《S71200 PLC 编程及应用》第三版习题答案V20.docx

1、S71200 PLC 编程及应用第三版习题答案V20S7-1200 PLC 编程及应用第 3 版习题答案V2.0习题答案V2.0 由本文件和 14 个项目文件组成，几乎包含全部习题的答案。1.填空第 1 章1）CPU 1214C 最多可以扩展_8_个信号模块、_3 个通信模块。信号模块安装在 CPU的 右 边，通信模块安装在CPU 的 左 边。2）CPU 1214C 有集成的 14 点数字量输入、 10 点数字量输出、 2 点模拟量输入， 6 点高速输出、 4 点高速输入。3）模拟量输入模块输入的-10+10V 电压转换后对应的数字为 -27648 27648 。2.S7-1200 的硬件主要

2、由哪些部件组成？答：主要由CPU 模块、信号板、信号模块和通信模块组成。3.信号模块是哪些模块的总称？答：信号模块包括数字量输入模块和数字量输出模块，模拟量输入模块和模拟量输出模块。4.怎样设置才能在打开博途时用项目视图打开最近的项目？答：执行菜单命令“选项”“设置”，选中工作区左边浏览窗口的“常规”，勾选复选框“打开最近的项目”（见图 1-15）。 5硬件组态有什么任务？答：设备组态的任务就是在设备视图和网络视图中，生成一个与实际的硬件系统对应的虚拟系统，PLC、HMI 和PLC 各模块的型号、订货号和版本号，模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。此外还应设置模块

3、的参数，即给参数赋值。6.怎样设置保存项目的默认的文件夹？答：执行菜单命令“选项”“设置”，选中工作区左边浏览窗口的“常规”。选中“存储设置”区中的“默认存储位置”。用“浏览”按钮设置保存项目和库的文件夹（见图 1-15）。7.怎样设置数字量输入点的上升沿中断功能？答：选中设备视图或设备概览中的 CPU 或有数字量输入的信号板，然后选中巡视窗口的“属性 常规 数字量输入”文件夹中的某个通道（见图 1-17）。用复选框启用通道的上升沿中断和下降沿中断功能，设置产生中断事件时调用的硬件中断组织块。8.怎样设置数字量输出点的替代值？答：首先选中设备视图或设备概览中的 CPU、数字量输出模块或信号板，

4、用巡视窗口选中“数字量输出”，选择在 CPU 进入 STOP 模式时使用替代值（见图 1-18）。选中左边窗口的某个输出通道，用复选框设置其替代值。复选框内有“”表示替代值为 1，反之为 0（默认的替代值）。9.怎样设置时钟存储器字节？时钟存储器字节哪一位的时钟脉冲周期为 500ms？答：选中设备视图中的 CPU，再选中巡视窗口的“属性 常规 系统和时钟存储器”（见图 1-21），用复选框启用时钟存储器字节和设置它的地址值。时钟存储器字节的第 3 位的时钟脉冲周期为 500ms。10.使用系统存储器默认的地址 MB1，哪一位是首次扫描位？ 答：M1.0 是首次扫描位。1.填空第 2 章1）数字

5、量输入模块某一外部输入电路接通时，对应的过程映像输入位为 1 状态 ，梯形图中对应的常开触点 接通 ，常闭触点 断开 。2）若梯形图中某一过程映像输出位 Q 的线圈“断电”，对应的过程映像输出位为 0 状态 ， 在写入输出模块阶段之后，继电器型输出模块对应的硬件继电器的线圈 断电 ，其常开触点断开 ，外部负载 断电 。3）二进制数 2#0100 0001 1000 0101 对应的十六进制数是 16#4185，对应的十进制数是16773，绝对值与它相同的负数的补码是 2#1011 1110 0111 1011。4）二进制补码 2#1111 1111 1010 0101 对应的十进制数为-91

6、。5)Q4.2 是输出字节 QB4 的第 2 位。6)MW 4 由 MB 4 和 MB 5 组成，MB 4 是它的高位字节。7)MD104 由 MW 104 和 MW 106 组成，MB 107 是它的最低位字节。2.S7-1200 可以使用哪些编程语言？答：可以使用梯形图（LAD）、函数块图（FDB）和结构化控制语言（SCL）。3.S7-1200 的代码块包括哪些块？代码块有什么特点？ 答：OB、FB、FC 统称为代码块，代码块包含程序。4RAM 与 FEPROM 各有什么特点？答：芯片的电源消失后，RAM 存储的数据将会丢失，而EEPROM 存储的数据不会丢失。RAM 的价格便宜，工作频率

