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第一章、可编程控制器概述 1-1、简述可编程的定义 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。1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？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。1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O256点；中型机I/O在2561024之间；大型机I/O1024点； 按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。1-4、小型发展方向有哪些？答：小型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。第二章、可编程控制器构成原理-、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：、中央处理器CPU；、存储器；、基本I/O接口电路；、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；、电源（+5V、+24V的产生。2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式? 答：PLC的输入部分，有三种接口电路：、干结点式；直流输入式；、交流输入式。 PLC的输出部分，有三种接口电路：、继电器式；、晶体管式；、晶闸管式 输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：、点数、一般以输入、输出端子总和给出；、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；、扫描速度，即扫描周期，表示运算精度和运行速度；、可扩展性：可扩展接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。、指令系统：要求指令功能丰富；、通讯功能：要与其它智能设备之间的通讯。第三章、系列可编程控制器3-1、S7系列PLC有哪些子系列? 答：西门子公司的S7西能系列可编程控制器有三个子系列：、S7-200PLC 属小型机、S7-300PLC属中型机、S7-400PLC 属大型机 3-2、CPU22X系列PLC有哪些型号? 答:西门子公司CPU22X系列PLC有如下型号：见表3.1 P12 、CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226X 3-3、S7-200 PLC有哪些输出方式？各适应什么类型地负载？ 答：S7-200输出方式有两大类：继电器输出；晶体管输出。继电器输出可带电机类电感、电容等负载，晶体管输也可带电阻性负载。 3-4、CPU22系列PLC的用户程序下载后放在什么存储器中，掉电后是否会丢失？答：当用户程序下载到后，用户程序、CPU组态、配置、程序数据送入RAM存储区、V寄存器和M寄存器中；下电时又自动将V寄存器和M寄存器的内容拷贝到EEPROM中，永久保存，程序和数据不会丢失。 3-5、S7-200 CPU的一个机器周期分为哪几个阶段?各执行什么操作？ 答： S7-200 CPU的一个机器周期分为5个阶段：、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；、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。、处理通信请求，PLC从通信口收/发信息；、CPU自诊断。检查硬件故障和I/O状态；、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。 3-6、S7-200 CPU有哪些工作模式?在脱机时如何改变工作模式？联机操作时，改变工作模式的最佳方法是什么？ 答：S7-200CPU 有两种工作模式：、STOP（停止），CPU停止工作，不执行程序，PC机可向PLC下载程序和系统设置；、RUN （运行），运行用户程序。脱机时改变工作模式的方法：、把PLC工作开关打到“RUN”位置，启动程序运行；、把PLC工作开关打到“”位置，停止程序运行。、把PLC工作开关打到“TERM”位置，暂停。程序暂时停止运行，由软件改变工作状态，在联机时，用STEP7-Micro/Win32 软件设置PLC工作方式，即在“PLC”菜单下，点击“RUN”，PLC运行；点击“”，PLC停止运行。 3-7、S7-200 有哪几种寻址方式? 答：S7-200有三种寻址方式：、立即寻址：立即数在指令中以常数出现。例：JMP 20、直接寻址：直接使用存储器或元件地址编号。