電氣控制與S7-1200 PLC應(yīng)用技術(shù)教程課后參考答案鄭海春

1-1.直流220V的電壓繼電器誤接于交流220V的控制電路上會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？答：不能正常工作。因?yàn)橥瑯拥木€圈通交流電時(shí)呈現(xiàn)阻抗，但通直流電時(shí)僅呈現(xiàn)電阻。直流220V的電壓繼電器誤接于交流220V的控制電路上有可能不能可靠吸合。另外直流電壓繼電器鐵芯端面沒有短路環(huán)，交變的電壓會產(chǎn)生交變的電磁吸力，即使能吸合也會產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動與噪聲。1-2交流220V的電壓繼電器誤接于直流220V的控制電路會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？答：不能正常工作。因?yàn)橥瑯拥木€圈通交流電時(shí)呈現(xiàn)阻抗，但通直流電時(shí)僅呈現(xiàn)電阻。所以交流220V的電壓繼電器誤接于直流220V的控制電路上，線圈通過的電流過大，會導(dǎo)致線圈燒壞。1-3.欠電壓繼電器K=0.66，吸合電壓為額定電壓的90％，則電壓低于額定電壓的多少時(shí)繼電器釋放？答：根據(jù)K=x1/x2，x2為90%，K為0.66，求得x1為59.4％，約等于60%。1-4.熱繼電器的整定電流按電動機(jī)額定電流選取，為什么脫扣等級要取7.2倍整定電流？答：電機(jī)啟動時(shí)，起動電流一般為電機(jī)額定電流的4～7倍。這個(gè)7.2倍的意義是為了避開起動電流，防止電機(jī)剛起動熱繼電器就動作了，因此熱繼電器都有7.2倍電流的動作時(shí)間，實(shí)際用時(shí)根據(jù)電機(jī)的起動時(shí)間，采用相應(yīng)等級的熱繼電器。1-5.已知三相電機(jī)的額定功率、電壓，怎么估算其額定電流？答：三相交流電的有功功率公式：P=3UIcosφ；計(jì)算公式：I＝P/（3×U×cosφ），即額定電流為電機(jī)功率除以根號3，再除以電機(jī)電壓，再除以功率因數(shù)；380V的三相異步電動機(jī)的額定電流工程估算可以按照電機(jī)功率QUOTE××2即為電機(jī)額定電流。1-6.熔斷器有什么作用？熱繼電器有什么作用？在電動機(jī)的主電路中裝有熱繼電器是否就可以不裝熔斷器？為什么？答：熔斷器的主要作用是作為電路的短路保護(hù)元件。熱繼電器的主要作用是作為電動機(jī)的過載保護(hù)元件。不可以。因?yàn)槿蹟嗥骱蜔崂^電器的保護(hù)功能不同，熱繼電器具有熱慣性，在電路過載時(shí)不能瞬時(shí)動作而切斷電源，而熔斷器可以在電路發(fā)生短路故障時(shí)瞬時(shí)切斷電源而起保護(hù)作用。1-7.交流接觸器的鐵芯、線圈與直流接觸器有什么不同？答：交流接觸器的鐵芯用硅鋼片疊制而成，直流接觸器的鐵芯是整塊鋼塊的；交流接觸器的線圈短而粗，直流接觸器的線圈長而細(xì)；交流接觸器鐵芯端面加裝短路環(huán)，直流接觸器沒有。1-8.單相交流電磁機(jī)構(gòu)未安裝短路環(huán)，在工作中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？答：在工作中會出現(xiàn)銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動并發(fā)出噪聲，甚至使鐵芯松散的現(xiàn)象。原因是電磁機(jī)構(gòu)在工作中，銜鐵始終受到反力的作用。由于交流磁通過零時(shí)吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開。磁通過零后吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)銜鐵又被吸合。這樣，在交流電每周期內(nèi)銜鐵吸力要兩次過零，如此周而復(fù)始，使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動并發(fā)出噪聲，甚至使鐵芯松散。1-9.在電動機(jī)控制線路中，已裝有接觸器，為什么還要裝電源開關(guān)？它們的作用有何不同？答：電源開關(guān)一般不適合用來頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制，而一般的電動機(jī)控制都有這方面的要求，交流接觸器適用于頻繁地遙控接通或斷開交流主電路，它具有一般電源開關(guān)所不能實(shí)現(xiàn)的遙控功能，并具有操作頻率高，可靠和穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但交流接觸器保護(hù)功能較差，不具備過載、短路等保護(hù)功能，而這些功能又是通常電動機(jī)控制回路所必須的。一般電源開關(guān)，特別是自動空氣開關(guān)，它的保護(hù)機(jī)構(gòu)完善齊全，能對電動機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)，所以需要兩者配合使用才能做到控制靈活、保護(hù)齊備。