西门子PLC项目式教程 定稿完整版作业参考答案.docx
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西门子PLC项目式教程定稿完整版作业参考答案
项目1思考与练习参考答案
1-1什么是PLC？
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。
1-2PLC有哪些特点，主要应用在哪些领域？
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。
1-3PLC的发展方向是什么？
答：
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。
1-4PLC主要由哪几部分组成？
各部分的作用是什么？
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（+24V）。
1-5PLC的工作过程包括哪几个阶段？
答：
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；④CPU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。
1-6S7-200系列PLC输入输出地址如何编号？
答：
S7-200系列PLC输入输出地址编号①、I：
输入映像寄存器I0.0-I15.7②、Q：
输出映像寄存器Q0.0-Q15.7
1-7S7-200系列PLC寻址方式有哪几种？
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：
JMP20；②、直接寻址：
直接使用存储器或元件地址编号。
例：
LDI0.1；③、间接寻址：
使用地址指针来存取存储器中的数据。
例：
MOVW＊AC，AC0。
1-8S7-200系列PLC编程语言有哪些？
答：
在S7-200PLC的编程软件中，有梯形图、功能块和语句表三种编程语言供用户编程使用，而且三种语言可以相互转换。
1-9S7-200系列PLC有几种输出类型？
各适用于什么负载（直流或交流）？
答：
S7-200PLC输出方式有三大类：
继电器输出；晶体管输出、晶闸管。
继电器输出可带电机类电感、电容等负载，晶体管高速输出，也可带电阻性负载。
1-10S7-200PLC 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：
、I：
输入映像寄存器I0.0-I15.7
②、Q：
输出映像寄存器Q0.0-Q15.7
③、M：
内部标志寄存器M0.0-M31.7
④、SM：
特殊标志寄存器SM0.0-.SM179.7
⑤、S：
顺序控制寄存器S0.0-S31.7
⑥、V:
变量寄存器VB0-VB10239
⑦、L：
局部变量寄存器LB0-LB63
⑧、T：
定时器T0-T255
⑨、C：
计数器C0-C255
⑩、AI：
模拟量输入映像寄存器AIW0-AIW62
⑾、AQ：
模拟量输出映像寄存器AQW0-AQW62
⑿、AC：
累加器AC0--AC3
⒀、HC：
高速计数器HC0--HC5
1-11用帮助系统查找STEP7-Micro/Win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。
项目2思考与练习参考答案
2-1编写出实现红、黄、绿三种颜色信号灯循环显示程序（要求循环时间间隔为1s）；试用PLC实现控制。
参考答案：
1.地址分配（如表2-1所示）
表2-1地址分配
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
红灯
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
黄灯
Q0.2
绿灯
Q0.3
2.参考程序
2-2用一个开关K实现对灯L1的控制。
要求开关K往上闭合，灯L1亮；开关K往下断开，灯L1灭。
试用PLC实现控制。
参考答案：
1.地址分配（如表2-2所示）
表2-2地址分配
输入（I）
输出（O）
开关K
I0.1
L1灯
Q0.1
2.参考程序1：
参考程序2：
2-3有3台交流异步电动机M1,M2,M3顺序起动，按下按钮SB1,第一台M1直接起动运行，5s后第二台电动机M2直接起动运行，第二台电动机M2运行5s后第三台电动机M3直接起动运行，完成工作任务后，按停止按钮SB2,三台电动机一起停止。
试用PLC实现控制。
参考答案：
1.地址分配（如表2-3所示）
表2-3地址分配
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
电动机M1
