编辑器。有的还可用微软公司的Excel编辑，然后导入。变量可以预先集中编辑，也可随时使用随时编辑。以和利时PLC的变量定义为例，其声明格式为

＜变量名＞｛AT＜关联地址＞｝：＜变量类型＞｛：=＜初始值＞｝；

其中｛｝部分是可选的。可知，定义变量可以与实际地址无关。当然，这不是变量不用地址，而是由系统去分配地址。它用的地址是它的PLC的G区及R区。后者数据保留（掉电后恢复，原数据保留）；前者不保留（掉电后恢复，原数据丢失）。

在编程时，如使用未声明的变量，系统将出现图1-20所示的变量声明窗口。

从图1-20可知，可对变量类别（有VAR局部变量、VAR_GLOBAL全局变量等）、变量类型（有布尔型、整型等）、是否与实际地址关联、注释及初始值等做出选择。如果做了该图所示的选定，再单击“确认”，即完成了该变量的声明。这时，在该程序的局部变量声明中将加上此变量。即

图1-20 变量声明窗口

在图1-20窗口中，“常量”选项的含义是，选定它，程序不能改变它。“保留”选项的含义是，选定它，此变量就可掉电保持。

变量与实际地址关联，和利时称之为变量AT声明。但不是所有的变量都允许做这样的声明。声明为BYTE、WORD、DWORD变量，既可按BYTE、WORD、DWORD使用，也可按位使用。这时，可在变量之后加小数点，然后再加位号。如AA为WORD类型变量，AA指的是字，而AA.14指的是AA字的14位。

以下为它定义的几个变量：

这里，VAR到END_VAR、VAR_INPUT到END_INPUT以及VAR_OUTPUT到END_OUTPUT之间就是POU所定义的变量、输入变量及输出变量。

3.指针变量

指针是指向变量地址的变量。指针声明的格式为

＜指针名＞：POINTER TO＜数据类型或功能块＞；

指针所指向变量的数据类型，可以是系统定义的类型，也可是用户自定义类型，还可以是功能块。

要读取变量的地址，有读取变量地址指令，如和利时PLC用ADR指令，它用于把变量或者功能块的地址赋给指针，例如：

指针是计算机C语言常用的工具。使用得好，可提高程序效率。指针还可用于对将要介绍的数组各成员的访问。这时，要先把数组下标下限成员的地址赋值给数组处理指针。然后相应改变这个指针值，即可访问数组的不同成员。

和利时LEC G3机内存地址以字节来计算。如果指针指向字节，指针加、减1，即可访问不同的字节。如果指针指向字，则加、减2，才可访问不同的字。如果指针指向双字，则加、减4，才可访问不同的双字。其余类推。

4.复合变量

除了简单变量，有的PLC还可数组、结构、枚举等类似计算机C语言那样的复合变量。

（1）数组。数组是相同类型数据的集合。有一维、二维和三维数组（不同PLC规则不完全相同）。如和利时PLC其声明格式为

＜数组名＞：ARRAY［＜ll1＞..＜ul1＞，＜ll2＞..＜ul2＞］OF＜变量类型＞.

Ll1、ll2、ll3标识字段范围的最小值；ul1、ul2和ul3标识最大值。范围必须是整型的。

如声明以下数组：

则它的名为“Card_game”，是二维数组，下限都是1，上限分别是13、4。数组中的元素（成员）可用数组名加下标访问。如用矩阵与数组对应，那么一维数组，就相当于一维矩阵；二维数组，就相当于二维矩阵；三维数组，就相当于三维矩阵。

如上述数组Card_game，为二维数组。用如下的矩阵A对应：

即A的每个元素都有两个下标。如A13，第1个下标为1，代表处于第1行；第2个下标为3，代表处于第3列。有了这个对应，就很好理解Card_game［2，4］的含义。它就是指其中下标1为2、下标2为6的元素。