7、比EEPROM 高得多。5.装载存储器和工作存储器各有什么作用？答：装载存储器是非易失性的存储器，用于保存用户程序、数据和组态信息。工作存储器是集成在 CPU 中的高速存取的RAM，CPU 将用户程序中与程序执行有关的部分复制到工作存储器。CPU 断电时，工作存储器中的内容将会丢失。6.字符串的第一个字节和第二个字节存放的是什么？答：字符串的第一个字节是字符串的最大字符长度，第二个字节是字符串当前有效字符的个数。7.数组元素的下标的下限值和上限值分别为 1 和 10，数组元素的数据类型为 Word， 写出数组的数据类型表达式。答：数组的数据类型表达式为Array1.10 of Word。8.在

8、符号名为 Pump 的数据块中生成一个由 50 个整数组成的一维数组，数组的符号名为 Press。此外生成一个由 Bool 变量 Start、Stop 和 Int 变量 Speed 组成的结构，结构的符号名为 Motor。解：数组和结构见下图。9.在程序中怎样用符号地址表示第 8 题中数组 Press 的下标为 15 的元素？怎样用符号地址表示第 8 题的结构中的元素Start？答：数据块 Pump 中数组 Press 的下标为 15 的元素：”Pump”. Press15，结构 Motor 中的元素 Start：”Pump”.Motor.Start。10.在变量表中生成一个名为“双字”的变量

9、，数据类型为 DWord，写出它的第 23 位和第 3 号字节的符号名。答：名为“双字”的变量第 23 位：“双字”.x23，第 3 号字节：“双字”.b3。11.I0.3:P 和I0.3 有什么区别，为什么不能写外设输入点？答：I0.3:P 是外设输入，可以用它立即读取 CPU 的数字量输入端 I0.3 外部的电路的状态。 I0.3 是CPU 内部的存储器中的过程映像输入位。在每次扫描循环开始时，CPU 读取 I0.3 的外部输入电路的状态，并将它们存入过程映像输入区。12.怎样将 Q4.5 的值立即写入到对应的输出模块？ 答：用Q4.5 的常开触点控制Q4.5:P 的线圈。13.怎样设置梯

10、形图中触点的宽度和字符的大小？答：用菜单命令“选项”“设置”打开“设置”编辑器（见图 2-23），选中工作区左边窗口中的“PLC 编程”文件夹，右边窗口“字体”区的“大小”选择框用来设置程序编辑器中字体的大小。用“操作数域”的“最大宽度”设置操作数域水平方向可以输入的最大字符数。14.怎样切换程序中地址的显示方式？答：单击程序编辑器工具栏上的 按钮，用下拉式菜单选择只显示绝对地址、只显示符号地址，或同时显示两种地址。单击工具栏上的 按钮，可以在上述 3 种地址显示方式之间切换。15.怎样设置块的“优化的块访问”属性？“优化的块访问”有什么特点？答：用右键单击项目树中的某个全局数据块、FB 或

11、FC，选中快捷菜单中的“属性”，再勾选打开的对话框的“属性”视图中的“优化的块访问”复选框。设置后变量以优化的方式保存，可以提高存储区的利用率。只能用符号地址的方式访问声明的变量。16.什么是 MAC 地址和 IP 地址？子网掩码有什么作用？答：MAC 地址是以太网接口设备的物理地址。通常由设备生产厂家将 MAC 地址写入EEPROM 或闪存芯片。在网络底层的物理传输过程中，通过MAC 地址来识别发送和接收数据的主机。MAC 地址是 48 位二进制数，分为 6 个字节，一般用十六进制数表示。IP 地址由 32 位二进制数组成，是网际协议地址。IP 地址通常用十进制数表示，用小数点分隔。子网掩码

12、由 32 位二进制数组成，用于将 IP 地址划分为子网地址和子网内节点的地址。17.计算机与 S7-1200 通信时，怎样设置网卡的 IP 地址和子网掩码？答：计算机网卡的 IP 地址中前 3 个字节的子网地址应与 PLC 的相同，IP 地址的第 4 个字节是子网内设备的地址，可以取 0255 中的某个值，但是不能与子网中其他设备的 IP 地址重叠。18.写出 S7-1200 CPU 默认的 IP 地址和子网掩码。答：S7-1200 CPU 默认的 IP 地址和子网掩码分别为 192.168.0.1 和 255.255.255.0。19怎样打开 S7-PLCSIM 和下载程序到 S7-PLCS

