《PLC原理及工程應用》課后習題參考答案第一章（答案略）第二章1.答：存儲程序控制是指支配控制系統工作的程序存放在存儲器中，利用程序來實現控制邏輯完成控制任務；接線程序控制是通過電器元器件的固定接線來實現控制邏輯，完成控制任務。存儲程序控制利用軟件來實現控制邏輯，能夠適應不同控制任務的需要，具有通用、靈活、可靠性高等特點；接線程序控制系統的靈活性和通用性較低，故障率較高。2.答：I/O點是PLC與外部世界的物理連接點。位是PLC內部用于存儲和表示邏輯狀態的最小數據單位。PLC通過讀取輸入點的狀態并將其存儲在位中，然后根據程序邏輯處理這些位，并最終通過設置與輸出點關聯的位的狀態來控制外部設備。3.答：PLC系統程序，也稱為操作系統，是由PLC制造商預先安裝在PLC中的一組軟件指令。它是PLC運行的基礎，負責管理PLC的硬件資源，并提供運行用戶程序所需的基本功能。用戶程序又稱為應用程序，是用戶為完成某一特定的控制任務而利用PLC編程語言編制的程序。4.答：PLC采用循環掃描工作方式。由于PLC在執行用戶程序過程中不對I/O信號進行讀入和輸出，只在程序執行完—遍后進行I/O刷新，所以從外觀上看，用戶程序好像是同時執行的。5.答：主要完成共同處理、上位鏈接服務、外設服務、運算處理、I/O刷新等工作。6.答：掃描時間的大小對PLC的工作有著重要影響。掃描時間越長。PLC系統反應越慢，輸入信號的允許頻率越低，用于定位控制時產生的誤差越大。7.（略）第三章1.答：S7-1200硬件主要包括CPU模塊、通信模塊(CM)、信號模塊(SM)以及信號板(SB)等。2.答：S7-1200PLC的最大I/O能力主要取決CPU型號、信號模塊種類、通訊模塊和電源容量等。3.答：可以。S7-1200CPU模塊集成的模擬量輸入通道信號輸入類型在出廠時被設置為0-10V的電壓信號。如果被測傳感器的輸出信號為電流信號，則必須在端子0和端子2M(或者端子1和端子2M）之間并聯1個500Ω的電阻。4.答：S7-1200CPU有停止、啟動和運行三種工作模式。上電后，CPU進入啟動模式，在該模式下，主要包括處理過程影像區，初始化非保持性M存儲器和數據塊、執行啟動OB塊以及將物理輸入的狀態復制到I存儲器等工作，此時，CPU不會處理中斷事件。在啟動階段結束后，CPU進入運行模式，在該模式下，主要包括更新輸出、執行程序、讀取輸入，同時CPU還會處理中斷事件和錯誤。在這一階段程序會被循環執行，直至進入停止模式。5.答：S7-1200PLC主要有邏輯控制、數據采集與監控、運動控制、通信聯網、過程控制、安全控制、Web服務器等功能。6.答：S7-1200CPU的IO響應時間不是一個常數，主要由信號輸入時間、程序掃描時間和信號輸出時間等組成。7.答：模擬量轉換的精度除了取決于A/D轉換的分辨率外，還受到轉換芯片其他性能指標及其外圍電路的影響。在實際應用中，輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾，內部模擬電路也會產生噪聲、漂移，這些都會對轉換的精度造成影響。8.答：S7-1200支持的基本數據類型主要包括位、字節、字、雙字、整型、浮點數、日期、時間、字符串等。此外，S7-1200還支持結構數據類型（Struct）、PLC數據類型（UDT）、數組數據類型（Array）、系統數據類型（SDT）、硬件數據類型、參數數據類型Variant、硬件DB_ANY數據類型、DTL數據類型等。9.答：IEC61131-3提供了5種PLC的標準編程語言，其中有3種圖形語言:梯形圖(LAD)、功能塊圖(FBD)和順序功能圖(SFC);兩種文本語言:結構化文本(ST)和指令表(IL)；S7-1200支持的編程語言有梯形圖、功能塊圖和結構化控制語言（SCL）。10.答：組織塊是操作系統與用戶程序的接口，它決定用戶程序的結構，用于控制程序的執行順序和響應特定事件。11.