1-10.電氣控制系統(tǒng)有哪些保護(hù)環(huán)節(jié)？分別用哪些元件來實(shí)現(xiàn)？答：有短路保護(hù)，過載保護(hù)，過流保護(hù)，零電壓、欠電壓保護(hù)，弱磁保護(hù)。分別用熔斷器和自動開關(guān)，熱繼電器，過電流繼電器，欠電壓繼電器，欠電流繼電器。1-11.電氣原理圖中，QS、FU、KM、KT、KA、SB、SQ、FR、KS、KI分別是什么電器元件的文字符號？答：電氣原理圖中：QS代表刀開關(guān)，F(xiàn)U代表熔斷器或保險(xiǎn)絲，KM代表接觸器，KT代表時(shí)間繼電器，KA代表中間繼電器，SB代表按鈕，SQ代表行程開關(guān)或限位開關(guān)，F(xiàn)R代表熱繼電器，KS代表速度繼電器，KI代表電流繼電器。1-12.什么是零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)？電動機(jī)為什么要加這兩種保護(hù)措施？答：零壓保護(hù)又叫失壓保護(hù)，是指電動機(jī)在正常運(yùn)行中，由于外界某種原因引起突然斷電時(shí)，能自動切斷電動機(jī)電源，當(dāng)重新供電時(shí)保證電動機(jī)不能自行啟動的一種保護(hù)。欠壓保護(hù)是指當(dāng)線路電壓下降到某一數(shù)值時(shí)，電動機(jī)能自動脫離電源停轉(zhuǎn)。避免電動機(jī)在欠壓下運(yùn)行的一種保護(hù)。零壓保護(hù)的目的在于防止停電時(shí)操作人員忘記切斷電源，在下次來電時(shí)用電設(shè)備自行起動造成意外事故。欠壓保護(hù)的目的在于防止欠壓時(shí)電動機(jī)電流過大燒毀電機(jī)。1-13.交流接觸器動作太頻繁時(shí)為什么會過熱？答：交流接觸器線圈通電瞬間，線圈通電而銜鐵尚未吸合瞬間，電流很大，將達(dá)到吸合后額定電流的數(shù)倍，所以頻繁動作線圈會過熱，甚至有可能燒毀線圈。2-1.在正、反轉(zhuǎn)控制線路中，為什么要采用雙重互鎖？答：在正、反轉(zhuǎn)控制線路中，電氣互鎖或按鈕互鎖控制線路仍然存在發(fā)生短路事故的危險(xiǎn)。如果控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器主觸點(diǎn)因彈簧老化或剩磁或其他原因延時(shí)釋放，或被卡住而不能釋放，這時(shí)如按下反轉(zhuǎn)起動按鈕，反轉(zhuǎn)接觸器主觸點(diǎn)閉合，造成主電路短路。2-2.什么叫自鎖、互鎖？如何實(shí)現(xiàn)？答：依靠接觸器自身輔助常開觸點(diǎn)使其線圈保持通電的作用稱為“自鎖”。實(shí)現(xiàn)自鎖的方法是將接觸器自身輔助常開觸點(diǎn)與起動按鈕并聯(lián)。所謂“互鎖”是指當(dāng)一個(gè)接觸器工作時(shí)，另一個(gè)接觸器不能工作。在控制線路中可以利用兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相互控制。2-3.簡述什么是反接制動和能耗制動？答：反接制動，是在電動機(jī)的原三相電源被切斷后，立即通上與原相序相反的三相交流電源，以形成與原轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩，利用這個(gè)制動力矩使電動機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動。能耗制動，是將運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)脫離三相交流電源的同時(shí)，給定子繞組加一直流電源，以產(chǎn)生一個(gè)靜止磁場，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用，產(chǎn)生反向電磁力矩而制動的。2-4.有兩臺三相籠型電動機(jī)M1和M2，M1（由KM1控制）起動后，M2方能起動；M1停車后，M2也停車，并且M2可單獨(dú)停車。M2能直接進(jìn)行正反轉(zhuǎn)切換（由接觸器KM2、KM3控制）。整個(gè)控制系統(tǒng)具有短路和過載保護(hù)。按要求完成該繼電器接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和說明。要求：（1）畫出主電路和控制電路圖（2）用文字說明系統(tǒng)的工作過程。答：根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)電路如下。工作過程分析：按下按鈕SB1，接觸器KM1吸合并自保，電機(jī)M1工作。在M1工作后按下按鈕SB2，接觸器KM2吸合并自保，電機(jī)M2正轉(zhuǎn)；如需反轉(zhuǎn)時(shí)，按下SB3，KM2失電，解除互鎖，因此KM3吸合并自保，電機(jī)反轉(zhuǎn)；如再需正轉(zhuǎn)時(shí)，按下SB2，KM3失電，解除互鎖，因此KM2吸合并自保，電機(jī)又正轉(zhuǎn)。