电气控制与PLC应用第58章习题与思考题参考解答.docx
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电气控制与PLC应用第58章习题与思考题参考解答
第5章S7-200PLC的指令系统
习题与思考题
1.S7-200指令参数所用的基本数据类型有哪些
答：
S7-200PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型（BOOL）、8位无符号字节型（BYTE）、8位有符号字节型（SIMATIC模式仅限用于SHRB指令）、16位无符号整数（WORD）、16位有符号整数（INT）、32位无符号双字整数（DWORD）、32位有符号双字整数（DINT）、32位实数型（REAL）。
实数型（REAL）是按照ANSI/IEEE754-1985标准（单精度）的表示格式规定。
2~255字节的字符串型（STRING）
2.立即I/O指令有何特点它应用于什么场合
答：
立即指令允许对输入和输出点进行快速和直接存取。
当用立即指令读取输入点的状态时，相应的输入映像寄存器中的值并未发生更新；用立即指令访问输出点时，访问的同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。
由于立即操作指令针对的是I/O端口的数字输入和数字输出信号，所以它们的位操作数地址只能是物理输入端口地址和物理输出端口地址。
3.逻辑堆栈指令有哪些各用于什么场合
答：
复杂逻辑指令，西门子称为逻辑堆栈指令。
主要用来描述对触点进行的复杂连接，并可以实现对逻辑堆栈复杂的操作。
复杂逻辑指令包括：
ALD、OLD、LPS、LRD、LPP和LDS。
这些指令中除LDS外，其余指令都无操作数。
这些指令都是位逻辑指令。
栈装载与指令ALD用于将并联子网络串联起来。
?
栈装载或指令OLD用于将串联子网络并联起来。
逻辑推入栈指令LPS，在梯形图中的分支结构中，用于生成一条新的母线，左侧为主控逻辑块时，第一个完整的从逻辑行从此处开始。
逻辑读栈指令LRD，在梯形图中的分支结构中，当左侧为主控逻辑块时，该指令用于开始第二个和后边更多的从逻辑块。
逻辑栈弹出指令LPP，在梯形图中的分支结构中，用于恢复LPS指令生成的新母线。
装入堆栈指令LDS，复制堆栈中的第n级值，并将该值置于栈顶。
原栈中各级栈值依次下移一级，栈底值被推出栈而丢失。
4.定时器有几种类型各有何特点与定时器相关的变量有哪些梯形图中如何表示这些变量
答：
S7-200系列PLC的主机有256个定时器T0~T255，分为三种类型，每种类型的时间分辨率（或称为时基/时间增量/时间单位）又分为三种，如下表所示。
（1）接通延时定时器指令TON，用于接通单一间隔定时。
（2）有记忆接通延时定时器指令TONR，用于累计若干个时间间隔。
只能用复位指令进行复位操作，使当前值清零。
（3）断开延时定时器指令TOF，用于断开后的单一间隔定时。
、
定时器类型
时间分辩率/ms
计时范围/s
定时器号
接通延时定时器TON
断开延时定时器TOF
1
0~
'
T32，T96
10
0~
T33～T36，T97～T100
100
0~
T37～T63，T101～T255
有记忆接通延时定时器
）
TONR
1
0~
T0，T64
10
0~
T1～T4，T65～T68
100
[
0~
T5～T31，T69～T95
与定时器相关的变量有：
一个16位的当前值寄存器，用以存放计时累计的当前值（INT，最大计时值32767，单位ms或10ms或100ms，取决于时间分辨率）；
一个16位的预设值寄存器，用以存放定时时间的预设值PT（INT）；
一位状态位（BOOL），用以反映定时器的定时时间是否达到的状态，称为定时器位。
使能输入IN，用于控制定时器的工作状态。
5.计数器有几种类型各有何特点与计数器相关的变量有哪些梯形图中如何表示这些变量
答：
类型：
S7-200系列PLC的计数器指令有两大类：
通用计数器指令和高速计数器指令。
】
通用计数器指令有3种：
增计数器指令CTU、减计数器指令CTD和增减计数器指令CTUD。
特点：
（1）增计数器指令CTU
每当增计数输入CU发生一次从OFF到ON的转换（正跳变-上升沿）时，该计数器的当前值就增加1。
如果当前值Cxxx≥预设值PV，则计数器位=ON；否则，计数器位=OFF。
当前值达到预设值后继续计数，计数当前值到最大值（32,767）时，计数器停止。
当复位输入R接通或执行复位指令时，计数器被复位，计数器位=OFF，当前值=0。
（2）增减计数器指令CTUD
利用LD装载预设值。
当装载输入LD接通时，计数器复位，计数器位=OFF，当前值=预设值PV。
每当减计数输入CD发生一次从OFF到ON的转换（正跳变-上升沿）时，该计数器的当前值就减1。
"
计数当前值到0时，计数器停止，计数器位=ON，当前值=0。