在声明数组的同时，可进行初始化。如下示的就是已初始化的数组：

arr1：ARRAY［1..5］OF INT：=1，2，3，4，5；

说明：初始化后的arr1［1］=1、arr1［2］=2、arr1［3］=3、arr1［4］=4、arr1［5］=5。

arr2：ARRAY［1..2，3..4］OF INT：=1，3（7）；（∗1，7，7，7的简写∗）

说明：两维数组初始化赋值的顺序总是，第1下标先取下限，第2个从下限依次加1，直到上限。这时，第1下标加1，第2下标又从下限开始，依次加1，其余类推，直到都到两个下标的上限。所以，按上述约定，arr2数组初始化后的各元素的值为arr2［1，3］=1、arr2［1，4］=7、arr2［3］=7、arr2［2，4］=7。

arr3：ARRAY［1..2，2..3，3..4］OF INT：=2（0），4（4），2，3；

（∗0，0，4，4，4，4，2，3的简写∗）

说明：三维数组初始化赋值的顺序总是，第1下标先取下限，第2下标也先取下限，第3个从下限依次加1，直到上限。这时，第2下标加1，第3下标又从下限开始，依次加1，其余类推，直到2、3两个下标都到下标的上限。这时，第1下标加1，第2、3下标又重复上述过程，直到都达到三个下标的上限。所以，按上述约定，初始化后的arr3［1，2，3］=0、arr3［1，2，4］=0、arr3［1，3，3］=4、arr3［1，3，4］=4、arr3［2，2，3］=4、arr3［2，2，4］=4、arr3［2，3，3］=2、arr3［2，2，4］=3。

数组也可部分初始化，如

arr1：ARRAY［1..10］OF INT：=1，2；

没有初始化的数组元素的值，为数组元素类型的默认值。在上面例子中，arr1［1］为1、arr1［2］为2，其他数组元素初始值为0。

数组的下标也可以是变量。这样，改变变量的值，就可访问数组不同的成员。但数组不能动态声明。即定义它的上、下标只能是数字。

数组可与实际地址关联，如

mmW AT%MW100：ARRAY［100..4145］OF WORD；

还可声明如下数组：

mmB AT%MW100：ARRAY［100..4145］OF BYTE；

这里，同一地址与不同的数组关联是允许的。

提示：数组的单元总数是有限制的。如LM3109机为4046。再多编译通不过。

提示：不同品牌PLC数组定义的格式也不完全一样。具体可在编程参阅有关软件帮助。

提示：有的PLC访问数组成员时，其下标只能是常量，有的可以是变量。

（2）结构（Structure）。结构是用户自定义数据类型。以和利时PLC为例，其定义格式为

图1-21所示为和利时PLC编程软件PowerPro对象管理器的“数据类型”窗口。点击鼠标右键，将弹出菜单。再在“弹出菜单上”，点击“添加”，将出现如图1-21所示的“New data type”窗口。在“新建数据类型名”空白处右方，填入结构名（该图填的为“struct2”）。再点击“确认”，即可弹出结构名为struct2编辑窗口。在其上即可进行结构编辑。

图1-21 数据类型定义窗口

如图所示，该结构名为struct2。内含有起点、点1到4及终点6个数组。注意，这里定义的结构，还不是用户可使用的变量。只是创建一个struct2结构的数据类型。但有了它才可进行struct2这个结构类型的变量声明。如

这里，声明了2个struct2结构类型的变量。变量名为Sss1与Sss2。其中变量Sss1已初始化。而Sss2未初始化，其成员按默认值赋值，均为0。对它的成员访问的格式是

如上述例子，Sss1.Start、Sss2.Start.分别是Sss1结构类型变量的Start成员及Sss2结构类型变量的Start成员。

（3）枚举（Enumeration）。枚举也是用户自定义数据类型，由许多字符常量组成，并把这些常量称作枚举值。枚举以关键字TYPE开始END_TYPE结束。其定义格式为