如SB4按下，M1停止則M2也停止。如SB5按下，則僅僅M2停止。2-5.設(shè)計(jì)一個(gè)繼電接觸器控制系統(tǒng)，要求第一臺電動機(jī)起動10s后，第二臺電動機(jī)自動起動，運(yùn)行20s后，兩臺電動機(jī)同時(shí)停轉(zhuǎn)。要求：（1）畫出主線路圖（2）畫出控制線路圖。答：2-6.一臺三相異步電動機(jī)運(yùn)行要求為：按下起動按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)，5s后，電機(jī)自行反轉(zhuǎn)，再過10s，電機(jī)停止，并具有短路、過載保護(hù)，設(shè)計(jì)主電路和控制電路。答：2-7.工廠大門控制電路的設(shè)計(jì)。該大門由M1、M2兩臺電動機(jī)拖動兩扇大門，如圖1所示。試用繼電器接觸器設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，畫出主電路及控制電路。要求：（1）通過M1的正轉(zhuǎn)（SB1）、反轉(zhuǎn)（SB2）按鈕對左扇門進(jìn)行開門（KM1）、關(guān)門控制（KM2）；（2）通過M2的正轉(zhuǎn)（SB3）、反轉(zhuǎn)（SB4）按鈕對右扇門進(jìn)行開門（KM3）、關(guān)門控制（KM4）；（3）SB5為系統(tǒng)總停按鈕。注：S1～S4均為行程開關(guān)。圖1工廠大門示意圖答：畫出電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的主電路圖畫出控制電路圖2-8.如圖2所示，小車A、B間作往復(fù)運(yùn)動，由M1拖動。小車在A點(diǎn)加入物料（由電磁閥YV控制），時(shí)間20s。小車裝完料后從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，由電機(jī)M2帶動小車傾倒物料，時(shí)間3s，然后M2斷電，車斗自動復(fù)原。小車在M1的拖動下運(yùn)動退回A點(diǎn)再裝料，循環(huán)進(jìn)行。要求用繼電器、接觸器設(shè)計(jì)，畫出主電路圖和控制電路圖。圖2小車裝卸料示意圖答：根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)電路圖如下所示：3-1.直流可編程序控制器（PLC）的定義是什么？答：可編程控制器（PLC）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。3-2.可編程控制器與傳統(tǒng)的繼電器-接觸器電路相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對一個(gè)具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。可編程控制器以體積小功能強(qiáng)大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運(yùn)動控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。4-1.PLC的硬件組成和工作原理是什么？答：PLC的硬件組成主要包括：CPU、存儲器、輸入/輸出模塊、電源模塊、I/O擴(kuò)展接口、外設(shè)I/O接口以及編程器等部分組成。PLC的工作原理：PLC采用的是周期性循環(huán)掃描的工作方式。PLC的工作過程主要包括：內(nèi)部處理：硬件檢查、監(jiān)視定時(shí)器復(fù)位；通信服務(wù)：與其它裝置通信、響應(yīng)編程器命令（輸入、顯示）。輸入處理：外部輸入端口狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。程序執(zhí)行：完成用戶程序的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果寫入到對應(yīng)的輸出映像寄存器或元件映像寄存器中。輸出處理：將輸出映像寄存器狀態(tài)送到輸出鎖存器。4-2.PLC的輸出接口電路有幾種？它們分別帶什么類型的負(fù)載？答：PLC的輸出接口電路按照PLC的類型不同一般分為繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型三類。其中繼電器輸出型為有觸點(diǎn)的輸出方式，可用于直流或低頻交流負(fù)載；晶體管輸出型和晶閘管輸出型都是無觸點(diǎn)輸出方式，前者適用于高速、小功率直流負(fù)載，后者適用于高速、大功率交流負(fù)載。4-3.從軟件、硬件兩個(gè)角度說明PLC的高抗干擾性能。答：軟件方面，具有故障檢測功能、信息保護(hù)和恢復(fù)。循環(huán)掃描時(shí)間的超時(shí)警戒等。硬件方面，對主要器件和部件用導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽、對供電系統(tǒng)和輸入電路采用多種形式的濾波、I/O回路與微處理器電路之間用光電耦合器隔離。