利用复位指令复位时，CTD计数器位变为OFF，当前值变为0（教材P131有误）。
（3）减计数器指令CTD
每当增计数输入CU发生一次从OFF到ON的转换时，该计数器的当前值就增1；每当减计数输入CD发生一次从OFF到ON的转换时，该计数器的当前值就减1。
如果当前值Cxxx≥预设值PV，则计数器位=ON；否则，计数器位=OFF。
当前值达到预设值后继续计数（增或减）。
当增计数达到最大值（32,767）时，在增计数输入端CU的下一个上升沿导致当前计数值绕回到最小值（-32,768）。
同样，计数达到最小值（-32,768）时，减计数输入端CD的下一个上升沿会导致当前计数值绕回到最大值（32,767）。
所以，CTUD是一个循环计数器，计数范围从-32768~+32767。
当复位输入R接通或执行复位指令时，该计数器被复位。
复位时，计数器位=OFF，当前值=0。
与计数器有关的变量及在梯形图中的表示方法：
计数器地址：
C0~C255，常数
#
计数器当前值：
C0~C255，INT型
计数器的预设值（PV）：
INT型
计数器位：
C0~C255，BOOL型
增/减计数信号输入：
能流，BOOL型
复位输入：
能流，BOOL型
装载信号输入：
能流，BOOL型
6.不同分辨率的定时器的当前值是如何刷新的
答：
不同分辨率的定时器，它们当前值的刷新时机是不同的，具体情况如下：
1ms分辨率定时器启动后，定时器对1ms的时间间隔（时基信号）进行计时。
定时器位和当前值每隔1ms刷新一次，与扫描周期不同步。
换句话说，如果扫描周期大于1ms，则在一个扫描周期中定时器位和当前值可能要刷新多次。
10ms分辨率定时器启动后，定时器对10ms的时间间隔进行计时。
程序执行时，在每次扫描周期开始对10ms定时器刷新，其方法是以当前值加上累积的10毫秒间隔的数目（自上一次扫描开始算起），所以在一个扫描周期内定时器当前值和定时器位保持不变。
#
100ms分辨率定时器启动后，定时器对100ms的时间间隔进行计时。
只有在执行到这些定时器指令时，这些定时器的当前值才被刷新（当前值加上积累的100毫秒间隔的数目（自前一次扫描开始算起））。
7.写出图5-50所示梯形图的语句表程序。
（原题程序不分网络，应该按右图所示修改）
答：
语句表程序如下
网络1
气图中，SB、SA、SQ、FU、KM、KA、KT、QF分别是什么电器元件的文字符号 答：
-SB：
控制按钮；SA：
旋钮开关； SQ：
行程开关或接近开关；FU：
熔断器； KM：
接触器：
KA：
中间继电器：
KT：
时间继电器。
第二章 可编程序控制器概述 习题
教材 1、3
1．PLC的定义是什么
—
答：
可编程序控制器（简称PLC）是一种数字式的电子装置。
它使用可编程序的存
储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。
3．PLC有哪些主要功能
答：
1、开关量逻辑控制；2、模拟量控制 3、闭环控制； 4、定时控制 5、计数控制； 6、顺序控制 7、数据处理； 8、通讯和联网等 第三章 可编程序控制器的基本组成和工作原理 习题
教材 5
5．简述S7-200 PLC用户程序的工作过程。
有何特点
答：
PLC对用户程序的工作过程是循环扫描，可分为三个阶段进行：
1、输入采样阶段（将现场的全部信息采集到控制器中）
2、程序执行阶段（从首地址开始执行程序、直到结束，并将结果存放在内部映像寄存器中）
3、输出刷新阶段（CPU将输出映像区的内容集中转存到输出锁存器，然后传送到各个相应的输出端子，最后再驱动实际输出负载）。
特点是集中采样与集中输出。
第四章S7-200可编程序控制器的系统配置 习题
>
1、特殊存储器标志位、、、的代表什么
2、S7-200 CPU221和CPU222的本机I/O是如何分配的I/O字节如何分配呢 3、S7-200 CPU224和CPU226的本机I/O是如何分配的 4、S7-200的模拟量输入模块EM231的地址是如何分配的 5、S7-200的模拟量输出模块EM232的地址是如何分配的 6、S7-200 CPU224+16DI/16DO+4AI的地址是如何分配的 答：
1、（特殊存储器标志位、、、的代表什么）运行 ：
运行时该位始终为1，也有的称“常ＯＮ”标志位。
：
开机后进入RUN方式，该位将接通一个扫描周期
：
该位提供一个周期为1分钟、占空比为50﹪的时钟脉冲 ：
该位提供一个周期为1秒钟、占空比为50﹪的时钟脉冲。
2、（S7-200 CPU221和CPU222的本机I/O是如何分配的）
CPU221：
总I/O 10点；本机数字输入6点，～I0.５；字节分配：
IB0
本机数字输出４点，～Q0.３； QB0
CPU222：
总I/O 14点；本机数字输入8点，～；字节分配：
IB0
本机数字输出6点，～； QB0
CPU224：
总I/O 24点；本机数字输入14点，～；～