例：LD I0.1、间接寻址：使用地址指针来存取存储器中的数据。例：MOVW AC，AC0 3-8、S7-200PLC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：S7-200 PLC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、Q：输出映像寄存器 Q0.0-Q15.7、M：内部标志寄存器 M0.0-M31.7、SM：特殊标志寄存器 SM0.0-.SM179.7、S：顺序控制寄存器 S0.0-S31.7、V:变量寄存器 VB0-VB10239、L：局部变量寄存器 LB0-LB63、T：定时器 T0-T255、C：计数器 C0-C255、AI：模拟量输入映像寄存器 AIW0-AIW62、AQ：模拟量输出映像寄存器 AQW0-AQW62、AC：累加器 AC0-AC3、HC：高速计数器 HC0-HC5 3-9、S7-200PLC有哪几种扩展模块？最大可扩展的I/O地址范围是多大? 答：S7-200 PLC扩展模块有： 、数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223；、模拟量扩展模块：EM231、EM232、EM235；、通信模块 ：EM227；、现场设备扩展模块：CP243；最左可扩展7个模块、I/O点可达128点。 3-10、梯形图程序能否转换成语句表程序?所有语句表程序能否转换成梯形图程序？答：STEP7-Micro/Win32编程软件具有梯形图程序和语句表指令的相互转换功能，也就是梯形图程序能转换成语句表程序；但语句表程序中有些语句不能转换成梯形图：例：END 第四章、STEP7-Micro/Win32编程软件的安装与使用 4-1、对变化缓慢的输入信号能否采用数字滤波?数字滤波设置的最大延时时间为多少? 答：PLC允许部分或全部主机数字输入量有选择地设置输入滤波器，对输入噪声脉冲干扰进行抑制。最大滤波延迟时间为12.8ms（范围：0.2-12.8ms），默认延迟时间为6.4ms。对于输入信号变化缓慢或高速变化信号，一般不用数字滤波。 4-2、输入脉冲过窄时（小于一个机器扫描周期），采用什么方法可以不丢失脉冲? 答：当数字量输入脉冲过窄、未保持到输入采样阶段的输入脉冲信号可能会丢失。为克服此问题，需采用脉冲捕捉功能。脉冲截取后，输入状态的改变被锁存，并保持到下一次输入更新为止。（如图4-10、P40所示） 4-3、编译快捷键的功能是什么？ 答：采用“编译快捷键”，会在编译后，可在显示器下方的输出窗口显示编译结果，并能明确指出出错的网络段，可以根据出错提示对程序进行修改，然后再次编译，直至无误为止。 4-4、简述SIMATIC指令与IEC指令的设置方法。 答：SIMATIC和IEC两指令的设置方法是：拉开工具采单，打开选项目录，在弹出的对话框中选择指令系统。例如，选择SIMATIC指令、记忆表选国际（不选SIMATIC），即选中了西门子指令系统。选IEC1131-3也用周样方法。 4-5、简述网络段的拷贝方法 答：网络段的复制：将光标拖到网络段，按住左键不放，拖动光标或用SHIFT+上、下移动键，选择单个或多个网络并变“黑”，然后单击“编辑复制”，再移动光标到所需处，再单击“粘帖”即可。 4-6、用帮助系统查找STEP7-Micro/Win32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：、F4、弹出触点菜单；、F6、弹出线圈下拉菜单；、F9、弹出指令合下拉菜单。 第五章、S7-200系列PLC基本指令5-1、写出下面梯形图程序对应的语句表指令。LDI0.0LDI0.2OI0.3AI0.4OLDAI0.5=Q0.1LDI1.0LPSAI1,1=Q0.2 LPP A I1.2 = Q0.3 5-2、根据下列语句表程序，写出梯形图程序。 答：梯形图程序如下： LD I0.0 AN I0.1 LD I0.2 A I0.3 O I0.4 A I0.5 OLD LPS A I0.6 = Q0.1 LPP A I0.7 = Q0.2 A I1.1 = Q0.3 5-3、使用置位、复位指令，编写两套电动机（两台）的控制程序，两套控制程序要求如下： 、启动时，电动机M1先启动，才能启动电动机M2；停止时，电动机M1、M2同时停止。、启动时、电动机M1、M2同时启动；停止时，只有在电动机M2停止时，电动机M1才 能停止。 解、编辑的程序如下：LD I0.0S Q0.0, 1TON T37, 50LD T37A Q0.0S Q0.1, 1LD I0.1R Q0.0, 1R Q0.1, 1解、编辑的程序如下：LDI0.0SQ0.0，1SQ0.1，1LDI0.1RQ0.1，1TONT33，+500LDT33RQ0.0，1 5-4、设计周期为5S，占空比为20的方波输出信号程序（输出点可以使用Q0.0）.