电气控制与PLC应用第5、8章习题.docx

1、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(WORD)、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、）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、L

3、PP 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

4、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1 032.767 T32，T9610 0327.6

5、7 T33T36，T97T100接通延时定时器 TON断开延时定时器 TOF100 03276.7 T37T63，T101T2551 032.767 T0，T6410 0327.67 T1T4，T65T68有记忆接通延时定时器 TONR100 03276.7 T5T31，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 16 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

6、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（3

7、2,767）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 ON 的转换时，该计

8、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

9、。复位时，计数器位=OFF ，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

10、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。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

11、修改）图 5-50 习题 7 梯形图答：语句表程序如下网络 1 / 网络标题LD I0.0O I0.3LD I0.1O I0.4ALDAN 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。图 5-51 习题 8 梯形图答：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, 3LP

12、PA 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。网络 1 / 自复位定时器/ 网络注释LDN T37TON T37, +50网络 2 / 输出脉冲串LD T37= Q1.0答案图 14 a)网络 1 / 自复位定时器/ 网络注释LDN Q1.0TON T37, +50网络 2 / 输出脉冲串LD T37= Q1.0答案图 14 b)如果使用 10ms 时基的定时器，梯形图

13、程序和语句表程序如答案图 14 c)所示。网络 1 / 自复位定时器/ 网络注释LDN Q1.0TON T33, +500网络 2 / 输出脉冲串LD T33= Q1.0答案图 14 c)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。网络 1 / 自复位定时器/ 网络注释LDN Q1.0TON T32, +5000网络 2 / 输出脉冲串LD T32= Q1.0答案图 14 d)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。网络 1 LD I0.0LD M0.0CTU C20, 50网络 2 LD C20

14、= M0.0网络 3 / 网络注释LD M0.0LD I0.1CTU C30, 1000答案图 1511. 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。网络 1LD I0.0S Q1.1, 1网络 2 LD I0.1R Q1.1, 1答案图 1612. 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 Q0.0Q0.2 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 1

15、7 所示。答案图 17习题与思考题 5-12：居室通风系统控制程序网络 1 / 初始状态/激活第一个 SCR 段LD I0.1AN Q0.0AN Q0.1AN Q0.2S S0.1, 1网络 2 / SCR 段 1：/起动通风机 1，/并延时 1hLSCR S0.1网络 3 / 起动通风机 1/ 网络注释LD SM0.0S Q0.0, 1网络 4 / 计时 1h（3600s）LDN M0.0TON T37, 18000网络 5 LD T37= M0.0答案图 17（续）网络 6 LD M0.0LD C20CTD C20, 2网络 7 / 计时到后，/关闭通风机 1，/激活 SCR 段 2，/并

16、停止本 SCR 段LD C20R Q0.0, 1SCRT S0.2网络 8SCRE网络 9 SCR 段 2：起动通风机 2，并延时 1hLSCR S0.2Network 10 / 起动通风机 2/ 网络注释LD SM0.0S Q0.1, 1Network 11 / 计时 1h（3600s）LDN M0.1TON T38, 18000Network 12 LD T38= M0.1答案图 17（续）网络 13 LD M0.1LD C21CTD C21, 2网络 14 / 计时到后，关闭通风机 2，/激活 SCR 段 3，并停止本 SCR 段LD C21R Q0.1, 1SCRT S0.3网络 15 SCRE网络 16 / SCR 段 3：起动通风机 3，/并延时 1hLSCR S0.3网络 17 / 起动通风机 3LD SM0.0S Q0.2, 1网络 18 / 计时 1h（3600s）LDN M0.2TON T39, 18000网络 19 LD T39= M0.2