本机数字输出10点，～；～
CPU226：
总I/O 40点；本机数字输入24点，～；～；～
本机数字输出16点，～；～ 说明：
CPU224XP和CPU224 DI/DO一样，只是多了模拟量的2AI/1AO通道及相关的
频率提高到100 kＨz等。
4、S7-200的模拟量输入模块EM231的地址是如何分配的
EM231是模拟量输入模块,是4通道电流/电压输入,信号的量程（信号的变
化范围,如-10～+10V,0～20mA等）用模块上的DIP开关拨到不同的位置（ON或OFF）设定,该模拟量输入模块需要供应24V直流电源。
S7-200 将模拟量值转换成1个字长（16位）的数据。
可以用区域标志符
AI、数据长度W及字节的起始地址来存取这些值。
因为模拟值输入为1个字长，且从偶数位字节（如0、2、4、6）开始，所以必须用偶数字节地址（如AIW0、AIW2、AIW4、AIW6）来存取这些值。
模拟量输入值为只读数据。
模拟量转换的实际精度是12位。
格式：
AIW[起始字节地址]。
如AIW4
注意：
三个要点答上就行！
下个题相同。
5、S7-200的模拟量输出模块EM232的地址是如何分配的
EM232是模拟量输出模块，是2通道电流/电压输入，信号的量程（信号的
变化范围,如-10～+10V,0～20mA等）用模块上的DIP开关拨到不同的位置（ON或OFF）设定,该模拟量输出模块需要供应24V直流电源。
S7-200 把1个字长（16位）的数字值按比例转换为电流或电压。
可以用
区域标志符AQ、数据长度W及字节的起始地址来改变这些值。
因为模拟量为1个字长，且从偶数位字节（如0、2、4、6）开始，所以必须用偶数字节地址（如AQW0、AQW2、AQW4、AQW6）来改变这些值。
模拟量输出为只写数据。
模拟量转换的实际精度是12位。
格式：
AQW[起始字节地址]。
如AQW4
6、S7-200 CPU224+16DI/16DO+4AI的地址是如何分配的 依此分配的地址排列如下：
CPU224主机单元 16DI/16DO扩展单元
4AI扩展单元
输入地址
输入14点，～；
～
输入16点， ～； ～ 输入地址
AIW0、AIW2、AIW4、AIW6 输出地址
输出10点，～；
～
输出16点， ～； ～
1. 何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系
答：
不同的电磁机构，有不同的吸力特性。
电磁机构动作时，其气隙δ是变化的，22FB。
对于直流电磁机构：
其励磁电流的大小与气隙无关，衔铁动作过程中为恒磁动势工作，根
据磁路定律/1/mmINRR，式中Rm为气隙磁阻，则22
2m1/1/FR，电磁吸力随气
隙的减少而增加，所以吸力特性比较陡峭。
对于交流电磁机构：
设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，若电阻忽略不计，则，/UfN，当电压频率f、线圈匝数N、外加电压U为常数时，气隙磁通Φ也为常数，即励磁电流与气隙成正比，衔铁动作过程中为恒磁通工作，但考虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随气隙的减少略有增加，所以吸力特性比较平坦。
为了保证衔铁能牢固吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好。
在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。
因此，吸力特性与反力特性必须配合得当，才有助于电器性能的改善。
在实际应用中，可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性，使之与吸力特性有良好配合，参见答案图1所示。
2. 单相交流电磁机构为什么要设置短路环它的作用是什么三相交流电磁铁要否装设短路环
答：
由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。
这样就使衔铁产生强烈的振动和噪声，甚至使铁心松散。
因此，交流接触器铁心端面上都安装一个铜制的短路环。
短路环将铁心端面分隔成两部分，当交变磁通穿过短路环所包围的截面积S2在短路环中产生涡流时，根据电磁感应定律，此涡流产生的磁通Φ2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中的磁通Φ1，由Φ1、Φ2产生的电磁吸力为F1、F2，作用在衔铁上的合成电磁吸力是F1+F2，只要此合力始终大于其反力，衔铁就不会产生振动和噪声。
对于三相交流电而言，因为三相不可能同时为零。
就相当于整个电磁铁磁通没有过零点，磁场不会消失，衔铁就不会振动。
故无须加装短路环。
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