解：输出方波程序如下： LD I0.0 LPS AQ0.0 TONT33, +100 LRD AT33 EU RQ0.0, 1 LRD ANQ0.0 TONT34, +400 LPPAT34EU SQ0.1, 15-5、编写断电延时5S后，M0.0和Q0.0置位的程序。 解：电延时5S后，M0.0和Q0.0置位的程序如下： LDI0.0 TOFT37, +50R M0.0,1RQ0.0,1 LDNT37 SM0.0, 1 SQ0.0, 15-6、运用算术指令完成下列算式的运算：、（100+200）10/3 程序如下：LDI0.0MOVW+100, AC0+I+200, AC0MOVWAC0, AC1*I+10, AC1MOVWAC1, AC2/I+3, AC2、计算6解： =EXP 68*LN (6)LDI0.0LN6, AC0MOVRAC0, AC1*R68, AC1 结果：AC1 = 1123266021、求Sin(65)的函数值解：先将65化为弧度值，然后再求Sin值，程序如下：LDI0.0MOVR3.141592, AC0/R180.0, AC0*R65.0, AC0SINAC0, VD10运行结果：VD0 = 0.906315-7、用逻辑操作指令编写一段数据处理程序，将累加器AC0与VW100存储单元数据实现逻辑与操作，并将运算结果存入累加器AC0中。解：程序如下：LD I0.0LPSMOV-W 380,AC0LRDMOV-W 260,VW100LPPMOV-W AC0,AC1ANDW VW100,AC1结果 VW300=260 5-8、编写一段程序，将VB100开始的50个字的数据传送到VB1000开始的存储区中。解：先将VB100开始的50个字赋值， 然后才传送。程序如下： LD I0.0FILL 5555,VW100,50BMB VB100,VB1000,100 5-10、编写一段程序，将VB0开始的256个字节存储单元清零。 解：程序如下 LD I0.0 MOV-B 0, VB300 BMB VB300, VB0, 255 5-11、编写出将IW0字节高4位和低4位数据交换。然后，送入定时器T37作为定时器的预置值的程序段。程序如下：LD I0.0MOV-B IB0, VB0ROL VB0, 4 BTI VB0,VW10TON T37, VW10=Q0.0 T37的PT=25600 检验5-12、写出能循环执行五次程序段的循环体梯形图。 解：梯形图程序如下：LD I0.0MOVW 0, COFOR CO, 1,5LD I0.1FOR CO 1,5LDW=C0,5=Q0.0NEXT5-14、用循环指令编写一段输出控制程序，假设有8个指示灯，从左到右0.5秒速度依次点亮，保持任一时刻只有一个指示灯亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮，每按一次启动按钮，循环显示20次。 解：按照题意，所编梯形图程序如下： 第七章、可编程控制器应用系统设计7-1、PLC应用控制系统的硬件和软件的设计原则和内容是什么？ 答：硬件、软件设计原则是：提高产品质量、提高生产效率、降低成本。 、在满足生产工艺前提下，尽可能使PLC系统结构简单、经济、实用；、保证控制系统的安全可靠、维护方便；、考虑到生产的发展、工艺的改进，在选型号、I/O点数，存储容量时，适当留有余量，以利于调整、扩充；、最大限度满足被控对象工艺要求、工艺流程，解决生产实际问题。 软件设计：绘制梯形图或编写语句表：、网络段结构简明、逻辑清晰、注释明了、动作可靠、经实用检验；、程序简洁。占内存少；、具有可读性。 7-2、选择PLC机型的主要依据是什么？ 答：机型选择依据：根据系统的控制要求、产品的性能、技术指标和使用要求而定。其中，输入输出点数多少是选择PLC规模大小的依据，另外，存储容量、指令系统的丰富程度、扫描速度等也是选择机型的依据之一。 7-4、在选择输出模块时，应如何考虑其驱动能力? 现有三条运输皮带，每条皮带都由一台电动机拖动。按下启动按钮后，3号运输皮带开始运行。5S以后，2号运输皮带自动启动，在过5S以后，1号运输皮带自动启动。停机的顺序与启动的顺序正好相反，间隔时间仍为5S。试设计出该系统的PLC接线图以及相应的梯形图程序。答：在选择输出模块时应根据PLC的输出实际能力来考虑驱动能力：如果是电阻性负载，可选用晶体管或晶闸管式输出驱动；如果是电感式或电容式负载，可选用继电器式输出驱动；如果驱动负载的功率要求较大，则选用有功率放大的功率驱动模块；如果是要求响应速度快，则选用高速输出驱动模块。 三条运输皮带驱动程序如下： L 7-5、某自动生产上,使用有轨小车来运转工序之间的物件，小车的驱动采用电动机拖动，行其行驶示意图如图所示。电机正转，小车前进；电机反转，小车后退。控制过程为：、小车从原位A出发驶向1号位，抵达后，立即返回原位；、接着直向2号位驶去，到达后立即返回原位；、第三次出发一直驶向3号位，到达后返回原位；、必要时，小车按上述出发三次运行一人周期后能停下来；、根据需要，小车能重复上述过程，不停地运行下去，直到按下停止按钮为止。 