PLC原理及工程应用 第2版课后习题答案 黄彬

《PLC原理及工程应用》课后习题参考答案第一章（答案略）第二章1.答：存储程序控制是指支配控制系统工作的程序存放在存储器中，利用程序来实现控制逻辑完成控制任务；接线程序控制是通过电器元器件的固定接线来实现控制逻辑，完成控制任务。存储程序控制利用软件来实现控制逻辑，能够适应不同控制任务的需要，具有通用、灵活、可靠性高等特点；接线程序控制系统的灵活性和通用性较低，故障率较高。2.答：I/O点是PLC与外部世界的物理连接点。位是PLC内部用于存储和表示逻辑状态的最小数据单位。PLC通过读取输入点的状态并将其存储在位中，然后根据程序逻辑处理这些位，并最终通过设置与输出点关联的位的状态来控制外部设备。3.答：PLC系统程序，也称为操作系统，是由PLC制造商预先安装在PLC中的一组软件指令。它是PLC运行的基础，负责管理PLC的硬件资源，并提供运行用户程序所需的基本功能。用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC编程语言编制的程序。4.答：PLC采用循环扫描工作方式。由于PLC在执行用户程序过程中不对I/O信号进行读入和输出，只在程序执行完—遍后进行I/O刷新，所以从外观上看，用户程序好像是同时执行的。5.答：主要完成共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新等工作。6.答：扫描时间的大小对PLC的工作有着重要影响。扫描时间越长。PLC系统反应越慢，输入信号的允许频率越低，用于定位控制时产生的误差越大。7.（略）第三章1.答：S7-1200硬件主要包括CPU模块、通信模块(CM)、信号模块(SM)以及信号板(SB)等。2.答：S7-1200PLC的最大I/O能力主要取决CPU型号、信号模块种类、通讯模块和电源容量等。3.答：可以。S7-1200CPU模块集成的模拟量输入通道信号输入类型在出厂时被设置为0-10V的电压信号。如果被测传感器的输出信号为电流信号，则必须在端子0和端子2M(或者端子1和端子2M）之间并联1个500Ω的电阻。4.答：S7-1200CPU有停止、启动和运行三种工作模式。上电后，CPU进入启动模式，在该模式下，主要包括处理过程影像区，初始化非保持性M存储器和数据块、执行启动OB块以及将物理输入的状态复制到I存储器等工作，此时，CPU不会处理中断事件。在启动阶段结束后，CPU进入运行模式，在该模式下，主要包括更新输出、执行程序、读取输入，同时CPU还会处理中断事件和错误。在这一阶段程序会被循环执行，直至进入停止模式。5.答：S7-1200PLC主要有逻辑控制、数据采集与监控、运动控制、通信联网、过程控制、安全控制、Web服务器等功能。6.答：S7-1200CPU的IO响应时间不是一个常数，主要由信号输入时间、程序扫描时间和信号输出时间等组成。7.答：模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率外，还受到转换芯片其他性能指标及其外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的精度造成影响。8.答：S7-1200支持的基本数据类型主要包括位、字节、字、双字、整型、浮点数、日期、时间、字符串等。此外，S7-1200还支持结构数据类型（Struct）、PLC数据类型（UDT）、数组数据类型（Array）、系统数据类型（SDT）、硬件数据类型、参数数据类型Variant、硬件DB_ANY数据类型、DTL数据类型等。9.答：IEC61131-3提供了5种PLC的标准编程语言，其中有3种图形语言:梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和顺序功能图(SFC);两种文本语言:结构化文本(ST)和指令表(IL)；S7-1200支持的编程语言有梯形图、功能块图和结构化控制语言（SCL）。10.答：组织块是操作系统与用户程序的接口，它决定用户程序的结构，用于控制程序的执行顺序和响应特定事件。