电气控制与PLC应用技术梅丽凤课后答案.docx
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电气控制与PLC应用技术梅丽凤课后答案
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第4章习题参考答案
1.
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答：
S7-200PLC的接口模块主要有I/O扩展模块和特殊功能扩展模块两大类。
I/O扩展模块，对于I/O点数不够的情况，则需要增加I/O扩展模块，对I/O点数进行
扩展。
典型的模块有：
1）输入扩展模块EM221。
共有3种产品，即8点和16点DC、8点AC。
2）输出扩展模块EM222。
共有5种产品，即8点DC和4点DC（5A）、8点AC、8
点继电器和4点继电器（10A）。
3）输入/输出混合扩展模块EM223。
共有6种产品，其中DC输入/DC输出的有三种，
DC输入/继电器输出的有三种，它们对应的输入/输出点数分别为4点、8点和16点。
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4）模拟量输入扩展模块EM231。
共有3种产品。
4AI、2路热电阻输入和4路热电偶
输入。
其中前者是普通的模拟量输入模块，可以用来连接标准的电流和电压信号；后两个是
专门为热电阻和热电偶而设计的模块，热电阻和热电偶可以直接连接到模块上而不需要经过
变送器对其进行标准电流或电压的转换，模块上设置有热电阻和热电偶型号选择开关，热电
偶模块还具有冷端补偿功能。
5）模拟量输出扩展模块EM232。
2路模拟量输出的扩展模块。
6）模拟量输入/输出扩展模块EM235。
4路AI和1路AO（占用2路输出地址）的扩展
模块。
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特殊功能扩展模块可以完成某些特殊功能的控制。
典型的特殊模块有：
1）PROFIBUS-DP模块EM277。
使用该模块可以把S7-200PLC连接到PROFIBUS-DP
网络中，从而使S7-200PLC作为DP网络中的一个从站。
2）AS-i接口模块CP243-2。
使用该模块可以把S7-200PLC连接到AS-i网中，从而使
S7-200PLC作为AS-i网络中的主站。
3）以太网模块CP243-1。
使用该模块可以把S7-200PLC连接到工业以太网中，波特率
从10~100Mbit/s自整定，RJ45接口，TCP/IP协议。
4）以太网模块CP243-1IT。
使用该模块可以把S7-200PLC连接到工业以太网中，波特
-
率从10~100Mbit/s自整定，RJ45接口，TCP/IP协议。
另外，该模块支持诸如FTP客户端/
服务器、E-mail和HTML页面等功能。
5）定位模块EM253。
用于实现高精度的运动控制。
控制范围从微型步进电机到智能伺
服系统。
EM253集成的脉冲接口可输出高达200kHz的脉冲信号，并可以设定位置、速度和
方向。
集成的位置开关输入能够脱离CPU独立地完成任务。
6）SIWAREXMS称重模块。
用于所有简单称重和测力需要，其功能是测量传感器电
压，并将电压值转换为重量值。
7）调制解调器模块EM241。
用于替代连接于CPU通信口的外部MODEM功能。
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8）SINAUTMD720-3调制解调器。
该模块用于基于S7-200和WinCCflexible的移动无
线通信，它通过GSM网络进行基于IP的数据传输，可自动建立GPRS连接，可以切换到
CSD方式。
2.
答：
S7-200PLC的主机包括一个中央处理单元（即CPU模块）、存储器、电源以及I/O
点，它们都被集成在一个紧凑的、独立的设备中。
3.
答：
新一代的CPU模块按照I/O点数多少不同和功能不同而划分为五个品种，即
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CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP和CPU226，每个品种又分为2种类型：
一种是
DC24V供电/晶体管输出；另一种是AC220V供电/继电器输出，因此共有10种PLC产品。
4.
答：
常用的扩展模块有EM221、EM222、EM223，适用于I/O点数不够的情况下，对
I/O点数进行扩展；EM231、EM232、EM235，适用于PLC对于模拟量进行输入输出情况下
的扩展；EM277、CP243-1、CP243-2、CP243-1IT、EM253、EM241等，适用于PLC需要
完成某些特殊功能控制的场合。
5.
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答：
S7-200系列PLC共提供了三种类型的存储器：
保持型数据存储器、永久型存储器、
存储卡。
保持型数据存储器特点：
在断电的情况下，这些数据由超级电容或电池卡保护下，数据
可在一定时间内不丢失。
永久存储器（EEPROM）特点：
用户程序、数据块、系统块、强制设定值等经过组态
可以成为掉电保存的M存储器（MB0~MB13）和在用户程序控制下写入的指定值可以永久
保存，用户不必担心这些数据由于断电而丢失。
存储卡特点：
这是一种可以移动的存储卡，可以作为主机单元扩展的存储卡。
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6.