答：FC和FB都是代碼塊，但是FC沒有專用的存儲區。12.答：OB與FB和FC都屬于代碼塊，但是其應用場合和調用方式不同。OB可以調用FB、FC，FB和FC還可以互相調用。除OB1和啟動OB以外，其他OB的執行是根據各種中斷條件（如錯誤、時間、硬件等）來觸發的，OB無法互相調用也不能被FB、FC調用。13.答：從OB調用FC或FB等程序代碼塊的允許嵌套調用層數稱為嵌套深度。14.答：以V4.0版本以后的CPU為例，其在啟動過程中依次執行以下步驟：A、將物理輸入的狀態復制到過程映像輸入區；B、初始化過程映像輸出區；C、初始化非保持性M存儲器和數據塊，并啟用組態的循環中斷事件和時鐘事件。執行啟動OB塊；D、將所有中斷事件存儲到處理隊列中；E、啟用Q存儲器到物理輸出的寫入操作。在啟動結束后，PLC進入運行階段，即循環掃描工作狀態，依次執行以下步驟：①將Q存儲器寫入物理輸出；②將物理輸入的狀態復制到I存儲器；③執行程序循環OB塊；④執行自檢診斷；⑤在掃描周期的任何階段處理中斷和通信。15.答：硬件組態是S7-1200PLC編程的基礎，通過軟件中配置PLC系統中實際存在的硬件組件，將實際的硬件連接映射到PLC的軟件程序中。它確保了軟件程序能夠正確地訪問和控制實際的硬件設備，從而實現預期的功能。16.答：博途軟件中的監控表是一個多功能的工具，可以實時監視和修改PLC程序中的變量，幫助調試程序、診斷故障、以及優化系統性能。17.答：出現上述故障的可能的原因有：（1）程序過長或程序中有死循環程序，導致執行時間超過設置的最大循環時間；（2）定時中斷程序的執行時間大于所設定的定時間隔時間，導致定時中斷事件緩沖區溢出而停機。第四章1.見教材84頁2.見教材95頁3.答：用計數器結合OB30的方式可實現更為精確的定時。因為用定時器定時，當程序掃描到定時器功能框的Q點或ET時或者掃描到背景DB（或IEC_TIMER類型的變量）中的Q點或者ET時，所用時間很難恰好等于定時時間。而用定時間和計數器想結合來實現更長時間定時的方式，誤差會更大。4.見教材94頁5.答：I/0分配表和的梯形圖程序為：6.答：7.答：I/O分配：燈控按鈕I0.0燈1Q0.0燈2Q0.1對應的梯形圖程序：8.答：I/O分配如下：相應的梯形圖如下：9.答：I/0分配表為：名稱端子功能成品進庫檢測傳感器I0.0進庫產品統計信號成品出庫檢測傳感器I0.1出庫產品統計信號計數器清零按鈕I0.2計數器清零計數器裝載按鈕I0.3計數器裝載HL1Q0.0下限指示燈HL2Q0.1上限指示燈HAQ0.2報警器對應的梯形圖為：10.答：始發站位置傳感器分配I0.0，終點站位置傳感器分配I0.1，中間站點位置傳感器分配I0.2，指示燈分配QW8。則程序如下：11.答：溫度值-100~500℃對應于數字量5530~27648，轉換公式為(T-(-100))/(N-5530)=(500-(-100))/(27648-5530)T=(600*(N-5530))/22118-100具體實現梯形圖為：第五章1.答：S7-1200可實現CPU與編程設備、HMI和其它CPU之間的多種通信。其通信方式主要包括以太網通信、總線通信、串口通信等。2.答：S7-1200支持的串行通信方式，主要包括點對點（PtP）通信、Modbus主從通信和USS通信等。3.答：S7-1200CPU本體以太網網口主要支持S7、TCP、ModbusTCP、ISOonTCP、UDP、Profinet等以太網通信方式。4.答：在S7通信中，客戶端機為主動角色，發送連接請求，等待服務器的響應；而服務器為被動角色，等待來自客戶端的連接請求，處理請求并回傳結果。5.答：在使用固件版本為V4.0以上的S7-1200CPU作為服務器時，需要做通信保護設置，才能保證S7通信正常。6.（略）7.（略）8.答：S7-1200CPU的PROFINET口有兩種物理網絡連接方法。（1）當一個S7-1200CPU與編程設備、HMI、或另一個