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1、整理电气控制与PLC应用第8章习题与思考题参考解答（三）安全评价的内容和分类4.广泛参与原则。第1页表三：周围环境概况和工艺流程与污染流程；规划审批机关在审批专项规划草案时，应当将环境影响报告书结论以及审查意见作为决策的重要依据。（4）是否满足环境功能区划和生态功能区划标准。第五章环境影响评价与安全预评价第5章 S7-200 PLC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：S7-200 PLC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(WOR

2、D)、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/IEEE 754-1985标准(单精度)的表示格式规定。2255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

3、地址Ix.x和物理输出端口地址Qx.x。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

4、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T0T255，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

5、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TOF1032.767T32，T96100327.67T33T36，T97T10010003276.7T37T63，T101T255有记忆接通延时定时器TONR1032.767T0，T64100327.67T1T4，T65T6810003276.7T5T31，T69T95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1

6、6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

7、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

8、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，

9、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：C0C255，常数计数器当前值：C0C255，INT型计数器的预设值（PV）：INT型计数器位：C0C255，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

10、。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 / 网络标题LD I0.0O I0.3LD I0.1O I0.

11、4ALDAN I0.2= Q0.1网络2 LD Q0.1TON T37, +30网络3 LD T37S Q0.2, 4网络4 LD I0.1S Q0.3, 18. 写出图5-51所示梯形图的语句表程序。答：语句表程序如下网络1 / 网络标题LD I0.4EUSHRB I0.5, V3.0, +4网络2 LD I0.1LPSA V3.0S Q3.0, 2LRDA V3.1R Q3.1, 1LRDA V3.2S Q3.2, 3LPPA V3.3R Q3.3, 19. 用自复位式定时器设计一个周期为5s，脉冲为一个扫描周期的脉冲串信号。答：如果使用100ms时基的定时器，梯形图程序和语句表程序分别如

12、答案图14 a)、答案图14 b)所示。其中答案图14 b)所示要比答案图14 a)好一些。如果使用10ms时基的定时器，梯形图程序和语句表程序如答案图14 c)所示。如果使用1ms时基的定时器，梯形图程序和语句表程序如答案图14 d)所示。10. 设计一个计数范围为50000的计数器。答：梯形图程序和语句表程序分别如答案图15所示。11. 用置位、复位(S、R)指令设计一台电动机的启、停控制程序。答：梯形图程序和语句表程序分别如答案图16所示。12. 用顺序控制继电器(SCR)指令设计一个居室通风系统控制程序，使3个居室的通风机自动轮流地打开和关闭。轮换时间间隔为1h。答：用PLC输出端点Q

13、0.0Q0.2分别控制三个通风机，I0.1接启动按钮开关，I0.2接停止按钮开关，梯形图程序和语句表程序分别如答案图17所示。13. 用寄存器移位指令(SHRB)设计一个路灯照明系统的控制程序，3路灯按H1H2 H3的顺序依次点亮。各路灯之间点亮的间隔时间为10h。答：用PLC输出端点Q0.0Q0.2分别控制路灯H1H3。控制程序见答案图18。14. 用循环移位指令设计一个彩灯控制程序，8路彩灯串按H1H2H3H8的顺序依次点亮，且不断重复循环。各路彩灯之间的间隔时间为0.1s。答：用PLC输出端点Q0.0Q0.7分别控制彩灯H1H8。I0.0接启动按钮开关常开触点，I0.1接停止按钮开关常开

14、触点，控制程序见答案图19。15. 用整数除法指令将VW100中的(240)除以8后存放到AC0中。答：编程见答案图20。16. 将AIW0中的有符号整数(3400)转换成(0.01.0)之间的实数，再将结果存人VD200。答：S7-200 PLC的模拟量输入模块将模拟量转换成数字量后的典型量程范围为：单极性：032000双极性：-3200032000设模拟量输入量为双极性输入，则转换公式为式中，x为转换前的模拟量对应的数字量，y是转换后的实数值。根据以上转换公式编制的程序如答案图21所示。17. 将PID运算输出的标准化实数0.75先进行比例换算，然后再转换成一个有符号整数(INT)，结果存

