🏭 PLC 記憶體基礎與位址點

PLC 不僅能執行程式，還需要儲存各種資訊，例如輸入訊號狀態、輸出訊號狀態、計時器/計數器值，以及程式中使用的變數等等。這些資訊都儲存在 PLC 的記憶體中。理解 PLC 的記憶體組織和位址點（Addressing）是編寫有效程式的關鍵。

記憶體的基本單位

在 PLC 中，資料通常以以下基本單位進行組織：

1. 位元 (Bit)：

   • 最小的記憶體單位，只能儲存 0 或 1 兩種狀態，代表「開」或「關」、「真」或「假」。
   • 常態用於表示單一開關、感測器狀態或輸出裝置的啟閉。

2. 位元組 (Byte)：

   • 由 8 個位元組成。
   • 可以儲存 0 到 255 的數值（無符號）。
   • 常用於儲存字元（ASCII 碼）或較小的數值。

3. 字元組 (Word)：

   • 由 16 個位元組成（即 2 個位元組）。
   • 可以儲存 0 到 65535 的數值（無符號）或 -32768 到 32767（有符號）。
   • 常態用於儲存計時器/計數器值、較大數值或較複雜的指令參數。

4. 雙字元組 (Double Word / DWord)：

   • 由 32 個位元組成（即 4 個位元組）。
   • 提供更大的儲存範圍，常用於儲存浮點數、長整數或大型資料。

常見的記憶體區域與位址點

不同品牌的 PLC（如 Siemens, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron）會有不同的記憶體區域命名和位址點表示方式，但其核心概念是相通的。以下是一些常見的記憶體區域：

1. 輸入影像區 (Input Image Table / I 區)：

   • 儲存來自外部輸入裝置（如按鈕、感測器）的即時狀態。
   • 在每個掃描週期開始時，PLC 會將所有實體輸入的狀態讀取到這個區域。
   • 程式在執行過程中，會讀取這個區域的資料，而不是直接讀取實體輸入。
   • 範例位址：I0.0, I0.1 (表示第一個輸入模組的第0個位元，第1個位元)

2. 輸出影像區 (Output Image Table / Q 區)：

   • 儲存程式執行後，要傳送給外部輸出裝置（如馬達、電磁閥）的狀態。
   • 程式在執行過程中，會寫入這個區域的資料。
   • 在每個掃描週期結束時，PLC 會將這個區域的資料傳送到實體輸出裝置。
   • 範例位址：Q0.0, Q0.1

3. 記憶位元區 (Memory Bits / M 區)：

   • 內部記憶體區域，不直接連接到實體 I/O。
   • 用於儲存程式中的中間結果、旗標（Flags）、狀態位元等，類似於程式語言中的內部變數。
   • 範例位址：M0.0, M0.1

4. 計時器區 (Timers / T 區)：

   • 用於在程式中實現時間延遲功能。
   • 每個計時器通常有自己的位元（啟用、完成）和計數值。
   • 範例位址：T0, T1

5. 計數器區 (Counters / C 區)：

   • 用於在程式中實現計數功能。
   • 每個計數器通常有自己的位元（啟用、完成）和計數值。
   • 範例位址：C0, C1

6. 資料暫存器區 (Data Registers / D 區 或 VW/MW)：

   • 用於儲存數值資料，可以是字元組或雙字元組。
   • 常用於儲存類比輸入/輸出值、配方參數、計算結果等。
   • 範例位址：DB1.DBW0 (Siemens), N7:0 (Allen-Bradley)

位址點的表示方式

PLC 的位址點通常會明確指出記憶體區域、模組號碼和位元號碼。例如 I0.0 表示「輸入區的第0個模組的第0個位元」。這種精確的位址點表示，是 PLC 程式設計的核心。

理解這些記憶體基礎知識，是有效編寫、除錯和維護 PLC 程式的第一步。在後續的文章中，我們將探討如何利用這些記憶體來實現控制邏輯。