13、IM？答：选中项目树中的 PLC，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，S7-PLCSIM 被启动。如果出现“扩展的下载到设备”对话框，设置好“PG/PC 接口的类型”为 PN/IE，“PG/PC 接口”为PLCSIM S7-1200/1500，用以太网接口下载程序。单击“开始搜索”按钮，“目标子网中的兼容设备”列表中显示出搜索到的仿真 CPU 的以太网接口的 IP 地址。单击“下载”按钮， 开始下载。20.程序状态监控有什么优点？什么情况应使用监控表？答：使用程序状态监控，可以形象直观地看到梯形图中触点、线圈的状态和指令方框输入、输出参数的当前值。如果需要同时监控的变量不能在程序编辑器中同时显示，

14、可以使用状态表监控功能。21.修改变量和强制变量有什么区别？答：修改变量功能将数值写入 PLC 中的变量，不能写入I 区的地址。写入的数据可能因为程序的运行被改写。只能强制外设输入和外设输出。在执行用户程序之前，强制值被用于输入过程映像。在处理程序时，使用的是输入点的强制值。在写外设输出点时，强制值被送给过程映像输出， 输出值被强制值覆盖。强制值在外设输出点出现，并且被用于过程。变量被强制的值不会因为用户程序的执行而改变。被强制的变量只能读取，不能用写访问来改变其强制值。第 3 章本章程序在项目“3 章习题答案”中。1填空1) RLO 是 逻辑运算结果 的简称。2）接通延时定时器的 IN 输入

15、电路_接通 时开始定时，定时时间大于等于预设时间时， 输出 Q 变为 1 状态 。IN 输入电路断开时，当前时间值 ET 被清 0 ，输出Q 变为 0 状态 。3）在加计数器的复位输入 R 为 0 状态，加计数脉冲输入信号 CU 的 上升沿 ，如果计数器值 CV 小于 允许的最大值 ，CV 加 1。CV 大于等于预设计数值 PV 时，输出Q 为 1 状态。复位输入 R 为 1 状态时，CV 被 清 0 ，输出 Q 变为 0 状态。4）每一位 BCD 码用 4 位二进制数来表示，其取值范围为二进制数 2#00002#1001。BCD 码 2#0000 0001 1000 0101 对应的十进制数

16、是 185。5）如果方框指令的 ENO 输出为深色，EN 输入端有能流流入且指令执行时出错，则 ENO端 没有 能流流出。6）MB2 的值为2#1011 0110，循环左移2 位后为2# 1101 1010 ，再左移2 位后为2# 0110 1000。7）整数MW4 的值为 2#1011 0110 1100 0010，右移 4 位后为 2# 1111 1011 0110 1100。24 种边沿检测指令各有什么特点？答：以上升沿检测为例，P 触点用于检测触点上面的地址的上升沿，并且直接输出上升沿脉冲。其他 3 种指令都是用来检测RLO 的上升沿。P 线圈用于检测能流的上升沿，并用线圈上面的地址来

17、输出上升沿脉冲。其他 3 种指令都是直接输出检测结果。R_TRIG 指令用背景数据块保存上一次扫描循环CLK 端信号的状态，而P_TRIG 指令用边沿存储位来保存它。3.用TON 线圈指令实现图 3-22 振荡电路的功能。程序见下图和项目“3 章习题答案”。4.在全局数据块中生成数据类型为 IEC_TIMER 的变量 T1，用它提供定时器的背景数据，实现接通延时定时器的功能。程序见下图和项目“3 章习题答案”。5.在全局数据块中生成数据类型为 IEC_CONTER 的变量 C1，用它提供计数器的背景数据，实现加计数器的功能。程序见下图和项目“3 章习题答案”。6.在 MW2 等于 3592 或

18、MW4 大于 27369 时将 M6.6 置位，反之将M6.6 复位。用比较指令设计出满足要求的程序。程序见下图和项目“3 章习题答案”。7.监控表用什么数据格式显示BCD 码？ 答：用十六进制格式 16#。8.AIW64 中 A/D 转换得到的数值 027648 正比于温度值 0800C。用整数运算指令编写程序，在 I0.2 的上升沿，将 IW64 输出的模拟值转换为对应的温度值（单位为 0.1C），存放在MW30 中。程序见下图和项目“3 章习题答案”。9.频率变送器的量程为 4555Hz，被 IW96 转换为 027648 的整数。用“标准化”指令和“缩放”指令编写程序，在 I0.2 的

