完整word版S71200PLC编程及应用第三版廖常初课后习题答案.docx
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完整word版S71200PLC编程及应用第三版廖常初课后习题答案
《S7-1200PLC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。
第1章
1．填空
1）CPU1214C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）CPU1214C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，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。
第2章
1．填空
1）数字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#0100000110000101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#1011111001111011。
4）二进制补码2#1111111110100101对应的十进制数为-91。
5）Q4.2是输出字节QB4的第2位。
6）MW4由MB4和MB5组成，MB4是它的高位字节。
7）MD104由MW104和MW106组成，MB107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。
4．RAM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Array[1..10]ofWord。
8．在符号名为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”.Press[15]，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，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0～255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S7-1200CPU默认的IP地址和子网掩码。
答：
S7-1200CPU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-PLCSIM？
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PLCSIMS7-1200/1500，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，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#0000～2#1001。
BCD码2#0000000110000101对应的十进制数是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#10110110，循环左移2位后为2#11011010，再左移2位后为2#01101000。
7）整数MW4的值为2#1011011011000010，右移4位后为2#1111101101101100。
2．4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0～27648正比于温度值0～800C。
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45～55Hz，被IW96转换为0～27648的整数。
用“标准化”指令和“缩放”指令编写程序，在I0.2的上升沿，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MW50～MW68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
为单位的双整数，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Q3.2～Q3.4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状态时求出MW50～MW56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。
第4章
1．填空
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OB100。
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Array[1..10]ofreal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”。
第5章
1．简述划分步的原则。
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。
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:
7．小车运动的顺序功能图：
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，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：
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。
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的排列顺序对从站进行周期性的查询，并分配总线的使用权。
2．简述以太网防止各站争用总线采取的控制策略。
答：
发送站在发送报文之前，先监听一下总线是否空闲，如果空闲，则发送报文到总线上。
在发送报文开始的一段时间边发送边接收，把接收到的数据和本站发送的数据相比较，若不相同则说明发生了冲突，立即停止发送报文，并发送一段简短的冲突标志，来通知总线上的其他站点。
3．简述令牌总线防止各站争用总线采取的控制策略。
答：
令牌网开始运行时，由指定的站产生一个空令牌沿逻辑环传送。
要发送报文的站等到令牌传给自己，判断为空令牌时才能发送报文。
发送站写入要传送的信息，然后将载有报文的令牌送入环网传输。
令牌返回发送站时，如果报文已被接收站复制，发送站将令牌置为“空”，送上环网继续传送，以供其他站使用。
4．开放式用户通信有什么特点？
指令TSEND_C和TRCV_C有什么优点？
答：
基于CPU集成的PN接口的开放式用户通信用程序建立和断开事件驱动的通信连接，在运行期间也可以修改连接。
指令TSEND_C和TRCV_C有建立和断开连接的功能，使用它们以后不需要调用TCON和TDISCON指令。
5．简述开放式用户通信的组态和编程的过程。
答：
生成两块CPU，设置CPU的IP地址和子网掩码。
启用双方的MB0为时钟存储器字节。
在网络视图中用拖拽的方法建立双方的连接。
可以用指令TCON来建立连接，用指令TDISCON来断开连接。
指令TSEND和TRCV用于通过TCP和ISO-on-TCP协议发送和接收数据；指令TUSEND和TURCV用于通过UDP协议发送和接收数据。
S7-1200/1500还可以使用指令TSEND_C和TRCV_C，通过TCP和ISO-on-TCP协议发送和接收数据。
6．UDP协议通信有什么特点？
答：
UDP协议的通信双方使用“TADDR_Param”类型的数据块设置远程通信伙伴的IP地址和端口号，在程序运行过程中修改通信伙伴的IP地址和端口号，可以和不同的伙伴通信。
7．怎样建立S7连接？
答：
生成通信双方的PLC站点，单击工具栏上的“连接”按钮，设置连接类型为“S7连接”。
用拖拽的方法建立两个CPU的PN接口之间的S7连接。
8．客户机和服务器在S7通信中各有什么作用？
答：
客户机是向服务器请求服务的设备，客户机调用GET/PUT指令读、写服务器的存储区。
服务器是通信中的被动方，用户不用编写服务器的S7通信程序，S7通信是由服务器的操作系统完成的。
9．S7-1200作S7通信的服务器时，在安全属性方面需要做什么设置？
答：
选中服务器设备视图中的CPU，再选中巡视窗口中的“属性>常规>保护”，在“连接机制”区勾选“允许从远程伙伴（PLC、H
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