这里，枚举类型名与变量命名规则相同。＜Enum_0＞、＜Enum_1＞、…＜Enum_n＞等为待枚举字符常量。

枚举类型变量的值是数字，称枚举值。如同INT类型一样使用。如不作初始化，枚举值0，指向第1项，即这里的＜Enum_0＞。枚举值1，指向第1项。即这里的＜Enum_1＞。其余类推。

枚举类型定义方法与结构定义的方法相同。如和利时PLC也是在PowerPro对象管理器的“数据类型”窗口上，点击鼠标右键，弹出菜单。再在“弹出菜单”上，点击“添加”，出现如图1-21所示的“New data type”窗口。在“新建数据类型名”右方，填入枚举类型名。再点击“确认”，即可弹出与填入枚举类型名编辑窗口。在其上即可进行枚举类型编辑。

如做如下“TRAFFIC_SIGNAL”（交通信号）的枚举定义：

只是这里定义的枚举，还不是用户可使用的变量。只是创建一个TRAFFIC_SIGNAL枚举的数据类型。但有了它才可进行TRAFFIC_SIGNAL这个枚举类型的变量声明。如

TRAFFIC_SIGNAL1：TRAFFIC_SIGNAL；

这里的TRAFFIC_SIGNAL1为TRAFFIC_SIGNAL类型变量。如TRAFFIC_SIGNAL1值为0，因为“Red”没有初始化，又是第一项，则指的是“Red”。如值为1，则指的是第二项，“Yellow”。因为“Green”在定义时初始化为10，如果值为10，则指的是“Green”。如“Green”后还有项目，将从11起增加。

枚举不能多次使用相同的枚举项。如

这两个枚举都有“Red”，是不允许的。

1.3.3 常量

也称常数、即时数或立即数。就是实际输入到程序指令中的具体数值。而且这些数值在程序执行中一直保持不变。是PLC指令常见的操作数之一。如TRUE、FALSE就是一个布尔常量。常量与数据类型有关。类型不同，常量的值也不同。具体应在它的该类型数据上限与下限（含上下限）之间选定。

PLC常要使用常数。常数有：16位、32位。输入常数输入时一般要加上相应的前缀。

对欧姆龙：加“#”表示BCD码或十六进制数，如加“＆”表示十进制数。

对三菱加“H”表示BCD码或十六进制数，加“K”表示十进制数，加“E”表示实数。

对西门子加“16#”表示十六进制数，不加表示十进制数，数字中带有小数点表示实数。

此外，有的PLC还可输入与处理字符或字符串，如‘a’、‘abc’。也可在字符前加$，则输入的为转义字符，如‘$$50’，实际的值为‘$50’，这里第1个$为转义符号。

提示：不同的PLC可使用的常数及常数表示的格式也不完全相同。如欧姆龙十进制数不能输入，前缀“#”号就是十六进制数。所以，使用时要注意之间的区别。

为了程序便于修改与重用，应尽量少用常量。办法是在程序先使用变量，但在程序初始化时设法把常量赋值给这些常量。这样，程序修改，只需修改初始化部分，而主体可以不动。有的PLC还可用加载数据块的方法实现初始化，那样，则只要修改数据块，即可更改常量，更加方便。

1.3.4 其他操作数

PLC程序的其他操作数还有标号、功能块名及函数名。

标号

标号是跳转指令的操作数。指出下一个要执行的指令（或梯形图的节）标号。标号与变量命名一样，也是要用一些英文字母、数字或其他合法字符的组合。但不是所有的指令（或梯形图的节）都要有标号，只是有跳转关系时，需要此标号。

函数名

在ST语言中，调用函数的也可直接作为操作数使用。如

Result：=Fct（7）+3；

这里，Fct是函数名，却作为赋值语句的操作数。

要指出的是，以上介绍的变量定义、指针变量、复合变量、常量及其他操作数都是以和利时PLC为例。至于其他PLC对这些问题的处理只是大体与这里介绍的相同。更详细的可参阅有关编程软件的帮助或相应的PLC使用说明书。