11.答：FC和FB都是代码块，但是FC没有专用的存储区。12.答：OB与FB和FC都属于代码块，但是其应用场合和调用方式不同。OB可以调用FB、FC，FB和FC还可以互相调用。除OB1和启动OB以外，其他OB的执行是根据各种中断条件（如错误、时间、硬件等）来触发的，OB无法互相调用也不能被FB、FC调用。13.答：从OB调用FC或FB等程序代码块的允许嵌套调用层数称为嵌套深度。14.答：以V4.0版本以后的CPU为例，其在启动过程中依次执行以下步骤：A、将物理输入的状态复制到过程映像输入区；B、初始化过程映像输出区；C、初始化非保持性M存储器和数据块，并启用组态的循环中断事件和时钟事件。执行启动OB块；D、将所有中断事件存储到处理队列中；E、启用Q存储器到物理输出的写入操作。在启动结束后，PLC进入运行阶段，即循环扫描工作状态，依次执行以下步骤：①将Q存储器写入物理输出；②将物理输入的状态复制到I存储器；③执行程序循环OB块；④执行自检诊断；⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信。15.答：硬件组态是S7-1200PLC编程的基础，通过软件中配置PLC系统中实际存在的硬件组件，将实际的硬件连接映射到PLC的软件程序中。它确保了软件程序能够正确地访问和控制实际的硬件设备，从而实现预期的功能。16.答：博途软件中的监控表是一个多功能的工具，可以实时监视和修改PLC程序中的变量，帮助调试程序、诊断故障、以及优化系统性能。17.答：出现上述故障的可能的原因有：（1）程序过长或程序中有死循环程序，导致执行时间超过设置的最大循环时间；（2）定时中断程序的执行时间大于所设定的定时间隔时间，导致定时中断事件缓冲区溢出而停机。第四章1.见教材84页2.见教材95页3.答：用计数器结合OB30的方式可实现更为精确的定时。因为用定时器定时，当程序扫描到定时器功能框的Q点或ET时或者扫描到背景DB（或IEC_TIMER类型的变量）中的Q点或者ET时，所用时间很难恰好等于定时时间。而用定时间和计数器想结合来实现更长时间定时的方式，误差会更大。4.见教材94页5.答：I/0分配表和的梯形图程序为：6.答：7.答：I/O分配：灯控按钮I0.0灯1Q0.0灯2Q0.1对应的梯形图程序：8.答：I/O分配如下：相应的梯形图如下：9.答：I/0分配表为：名称端子功能成品进库检测传感器I0.0进库产品统计信号成品出库检测传感器I0.1出库产品统计信号计数器清零按钮I0.2计数器清零计数器装载按钮I0.3计数器装载HL1Q0.0下限指示灯HL2Q0.1上限指示灯HAQ0.2报警器对应的梯形图为：10.答：始发站位置传感器分配I0.0，终点站位置传感器分配I0.1，中间站点位置传感器分配I0.2，指示灯分配QW8。则程序如下：11.答：温度值-100~500℃对应于数字量5530~27648，转换公式为(T-(-100))/(N-5530)=(500-(-100))/(27648-5530)T=(600*(N-5530))/22118-100具体实现梯形图为：第五章1.答：S7-1200可实现CPU与编程设备、HMI和其它CPU之间的多种通信。其通信方式主要包括以太网通信、总线通信、串口通信等。2.答：S7-1200支持的串行通信方式，主要包括点对点（PtP）通信、Modbus主从通信和USS通信等。3.答：S7-1200CPU本体以太网网口主要支持S7、TCP、ModbusTCP、ISOonTCP、UDP、Profinet等以太网通信方式。4.答：在S7通信中，客户端机为主动角色，发送连接请求，等待服务器的响应；而服务器为被动角色，等待来自客户端的连接请求，处理请求并回传结果。5.答：在使用固件版本为V4.0以上的S7-1200CPU作为服务器时，需要做通信保护设置，才能保证S7通信正常。6.（略）7.（略）8.答：S7-1200CPU的PROFINET口有两种物理网络连接方法。（1）当一个S7-1200CPU与编程设备、HMI、或另一个