4-4.可編程控制器的存儲器包括哪幾類區(qū)域，說明它們的區(qū)別。答:PLC內(nèi)的存儲器主要包括系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)存儲器三大類區(qū)域。1）系統(tǒng)程序存儲器，用來存放系統(tǒng)管理、用戶指令解釋等系統(tǒng)程序，由PLC制造廠家編寫并在出廠時(shí)固化在ROM、EPROM或E2PROM中，用戶不能對其進(jìn)行修改。2）用戶程序存儲器，分為裝載存儲器和工作存儲器兩部分。點(diǎn)擊下載用戶程序是下載到PLC的裝載存儲器中，裝載存儲器是非易失的，一般是EPROM、E2PROM或Flash存儲器。CPU運(yùn)行用戶程序時(shí)，將所有與執(zhí)行相關(guān)的程序自動復(fù)制到工作存儲器中，工作存儲器是高速存取的RAM，易失。當(dāng)把運(yùn)行的程序上載到電腦編程器時(shí)，是從工作存儲器區(qū)域復(fù)制。裝載存儲器類似于計(jì)算機(jī)的硬盤，工作存儲器類似于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存條。3）數(shù)據(jù)存儲器，也稱為系統(tǒng)存儲器，它包括輸入和輸出映像區(qū)、輔助繼電器映像區(qū)、定時(shí)器區(qū)、計(jì)數(shù)器區(qū)、臨時(shí)數(shù)據(jù)（局部變量）區(qū)、數(shù)據(jù)塊區(qū)等存儲區(qū)。這類存儲區(qū)存儲的數(shù)據(jù)由于不斷變化，且通常不需要長期保存，所以采用RAM來實(shí)現(xiàn)。RAM具有易失性，一旦掉電，RAM中存儲的內(nèi)容就會丟失。為此，PLC為RAM中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲區(qū)提供斷電保持功能，斷電可保持RAM中的內(nèi)容。4-5.裝載，工作5-1.簡述西門子FA系列PLC產(chǎn)品線，分別對應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)模（小、中、中大、大）答：小->Smart200,Logo!中->S7-1200，S7-300中大->S7-1500，S7-300/400大->S7-4005-2.S7-1200PLC所有型號是否具備同樣的擴(kuò)展能力，請舉例說明答：不具備，CPU1211C僅能在本體模塊左側(cè)擴(kuò)展3個(gè)通訊模塊CPU1212C除了在左側(cè)擴(kuò)展3個(gè)通訊模塊外還可以在本體的右側(cè)擴(kuò)展2個(gè)模塊其余的均可在左側(cè)擴(kuò)展3個(gè)右側(cè)擴(kuò)展8個(gè)模塊所有型號均可在本體上插入一個(gè)擴(kuò)展板5-3.S7-1200通信模塊(CM)和通信板(CB)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么答：CM模塊安裝在本體左側(cè)，CB安裝在本體上，CM可以擴(kuò)展CPU的通訊連接資源，CB占用CPU通訊連接資源5-4.Profinet總線系統(tǒng)基于485還是TCP，是否支持冗余，如果能支持冗余，需要什么條件？答：Profinet是西門子主推的基于TCP的總線，支持S1,S2級冗余，S1級冗余一般針對于環(huán)網(wǎng)冗余，通過基礎(chǔ)的環(huán)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的冗余，S2冗余在S1的基礎(chǔ)上做了設(shè)備切換冗余。5-5.ET200系統(tǒng)是什么系統(tǒng)，在工業(yè)領(lǐng)域中可以解決哪些問題答：ET200系統(tǒng)是分布式IO系統(tǒng)，將本體的IO信號通過總線形式對外進(jìn)行擴(kuò)展，為系統(tǒng)多樣性，適應(yīng)性提供可能，同時(shí)省去大量線纜，減少人工和開支5-6.S7-1200是否支持Modbus協(xié)議和ModbusTCP協(xié)議？并簡述相應(yīng)的模塊答：都支持，其中所有的RS232/485模塊均支持Modbus協(xié)議，需要注意的是，使用通信模塊CM1241RS232作為ModbusRTU主站時(shí)，只能與一個(gè)從站通訊。使用通信模塊CM1241RS485作為ModbusRTU主站時(shí)，則允許建立最多與32個(gè)從站的通訊。本體以太網(wǎng)口均支持ModbusTCP協(xié)議5-7.TIA博圖能對哪些產(chǎn)品進(jìn)行編程調(diào)試？答：可以對S7-300/400，S7-1200/1500，HMI觸摸屏，WinCCSCADA，伺服變頻均可進(jìn)行編程調(diào)試，V17版本，支持WinCCUnified,H5,javascript5-8,5-9.參見“習(xí)題5-8-9”工程文件5-10.D5-11.C5-12.83右左5-13.