19、上升沿，将 AIW96 输出的模拟值转换为对应的浮点数频率值，单位为 Hz，存放在 MD34 中。程序见下图和项目“3 章习题答案”。10.编写程序，在 I0.5 的下降沿将MW50MW68 清零。答案之一的程序见下图和项目“3 章习题答案”。11.用 I1.0 控制接在 QB1 上的 8 个彩灯是否移位，每 2s 循环左移 1 位。用 IB0 设置彩灯的初始值，在I1.1 的上升沿将IB0 的值传送到 QB1，设计出梯形图程序。程序见下图和项目“3 章习题答案”。12.字节交换指令 SWAP 为什么必须采用脉冲执行方式？答：如果不采用脉冲执行方式，每个扫描周期都要执行一次交换指令，最终交换了

20、多少次是不确定的，如果交换了偶数次，实际上没有交换。13.编写程序，将 MW10 中的电梯轿厢所在的楼层数转换为 2 位BCD 码后送给 QB2， 通过两片译码驱动芯片和七段显示器显示楼层数（见图 3-41）。程序见下图和项目“3 章习题答案”。14.半径（小于 1000 的整数）在 DB4.DBW2 中，取圆周率为 3.1416，用浮点数运算指令编写计算圆周长的程序，运算结果转换为整数，存放在 DB4.DBW4 中。程序见下图和项目“3 章习题答案”。15.以 0.1 度为单位的整数格式的角度值在 MW8 中，在 I0.5 的上升沿，求出该角度的正弦值，运算结果转换为以10 -5 为单位的双

21、整数，存放在MD12 中，设计出程序。程序见下图和项目“3 章习题答案”。16.编写程序，在 I0.3 的上升沿，用“与”运算指令将 MW16 的最高 3 位清零，其余 各位保持不变。程序见下图和项目“3 章习题答案”。17.编写程序，在 I0.4 的上升沿，用“或”运算指令将 Q3.2Q3.4 变为 1，QB3 其余各位保持不变。程序见下图和项目“3 章习题答案”。18.按下起动按钮 I0.0，Q0.5 控制的电机运行 30s，然后自动断电，同时 Q0.6 控制的制动电磁铁开始通电，10s 后自动断电。设计梯形图程序。程序见下图和项目“3 章习题答案”。19.编写程序，I0.2 为 1 状态

22、时求出 MW50MW56 中最小的整数，存放在 MW58 中。答案之一的程序见下图和项目“3 章习题答案”。20.系统时间和本地时间分别是什么时间？怎样设置本地时间的时区？系统时间是格林尼治标准时间，本地时间是根据当地时区设置的本地标准时间。选中设备视图中的CPU，再选中巡视窗口的“属性 常规 时间”，可以设置本地时间的时区。1.填空第 4 章1）背景数据块中的数据是函数块的 接口区 中的参数和数据（不包括临时数据和常数）。2）在梯形图中调用函数和函数块时，方框内是块的 形参，方框外是对应的实参。方框的左边是块的输入参数和输入/输出参数，右边是块的_输出 参数。3）S7-1200 在起动时调用

23、 OB 100。2.函数和函数块有什么区别？答：函数块有背景数据块，函数没有背景数据块。只能在函数内部访问它的局部变量。其他代码块或HMI（人机界面）可以访问函数块的背景数据块中的变量。函数没有静态变量， 函数块有保存在背景数据块中的静态变量。函数块的局部变量有默认值（初始值），函数的局部变量没有默认值。函数块的输出参数值不仅与来自外部的输入参数有关，还与用静态数据保存的内部状态数据有关。3.什么情况应使用函数块？答：如果代码块有执行完后需要保存的数据，应使用函数块，而不是函数。4.组织块与 FB 和 FC 有什么区别？答：出现事件或故障时，由操作系统调用对应的组织块，FB 和 FC 是用户程

24、序在代码块中调用的。组织块的输入参数是操作系统提供的启动信息。组织块没有输出参数、InOut 参数和静态数据。5.怎样实现多重背景？答：首先生成函数块（例如 FB1“电动机控制”），再生成 FB3，去掉 FB1 和 FB3“优化的块访问”属性。在 FB3 的接口区生成数据类型为 FB1 的静态变量“1 号电动机”和“2 号电动机”。在 FB3 中调用 FB1，选中调用选项对话框中的“多重背景 DB”。选中列表中的“1号电动机”，用 FB3 的静态变量“1 号电动机”提供FB1 的背景数据。6.在什么地方能找到硬件数据类型变量的值？答：PLC 变量表的“系统常量”选项卡列出了项目中的硬件数据类型

