可编程控制器原理及应用习题答案

仅供个人参考不得用于商业用途可编程控制器原理及应用PLC习题解答（S7-200系列PLC）第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式仅供个人参考不得用于商业用途输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。⑤、指令系统：要求指令功能丰富；⑥、通讯功能：要与其它智能设备之间的通讯。第三章、Ｓ７－２００系列可编程控制器3-1、S7系列PLC有哪些子系列?答：西门子公司的S7西能系列可编程控制器有三个子系列：①、S7-200PLC属小型机②、S7-300PLC属中型机③、S7-400PLC属大型机3-2、CPU22X系列PLC有哪些型号?答:西门子公司CPU22X系列PLC有如下型号：见表3.1P12①、CPU221②、CPU222③、CPU224④、CPU226⑤、CPU226X3-3、S7-200PLC有哪些输出方式？各适应什么类型地负载？答：S7-200PLC输出方式有两大类：继电器输出；晶体管输出。继电器输出可带电机类电感、电容等负载，晶体管输也可带电阻性负载。3-4、CPU22系列PLC的用户程序下载后放在什么存储器中，掉电后是否会丢失？答：当用户程序下载到ＰＬＣ后，用户程序、CPU组态、配置、程序数据送入RAM存储区、V寄存器和M寄存器中；下电时又自动将V寄存器和M寄存器的内容拷贝到EEPROM中，永久保存，程序和数据不会丢失。3-5、S7-200CPU的一个机器周期分为哪几个阶段?各执行什么操作？答：S7-200CPU的一个机器周期分为5个阶段：①、读输入阶段，将数字量输入的状态送入输入映像寄存器；对于模拟量输入，需经A/D转换后送入输入映像寄存器；②、执行程序，按梯形图（程序）顺序执行、允许对I/O量处理、响应中断。③、处理通信请求，PLC从通信口收/发信息；④、CPU自诊断。检查硬件故障和I/O状态；⑤、写输出，每个扫描周期的结尾，CPU把输出映像寄存器的内容送到对应的输出点上。3-6、S7-200CPU有哪些工作模式?在脱机时如何改变工作模式？联机操作时，改变工作模式仅供个人参考不得用于商业用途的最佳方法是什么？答：S7-200CPU有两种工作模式：①、STOP（停止），CPU停止工作，不执行程序，PC机可向PLC下载程序和系统设置；②、RUN（运行），运行用户程序。脱机时改变工作模式的方法：①、把PLC工作开关打到“RUN”位置，启动程序运行；②、把PLC工作开关打到“ＳＴＯＰ”位置，停止程序运行。③、把PLC工作开关打到“TERM”位置，暂停。程序暂时停止运行，由软件改变工作状态，在联机时，用STEP7-Micro/Win32软件设置PLC工作方式，即在“PLC”菜单下，点击“RUN”，PLC运行；点击“ＳＴＯＰ”，PLC停止运行。3-7、S7-200有哪几种寻址方式?答：S7-200有三种寻址方式：①、立即寻址：立即数在指令中以常数出现。例：JMP20②、直接寻址：直接使用存储器或元件地址编号。例：LDI0.1③、间接寻址：使用地址指针来存取存储器中的数据。例：MOVW＊AC，AC03-8、S7-200PLC有哪些内部元器件？各元件地址分配和操作数范围怎么定？答：S7-200PLC有13种内部元器件，操作数范围按元器件后带字符而定：B、字节；W、字；D、双字。它们规定了操作数范围。内部元器件如下：①、I：输入映像寄存器I0.0-I15.7②、Q：输出映像寄存器Q0.0-Q15.7③、M：内部标志寄存器M0.0-M31.7④、SM：特殊标志寄存器SM0.0-.SM179.7⑤、S：顺序控制寄存器S0.0-S31.7⑥、V:变量寄存器VB0-VB10239⑦、L：局部变量寄存器LB0-LB63⑧、T：定时器T0-T255⑨、C：计数器C0-C255⑩、AI：模拟量输入映像寄存器AIW0-AIW62⑾、AQ：模拟量输出映像寄存器AQW0-AQW62⑿、AC：累加器AC0-AC3⒀、HC：高速计数器HC0-HC53-9、S7-200PLC有哪几种扩展模块？最大可扩展的I/O地址范围是多大?答：S7-200PLC扩展模块有：①、数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223；②、模拟量扩展模块：EM231、EM232、EM235；③、通信模块：EM227；④、现场设备扩展模块：CP243；最左可扩展7个模块、I/O点可达128点。3-10、梯形图程序能否转换成语句表程序?所有语句表程序能否转换成梯形图程序？答：STEP7-Micro/Win32编程软件具有梯形图程序和语句表指令的相互转换功能，也就是梯仅供个人参考不得用于商业用途形图程序能转换成语句表程序；但语句表程序中有些语句不能转换成梯形图：例：END第四章、STEP7-Micro/Win32编程软件的安装与使用4-1、对变化缓慢的输入信号能否采用数字滤波?