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
电动机M2
Q0.2
电动机M3
Q0.3
2.参考程序：
2-4两台电机控制程序要求如下：
①起动时，电动机M1先起动，才能起动电动机M2；停止时，电动机M1、M2同时停止。
参考答案：
1.地址分配（如表2-4所示）
表2-4地址分配
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1（控制M1）
I0.1
电动机M1
Q0.1
启动按钮SB2（控制M2）
I0.2
电动机M2
Q0.2
停止按钮SB3
I0.3
2.参考程序：
②起动时、电动机M1、M2同时起动；停止时，只有在电动机M2停止时，电动机M1才能停止。
试用PLC实现控制。
参考答案：
1.地址分配（如表2-5所示）
表2-5地址分配
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
电动机M1
Q0.1
停止按钮SB2（控制M1）
I0.2
电动机M2
Q0.2
停止按钮SB3（控制M2）
I0.3
2.参考程序：
2-5某停车场最多可以停50辆车，用出/入传感器检测进出车场车辆的数量。
当停车场内停车数小于45辆时，入口处绿灯亮；等于或大于45辆时，绿灯闪亮；等于50辆时红灯亮，禁止车辆入场。
试用PLC实现控制。
参考答案：
1.地址分配（如表2-2所示）
表2-6地址分配
输入（I）
输出（O）
系统起动按钮-----I0.0
进口传感器C1-----I0.1
出口传感器C2-----I0.2
绿灯----Q0.0
红灯----Q0.1
2.参考程序：
项目3思考与练习参考答案
3-1用顺控指令编写循环灯控制程序
按下起动按钮时，灯L1、L2、L3每隔1s轮流闪亮，并循环。
按下停止按钮，三只灯都灭。
参考答案：
1.顺控流程图
2.地址分配
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
L1灯
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
L2灯
Q0.2
L3灯
Q0.3
3.控制参考程序
参考程序1：
参考程序2（根据顺控流程，节约1个步骤编写的控制程序）：
3-2用顺控指令和起保停两种方法编程实现两台电动机顺序起动和停止。
控制要求：
按SB1，电动机M1（KM1控制）起动，5s后电动机M2（KM2控制）起动。
停止时，按SB2，M1停止运行，5s后M2停止运行。
参考答案：
1.顺控流程：
2.地址分配：
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
电动机M1
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
电动机M2
Q0.2
3.顺控参考程序：
（自己补充S0.0~S0.3复位程序）
3-3设计一个对鼓风机与引风机控制程序。
要求：
（1）开机时首先起动引风机，引风机指示灯亮，10s后自动起动鼓风机，鼓风机指示灯亮；
（2）停机时首先关断鼓风机，鼓风机指示灯灭，经20s后自动关断引风机和引风机指示灯。
参考答案：
1.顺控流程：
2.地址分配：
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
引风机
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
引风机指示灯
Q0.2
鼓风机
Q0.3
鼓风机指示灯
Q0.4
3.参考程序
3-4试用顺序控制指令和起保停的程序设计方法实现某物料传送装置的控制。
控制要求：
（1）按下起动按钮后，先开电机C，5s后电机B打开，再5s后电机A打开，当电机A起动10s后，料阀D打开，系统正常工作。
（2）按下停止按钮后，料阀D关闭，1min后电机A停止，再1分钟后电机B停止，再1min后电机C停止，工作停止。
参考答案：
1.顺控流程
2.地址分配：
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
电机A
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
电机B
Q0.2
电机C
Q0.3
料阀D
Q0.4
3.参考程序
3-5设计一个控制程序，按下起动按钮后，M1作正转，5s钟后，自动停止,3s后自动转成反转，再5s钟后，自动停止，再3s后又自动转成正转，如此循环；按下停止按钮后，自动停止工作。
参考答案：
1.顺控流程
2.地址分配：
输入（I）
输出（O）
启动按钮SB1
I0.1
电机正转KM1
Q0.1
停止按钮SB2
I0.2
电机反转KM2
Q0.2
3.参考程序