25、变量的值。硬件组态时硬件组件和中断事件属性中的“硬件标识符”就是对应的硬件数据类型变量的值。7.设计循环程序，求DB1 中 10 个浮点数数组元素的平均值。程序见下图和项目“4 章习题 7-9”。在DB1 中创建数据类型为Array1.10 of real 的数组“数组 1”。8.设计求圆周长的函数FC1。程序见下图和项目“4 章习题 7-9”。9.设计 FC2 来计算以度为单位的温度测量值。程序见下图和项目“4 章习题 7-9”。10.用循环中断组织块 OB30，每 2.8s 将QW1 的值加 1。在 I0.2 的上升沿，将循环时间修改为 1.5s。设计出主程序和 OB30 的程序。答案见项

26、目“4 章习题 10”。11.编写程序，用 I0.2 启动时间中断，在指定的日期时间将 Q0.0 置位。在 I0.3 的上升沿取消时间中断。答案见项目“4 章习题 11”。组态时设置时区为北京。12.编写程序，在 I0.3 的下降沿时调用硬件中断组织块 OB40，将 MW10 加 1。在 I0.2的上升沿时调用硬件中断组织块OB41，将 MW10 减 1。答案见项目“4 章习题 12”。1简述划分步的原则。第 5 章答：一般情况下步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步之内，各输出量的ON/OFF 状态不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。2简述转换实现的条件和转换实现时应完成的操作。

27、 答：转换实现必须同时满足两个条件：1）该转换所有的前级步都是活动步。2）相应的转换条件得到满足。 转换实现时应完成以下两个操作：1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。3.试设计满足图 5-30 所示波形的梯形图。4.试设计满足图 5-31 所示波形的梯形图。5.画出图 5-32 所示波形对应的顺序功能图。 6.冲床的顺序功能图:M1.0初始化脉冲R Q0.0M4.0松开“T1”S Q0.0M4.1起动 I0.0 . I0.4 . I0.3夹紧“T1”.Q 2sM4.2I0.1 右限位M4.3I0.2 下限位M

28、4.4M4.5I0.3 上限位工件右行Q0.3Q0.1冲头下行Q0.4冲头上行Q0.2工件左行I0.4左限. 位7.小车运动的顺序功能图：M1.0M4.0起动I0.2 . I0.3M4.1Q0.0I0.1M4.2Q0.1I0.0M4.3Q0.0I0.1M4.4Q0.1I0.2右行左行8.指出图 5-35 的顺序功能图中的错误。题 8 的答案：初始步应为双线框；最上面的转换旁边没有转换条件；步 M0.2 和M0.0 之间无转换；转换I0.0 与最上面的转换之间没有步，最上面的水平有向连线应放在最上面的转换之下。输入I0.5 不能作为动作；一般用输入、定时器和计数器的触点和它们的逻辑组合作转换条件

29、，不用输出位（Q）作转换条件；步 M0.3 的后面没有转换和步，系统运行到步 M0.3 时会“死机”。图 5-35 题 8 的图9.某组合机床动力头进给运动控制系统的顺序功能图：M1.0M4.0起动I0.0.I0.1M4.1Q0.0Q0.2I0.2中限位M4.2Q0.0工进I0.3右限位M4.3“T1”暂停5“T1”.QM4.4Q0.1Q0.2I0.1左限位快进s 快退图5-36 题9的图10.图 5-37 所示信号灯控制系统的顺序功能图，I0.0 为启动信号。5s图5-37 题10的图11.设计出图 5-38 所示的顺序功能图的梯形图程序，定时器”T1”的预设值为 5s。答案见项目“5 章习

30、题 11”。12.设计出图 5-39 所示的顺序功能图的梯形图程序。答案见项目“5 章习题 12”。13.设计出题 5-6 中冲床控制系统的梯形图。答案见项目“5 章习题 13”。14.设计出题 5-7 中小车控制系统的梯形图。答案见项目“5 章习题 14”。15.设计出题 5-9 中动力头控制系统的梯形图。答案见项目“5 章习题 15”。16.设计出题 5-10 中信号灯控制系统的梯形图。答案见项目“5 章习题 16”。17.设计出图 5-40 所示的顺序功能图的梯形图程序。答案见项目“5 章习题 17”。调试时应注意，在 I3.5 为 0 状态时，如果转换条件 I0.3 满足，从步M4.3 转换到 M4.4 以后，将会立刻转换到步M4.0。18.设计出图 5-41 所示的顺序功能图的梯形图程序。答案见项目“5 章习题 18”。第 6 章1.简述主从通信方式防止各站争用通信线采取的控制策略。答：主从通信网络只有一个主站，其他的站都是从站。主站首先向某个从站发送请求帧（轮询报文），该从站接收到后才能向主站返回响应帧。主站按事先设置好的轮询表