√5-14.D6-1.B6-2.D6-3.C6-4.C6-5.C6-6.B6-7.D6-8.B6-9.B6-10.B6-11.D6-12.D6-13.C6-14.A6-15.C6-16.A6-17.C6-18.141026-19.41851677310111110011110116-20.1041061076-21.4000010016-22.答：出現(xiàn)事件或故障時(shí)，由操作系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的OB，F(xiàn)B和FC是用戶程序在代碼塊中調(diào)用的。OB的輸入?yún)?shù)是操作系統(tǒng)提供的啟動信息。OB塊沒有輸出參數(shù)、InOut參數(shù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。函數(shù)塊有背景數(shù)據(jù)塊，函數(shù)沒有背景數(shù)據(jù)塊。函數(shù)沒有靜態(tài)變量，函數(shù)塊有保存在背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量。函數(shù)塊的局部變量有默認(rèn)值（初始值），函數(shù)的局部變量沒有默認(rèn)值。6-23.答：字符串中的第一個(gè)字節(jié)為總長度，第二個(gè)字節(jié)為有效字符數(shù)量。6-24.答：用戶自定義數(shù)據(jù)類型及數(shù)組定義截圖6-25.答：用右鍵單擊項(xiàng)目樹中的某個(gè)全局?jǐn)?shù)據(jù)塊、FB或FC，選中快捷菜單中的“屬性”，再勾選打開的對話框的“屬性”視圖中的“優(yōu)化的塊訪問”復(fù)選框，則設(shè)置相應(yīng)的塊為“優(yōu)化的塊訪問”，當(dāng)再次勾選該復(fù)選框，則取消“優(yōu)化的塊訪問”，也即設(shè)置相應(yīng)的塊為非優(yōu)化的塊訪問（標(biāo)準(zhǔn)的塊訪問）。設(shè)置為“優(yōu)化的塊訪問”后，塊內(nèi)定義的變量以優(yōu)化的方式保存，可以提高存儲區(qū)的利用率，這時(shí)只能用符號地址的方式訪問聲明的變量。6-26.答：在FB中用AT覆蓋變量截圖如下，這里注意FB必須設(shè)置成非優(yōu)化塊訪問。6-27.√6-28.√6-29.√6-30.√6-31.答：全局?jǐn)?shù)據(jù)塊DB1如下圖所示：函數(shù)塊FC1如下圖所示：程序塊OB1代碼和調(diào)試結(jié)果如下圖所示：7-1.某個(gè)壓力傳感器的量程為0～0.1MPa，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓信號為0～5V，S7-1200PLC轉(zhuǎn)換后的數(shù)值存放在地址IW64中，試編程求以Pa為單位的壓力值，壓力值存儲于寄存器MD30中。解：S7-1200PLC默認(rèn)的模擬信號輸入電壓范圍是0～10V,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的范圍是0～27648，因?yàn)榇藟毫鞲衅鬏敵鲭妷悍秶?～5V，所以轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號范圍是0～13824。壓力傳感器的測量壓力范圍是0～0.1MPa,由此可推導(dǎo)出公式，將電壓值還原成以Pa為單位的壓力值并將結(jié)果存儲于寄存器MD30中。電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后存入IW64的數(shù)值為N。在博途軟件中編寫對應(yīng)的PLC程序如下：在編寫梯形圖程序時(shí)有以下兩點(diǎn)需要特別注意：1)因?yàn)镻LC執(zhí)行除法指令時(shí)會丟掉余數(shù)而只保留商值，這樣會影響計(jì)算的精度，所以在編寫梯形圖程序計(jì)算壓力值時(shí)要注意先乘后除。2)IW64中的數(shù)據(jù)類型為整型（INT）,該值乘以100000后其結(jié)果會超出int的范圍，所以必須先應(yīng)用CONV指令將數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為DInt。7-2.C7-3.什么是程序的循環(huán)掃描周期時(shí)間？S7-1200默認(rèn)的循環(huán)周期監(jiān)視時(shí)間是多少？當(dāng)循環(huán)掃描周期時(shí)間超過了循環(huán)周期監(jiān)視時(shí)間時(shí)會怎樣？答：程序循環(huán)執(zhí)行一次需要的時(shí)間即為程序的循環(huán)掃描周期時(shí)間。最長循環(huán)時(shí)間缺省設(shè)置為150ms。如果您的程序超過了最長循環(huán)時(shí)間，操作系統(tǒng)將調(diào)用OB80（時(shí)間故障OB)；如果OB80不存在，則CPU停機(jī)。7-4.C7-5.C位存儲器