要求：按PLC控制系统设计的步骤进行完整的设计。I/O地址分配表启动I0.0说 明停止I0.11号位行程开关I0.22号位行程开关I0.33号位行程开关I0.4原位到位开关I0.5原位到位行程开关工作（循环单周期或连续）I0.6工作（循环单周期或连续）原位显示Q0.0Q0.0= 原位显示驱动小车电机Q0.1Q0.1=1正转；q0.0=1反转7-41、在选择输出模块时，应如何考虑其驱动能力? 现有三条运输皮带，每条皮带都由一台电动机拖动。按下启动按钮后，3号运输皮带开始运行。5S以后，2号运输皮带自动启动，在过5S以后，1号运输皮带自动启动。停机的顺序与启动的顺序正好相反，间隔时间仍为5S。试设计出该系统的PLC接线图以及相应的梯形图程序。答：在选择输出模块时应根据PLC的输出实际能力来考虑驱动能力：如果是电阻性负载，可选用晶体管或晶闸管式输出驱动；如果是电感式或电容式负载，可选用继电器式输出驱动；如果驱动负载的功率要求较大，则选用有功率放大的功率驱动模块；如果是要求响应速度快，则选用高速输出驱动模块。 三条运输皮带驱动程序如下： I/O 地址分配表启动I0.0停止I0.1驱动1号电机Q0.2驱动2号电机Q0.1驱动3号电机Q0.0第八章、可编程控制器联网通信8-1、数据通信方式有哪两种？它们分别有什么特点？ 答：数据通信方式有串行数据传送和并行数据传送两种方式。它们的特点是： 串行数据传送时所有数据是按位传送的，它只需要一对数据线就行了。它适合长距离数据传送。PLC网络传送数据大多采用串行数据传送方式。在串行发送或接收端，智能设备内部要进行并串转换或串并转换。 并行数据传送时所有数据位是同时传送的，是字或字节为单位传送的。他传送速度快，但通信线路多、成本高，适合近距离传送数据。一般在PLC内部各元件之间、主机与扩展模块之间或近距离智能设备之间采用并行数据传送方式进行通信。它提高了数据的转送速率，但对通信系统要求较高；8-2、串行通信方式包含哪两种传输方式？ 答：串行通信的数据是一位一位传送的，其特点是：同步方式要在转送数据的同时，也转送时钟同步信号，并始终按照给定的时刻采样数据。他提高了数据的转送速率，但对通信系统要求较高；异步方式要在发送字符的同时，要先发送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。字符之后还可以加入奇偶校验位。异步转送较简单，但要增加转送位，影响转送速率。异步转送靠起始位和波特率来保持同步的。8-3、PLC采用什么方式通信？其特点是什么？ 答：PLC通信口多为串行口，它要进行串并或并串转换、设置波特率及字符格式、进行电平转换。通信接口有：RS-232；RS-422；RS-485三种。其特点是： RS-323： 它是数据终端设备与数据通信设备进行二进制数据交换的接口。应用简单方便、采用串行通信方式、数据转送率低、抗干扰能力强、转送速率为300b/s-19.2kb/s. RS-422: 它的传输线采用平衡驱动和差分接收、电平变换为12V（6V）、它传送速率高,抗干扰能力更强、它克服了易产生共模干扰的缺点、它是全双工.通信方式，在工控机上应用较多。 RS-485: 它是RS-422接口的简化，属于半双工通信方式，靠使能控制实现双方的数据通信。即在某一时刻，只一个节点可以发送数据，而另一节点只能接收数据，发送则由使能端控制。PLC一般配备RS-485接口。8-4、SIEMENS公司的S7-200CPU支持的通信协议主要有哪些？各有什么特点？ 答：SIEMENS公司的S7-200CPU支持的通信协议主要有PPI协议；MPI协议；PROFIBUS协议；自由口通信协议四种，它们的特点是：PPI协议：是一个点对点的主/从协议，主站发出申请、从站进行响应。从站不初始化，当主站发出申请或查询时，从站才对其响应。S7-200PLC的PPI协议，可通过普通的两芯双绞线进行联网，波特率为9.6kb/s-187.5kb/s,它的编程口就是PPI接口。MPI协议：是一个多点接口，它可以是主/主协议或主/从协议，如何使用取决于设备类型。如果网中有S7-300CPU,则可建立主/主连接，因为S7-300CPU都默认为网络主站；如果网中有S7-200CPU，则可建立主/从连接，因为S7-200CPU都默认为从站。它们的波特率为19.2kb/s-187.5kb/s。MPI协议总是两个相互通信设备之间建立连接，它是非公用连接，连接数量有限；一个主站建立的连接，另一个主站不能干涉。PROFIBUS协议:它用于分布式I/O（远程）的高速通信，该协议的网络使用RS-485标准双绞线，适合多端，远距离通信，该网中有一个主站和几个从站。主站要初始化网络并核对网中从站设备和配置中的匹配情况。如网中有第二个主站，则它只能访问第一个主站管辖的从站S7-200系列CPU的CPU222、CPU224、CPU226都可通过EM227模块来支持PROFIBUS网络协议，传输速率高达12Mb/s.自由口协议：在自由口协议模式下，S7-2