数字滤波设置的最大延时时间为多少?答：PLC允许部分或全部主机数字输入量有选择地设置输入滤波器，对输入噪声脉冲干扰进行抑制。最大滤波延迟时间为12.8ms（范围：0.2-12.8ms），默认延迟时间为6.4ms。对于输入信号变化缓慢或高速变化信号，一般不用数字滤波。4-2、输入脉冲过窄时（小于一个机器扫描周期），采用什么方法可以不丢失脉冲?答：当数字量输入脉冲过窄、未保持到输入采样阶段的输入脉冲信号可能会丢失。为克服此问题，需采用脉冲捕捉功能。脉冲截取后，输入状态的改变被锁存，并保持到下一次输入更新为止。（如图4-10、P40所示）4-3、编译快捷键的功能是什么？答：采用“编译快捷键”，会在编译后，可在显示器下方的输出窗口显示编译结果，并能明确指出出错的网络段，可以根据出错提示对程序进行修改，然后再次编译，直至无误为止。4-4、简述SIMATIC指令与IEC指令的设置方法。答：SIMATIC和IEC两指令的设置方法是：拉开工具采单，打开选项目录，在弹出的对话框中选择指令系统。例如，选择SIMATIC指令、记忆表选国际（不选SIMATIC），即选中了西门子指令系统。选IEC1131-3也用周样方法。4-5、简述网络段的拷贝方法答：网络段的复制：将光标拖到网络段，按住左键不放，拖动光标或用SHIFT+上、下移动键，选择单个或多个网络并变“黑”，然后单击“编辑\复制”，再移动光标到所需处，再单击“粘帖”即可。4-6、用帮助系统查找STEP7-Micro/Win32编辑软件主要支持哪些快捷键?答：该编辑软件的快捷键支持有：①、F4、弹出触点菜单；②、F6、弹出线圈下拉菜单；③、F9、弹出指令合下拉菜单。4-7、简述系统块配置中脉冲截取位的功能，以及脉冲截取的原理。答：在系统块界面下、点击“脉冲截取位”标签，进入脉冲捕捉功能选项，如图所示：76543210I0I1在对应选框中的某位点击一下、即该位便设置了脉冲捕捉，否则，系统默认所有点不为脉冲捕捉。第五章、S7-200系列PLC基本指令5-1、写出下面梯形图程序对应的语句表指令。仅供个人参考不得用于商业用途LDI0.0LDI0.2OI0.3AI0.4OLDAI0.5=Q0.1LDI1.0LPSAI1,1=Q0.2LLPPAI1.2=Q0.35-2、根据下列语句表程序，写出梯形图程序。答：梯形图程序如下：LDI0.0ANI0.1LDI0.2AI0.3OI0.4AI0.5OLDLPSAI0.6=Q0.1LPPAI0.7=Q0.2AI1.1=Q0.3仅供个人参考不得用于商业用途5-3、使用置位、复位指令，编写两套电动机（两台）的控制程序，两套控制程序要求如下：①、启动时，电动机M1先启动，才能启动电动机M2；停止时，电动机M1、M2同时停止。②、启动时、电动机M1、M2同时启动；停止时，只有在电动机M2停止时，电动机M1才能停止。解①、编辑的程序如下：LDI0.0SQ0.0,1TONT37,50LDT37AQ0.0SQ0.1,1LDI0.1RQ0.0,1RQ0.1,1解②、编辑的程序如下：LDI0.0SQ0.0，1SQ0.1，1LDI0.1RQ0.1，1TONT33，+500LDT33RQ0.0，1仅供个人参考不得用于商业用途5-4、设计周期为5S，占空比为20％的方波输出信号程序（输出点可以使用Q0.0）.解：输出方波程序如下：LDI0.0LPSAQ0.0TONT33,+100LRDAT33EURQ0.0,1LRDANQ0.0TONT34,+400LPPAT34EUSQ0.1,15-5、编写断电延时5S后，M0.0和Q0.0置位的程序。解：电延时5S后，M0.0和Q0.0置位的程序如下：LDI0.0TOFT37,+50RM0.0,1RQ0.0,1LDNT37SM0.0,1SQ0.0,1仅供个人参考不得用于商业用途5-6、运用算术指令完成下列算式的运算：①、[（100+200）×10]/3程序如下：LDI0.0MOVW+100,AC0+I+200,AC0MOVWAC0,AC1*I+10,AC1MOVWAC1,AC2/I+3,AC2②、计算6解：786=EXP[68*LN(6)]LDI0.0LN6,AC0MOVRAC0,AC1*R68,AC1结果：AC1=21仅供个人参考不得用于商业用途③、求Sin(65°)的函数值解：先将65°化为弧度值，然后再求Sin值，程序如下：LDI0.0MOVR3.141592,AC0/R180.0,AC0*R65.0,AC0SINAC0,VD10运行结果：VD0=0.906315-7、用逻辑操作指令编写一段数据处理程序，将累加器AC0与VW100存储单元数据实现逻辑与操作，并将运算结果存入累加器AC0中。解：程序如下：LDI0.0LPSMOV-W380,AC0LRDMOV-W260,VW100LPPMOV-WAC0,AC1ANDWVW100,AC1结果VW300=2605-8、编写一段程序，将VB100开始的50个字的数据传送到VB1000开始的存储区中。解：先将VB100开始