15、入AQW2。答：PID运算的输出结果为规格化的实数，范围在01.0之间。在将PID指令计算得到的PID回路的输出作为实际的模拟信号用于驱动实际负载之前，需要先将PID指令计算得到输出换算到实际需要的成比例的16位整数值，然后输出到模拟输出模块。转换公式如下式中，RSca1是与PID环路输出成比例的实数值；Mn是规格化的环路输出的实数值；Offset是偏移量，对单极输出是0.0，对双极输出是0.5；Span是实际输出的最大可能的数值减去最小可能的数值，对单极输出，典型值为32000，对双极输出，典型值为64000。设输出为双极性（输出的整数范围为-32000+32000），程序如答案图22所示。

16、18. 用定时中断设置一个每0.1s采集一次模拟量输入值的控制程序。答：编程见答案图23。19. 按模式6设计高速计数器HSC1初始化子程序，设控制字节SMB47=16#F8。答：要对高速计数器编程，必须完成下列基本任务：定义计数器和模式；设置控制字节；设置当前值(起始值)；设置预设值(目标数值)；分配和启用中断例行程序；激活高速计数器。编程见答案图24。20. 以输出点Q0.1为例，简述PTO多段操作初始化及其操作过程。21. 用TODR指令从实时时钟读取当前日期，并将“星期”的数字用段码指令（SEG）显示出来。答：执行读实时时钟指令TODR后，得到连续8个字节中的最高字节是“星期几”的BC

17、D码，其中“1”表示星期日，“7”表示星期六，“0”被禁用，所以得到的参数需要修正。编程见答案图26。22. 指出图5-52所示梯形图中的语法错误，并改正。答：图(a)的错误为计数器预设值PV=30000032767，超出INT型数据的范围。应改成小于等于32767的数据。图(b)中的错误在于操作数类型与指令不匹配。字逻辑与指令中的VD30应改为字型操作数，例如改成VW30；双字逻辑异或指令中的操作数VW10和VW100应改成双字操作数，例如改成VD20和VD100。（3）评价单元划分应考虑安全预评价的特点，以自然条件、基本工艺条件、危险、有害因素分布及状况便于实施评价为原则进行。第8章 可编

18、程控制器系统设计与应用习题与思考题1. 简述可编程控制器系统设计的一般原则和步骤。答：可编程控制系统设计时应遵循以下原则：(1)最大限度地满足被控对象的要求；(2)在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、适用及维护方便；(3)保证系统的安全可靠；(4)考虑生产发展和工艺改进的要求，在选型时应留有适当的余量。由于PLC的结构和工作方式与一般微机和继电器相比各有特点，所以其设计的步骤也不尽相同，具体设计步骤如下:(1)详细了解被控对象的生产工艺过程，分析控制要求；(2)根据控制要求确定所需的用户输入/输出设备；(3)选择PLC类型；(4)分配PLC的I/O点，设计I/O连接图；(5) P

19、LC软件设计，同时可进行控制台的设计和现场施工；(6)系统调试，固化程序，交付使用。2. 可编程控制器的选型需要考虑哪些问题？答：(1) PLC容量的选择首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O点。然后要对用户存储器容量进行估算。总存储器字数=(开关量输入点数+开关量输出点数) 10+模拟量点数150。然后按计算存储器字数的25%考虑余量。(2) PLC机型的选择由于生产PLC的厂家众多，实现的功能虽基本相同，性能、价格和编程语言却有较大差别，一般从以下几个方面考虑。功能方面：所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC

20、是否有能力完成控制任务。价格方面：不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，性价比是一个重要的因素。售后服务：应考虑相关的技术支持，统一型号方便维护，系统改造、升级等因素。5、已知彩灯共有8盏，设计一段彩灯控制程序，实现下述控制要求：程序开始时，灯1（Q0.0）亮；一次循环扫描旦定时时间到后，灯1（Q0.0）灭，灯2（Q0.1）亮；再次循环扫描且定时时间到后，灯2（Q0.1）灭，灯3（Q0.2）亮，直至灯8亮。灯8灭后循环重新开始。答：控制彩灯的方式有很多种，一般用循环指令来实现比较常见。本例中，I0.0为设定按钮，I0.1为启动按钮。Q0.0-Q0.7控制8盏彩灯。参考程序如答案图34所示。