答：
软元件是PLC内部具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路和寄存器
以及存储单元等组成。
这些继电器最大特点是：
1）软元件是看不见、摸不着的，也不存在物理特性的触点。
2）每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点，即它们的触点可以无限次使用。
3）体积小、功耗低、寿命长。
4）编程时，用户只需记住软元件的地址即可。
7.
|
答：
输入继电器（I）、输出继电器（Q）、通用辅助继电器（M）、特殊继电器（SM）、
变量存储器（V）、局部变量存储器（L）、顺序控制继电器（S）、定时器（T）、计数器（C）、
模拟量输入映像寄存器（AI）、高速计数器（HC）、累加器（AC）
8.
答：
S7-200系统扩展对输入/输出地址空间的分配规则为：
1）同类型的输入点或输出点的模块进行顺序编址。
2）对于数字量，输入/输出映像寄存器的单位长度为8位。
本模块高位实际位数未满8
位的，未使用位不能分配给I/O链的后续模块，后续同类地址编址必须重新从一个新的连续
~
的字节开始。
3）对于模拟量，输入或输出以2点或2个通道（2个字）递增方式来分配空间。
本模
块中未使用的通道地址不能被后续的同类模块继续使用，后续的地址排序必须从新的2个字
以后的地址开始。
9.
答：
（1）根据题意，可选PLC型号为CPU224。
（2）扩展模块的选择有多种组合，例如，可选I/O扩展模块为EM221、EM222、EM223、
EM235。
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（3）模块连接顺序也有多种方法，例如，下图所示。
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第6章习题参考答案
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第7章习题参考答案
1.
答：
串行通信常用的接口标准有RS-232C、RS-422A和RS-485等。
RS-232C采用负逻辑，RS-232C一般使用9针或25针的D型连接器，工业控制中9针连接器用得较多，距离较近时只需要3根线，RS-232C使用单端驱动、单端接收电路，容易受到公共地线上的电位差和外部引入的干预信号的影响；最大通信距离为15m，最高传输速率为20kbit/s，只能进行一对一的通信。
RS-422A采用平衡驱动、差分接收电路，可以克服外部干扰的影响；RS-422A在传输速率100Kbit/s时，最大通信距离为1200m，最大传输速率10Mbit/s时，允许的最大通信距离为12m；一台驱动器可以连接10台接收器。
…
RS-485与RS-422A的不同之处在于：
RS-422A支持全双工通信，用两对平衡差分信号线；RS-485支持半双工通信，只用一对平衡差分信号线，一台驱动器可以连接32台接收器。
2.
答：
S7-200PLC上都配置有1个或2个串行通信接口，该通信接口是标准的RS-485兼容的9针D型接口，其通信口是非隔离型的，最高通信速率s；可以实现的通信有PPI、MPI、自由口和USS等；
3.
答：
S7-200PLC支持多种通信协议，其中专用的通信协议有PPI、MPI、自由口和USS等；通用协议有PROFIBUS、AS-i、工业以太网、Modbus和Modem等，适应多种应用场合，使用时可以根据实际需要选择合适的通信协议。
PPI（PointtoPointInterface）协议是点对点通信协议，它是一个主/从协议。
在PPI协议中，所有S7-200PLC都默认为从站，主站可以是其他CPU主机（如S7-300/400等）、编程用计算机或SIMATIC编程器、文本显示器（如TD400）或触摸屏等。
MPI（Multi-PointInterface）协议是多点通信协议，可以是主/主协议或主/从协议，S7-200PLC在MPI网络中只能作为从站。
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PROFIBUS是开放式的现场总线标准，S7-200PLC需要通过专用通信模块EM277接入PROFIBUS－DP网络中，并作为PROFIBUS－DP网络中的从站。
自由口协议是用户自定义通信协议，并通过用户程序对通信口进行操作。
USS（UniversalSerialInterface）协议是一个主/从协议，是专为S7-200PLC与西门子公司生产的MicroMaster变频器等驱动设备之间实现串行通信控制而开发的通信协议。
Modbus是一种单主站的主/从通信协议。
S7-200PLC上的通信口在自由口模式下，可以实现ModbusRTU通信协议，在Modbus网络中S7-200PLC只能作从站。
在S7-200PLC端，需要通过以太网模块CP243-1（-2）或互联网模块CP243-1IT接入到工业以太网中。
AS-i（ActuatorSensorInterface）是一种用在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间双向交换信息的多站点数字通信的总线网络，位于工业控制网络最底层；S7-200PLC需要通过AS-i接口模块CP243-2连接到AS-i网络中，并作为AS-i网络的主站。
S7-200PLC通过调制解调器模块EM241可以连接到电话线上，通过电话网可以和远端的PC机或装有调制解调器的PLC进行远程通信。
4.
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答：
S7-200PLC与计算机之间可以通过PC/PPI电缆组成单主站单从站PPI网络、多主站单从站PPI网络、复杂的PPI网络通信，S7-200PL
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