项目4思考与练习参考答案
4-1用传送指令编程实现4台电动机同时起动同时停车。
参考答案：
1.地址分配
输入（I）
输出（O）
起动按钮-----I0.0
停止按钮-----I0.1
M1电动机----Q0.0
M2电动机----Q0.1
M3电动机----Q0.2
M4电动机----Q0.3
2.参考程序1
参考程序2：
4-2试用PLC设计出十字路口交通信号灯控制系统的程序。
控制要求如下：
①东西方向：
绿5秒，绿灯闪烁3秒，黄2秒；红10秒。
②南北方向：
红10秒，绿5秒，绿灯闪烁3秒，黄2秒。
参考答案：
1.步骤分析：
2.地址分配
输入（I）
输出（O）
启停开关SD
I0.0
东西红灯
Q0.0
南北红灯
Q0.3
东西黄灯
Q0.1
南北黄灯
Q0.4
东西绿灯
Q0.2
南北绿灯
Q0.5
3.参考程序：
4-3有一运输系统由四条运输带顺序相连而成分别用电动机M1,M2,M3,M4拖动。
试PLC编写程序实现控制要求。
具体控制要求如下：
①按下起动按钮后，M4电动机先起动，经过5秒，M3电动机起动，再过5秒，M2电动机起动，再过5秒，M1电动机起动。
②按下停止按钮，M1电动机先停，经过5秒，M2电动机停，再经过5秒，M3电动机停，再经过5秒，M4电动机停。
参考答案：
1.地址分配：
输入（I）
输出（O）
起动按钮-----I0.0
停止按钮-----I0.1
M1电动机----Q0.0
M2电动机----Q0.1
M3电动机----Q0.2
M4电动机----Q0.3
2.参考程序：
项目5思考与练习参考答案
5-1编程实现I/O中断。
用中断指令控制Q0.0和Q0.1的状态，输入端I0.0接通的上升沿时刻只有Q0.0通电，下降沿时只有Q0.1通电。
参考答案：
1.主程序
2.中断程序INT_0：
3.中断程序INT_1：
5-2设计一个高精度定时中断程序，每间隔1s读取输入端IB0数据一次，并传动到QB0。
（新修改:
题中1s修改为100ms）
参考答案：
1.主程序
2.中断程序INT_0：
5-3写出高速计数器HSC0的预制值及当前值储存单元。
（新修改:
写出高速计数器HSC0的预制值及当前值储存单元。
）
参考答案：
HSC0的预制值储存单元为SMD42，,当前值储存单元为SMD38
5-4写出高速计数器HSC0的控制字节中各位的意义。
参考答案：
：
HSC0
描述
SM37.0
0：
复位高电平有效，1：
复位低电平有效
SM37.2
0：
4×倍率，1：
1×倍率
SM37.3
0：
减计数，1：
加计数
SM37.4
计数方向：
0不更新，1更新
SM37.5
预制直：
0不更新，1更新
SM37.6
当前值：
0不更新，1更新
SM37.7
HSC允许：
0禁止，1允许
5-5采用高速计数器指令设计实验：
通过与电动机同轴齿轮条变化来测量电动机转速。
其中电动机输出轴与齿轮的传动比为1，齿条数为12，要求测量的单位为：
转/分钟。
参考答案：
1.分析：
齿轮条传感器每检测12个脉冲意味着齿轮转动一圈，也就是电动机转动一圈，则可根据传感器采集的信号，利用西门S7-200系列中的高速计数器来进行计算。
2.主程序：
3.子程序：
5-6PLC控制变频器多段速运行
控制要求：
变频器控制一台三相异步交流电动机（采用星形联结）。
设置三个按钮SB0、SB1、SB2，按下按钮时变频器分别运行在10Hz、20Hz、30Hz。
要求变频器的频率设定由PLC的模拟量模块通过D-A通道转换成0～10V的电压信号控制。
参考答案：
1.地址分配
输入
地址
输出
地址
启动开关K0
I0.0
变频器端子DIN1
Q0.0
按钮SB0
I0.1
按钮SB1
I0.2
按钮SB2
I0.3
2.控制程序
3.变频器参数功能表
参数功能表
序号
变频器参数
出厂值
设定值
功能说明
1
P0304
230
380
电动机的额定电压（380V）
2
P0305
3.25
0.35
电动机的额定电流（0.35A）
3
P0307
0.75
0.06
电动机的额定功率（60W）
4
P0310
50.00
50.00
电动机的额定频率（50Hz）
5
P0311
0
1430
电动机的额定转速（1430r/min）
6
P1000
2
2
模拟输入
7
P0700
2
2
选择命令源（由端子排输入）
8
P0701
1
1
ON/OFF（接通正转/停车命令1）
注:
（1）设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值
（2）设定P0003=2允许访问扩展参数
（3）设定电机参数时先设定P0010=1（快速调试）,电机参数设置完成设定P0010=0（准备）
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