(M)：

可以在

PLC

變量表或分配列表中定義位存儲器的保持性存儲器的大小。

保持性位存儲器總是從

MB0

開始向上連續(xù)貫穿指定的字節(jié)數(shù)。

通過

PLC

變量表或在分配列表中通過單擊“保持性”(Retain)

工具欄圖標(biāo)指定該值。

輸入從

MB0

開始保留的

M

字節(jié)個(gè)數(shù)。7-6.通過工具欄的下載按鈕進(jìn)行下載程序我們點(diǎn)擊工具欄中的“下載”按鈕圖標(biāo)，可以進(jìn)行程序的下載。如果博途軟件沒有跟CPU通信連接成功的話，這時(shí)候去點(diǎn)擊“下載”圖標(biāo)，是會彈出“擴(kuò)展的下載到設(shè)備”對話框，需要設(shè)置好接口類型和接口，然后搜索設(shè)備，搜索到設(shè)備之后，再進(jìn)行下載。通過菜單欄的“在線”選擇下載，選擇不同的下載方式進(jìn)行下載程序。這個(gè)下載方式包括：下載到設(shè)備、擴(kuò)展的下載到設(shè)備、下載并復(fù)位PLC程序這三種。那么這三種下載方式都有什么區(qū)別呢?下載到設(shè)備：這和前面的工具欄的“下載”按鈕是一樣的功能。擴(kuò)展的下載到設(shè)備：需要重新設(shè)置PG/PC接口，建立連接之后才可以下載。下載并復(fù)位PLC程序：下載所有的塊，包括未改動的塊，并復(fù)位PLC程序中的所有過程值。7-7.D7-8.C7-9.PTO：S7-1200

PLC通過發(fā)送PTO脈沖的方式控制驅(qū)動器，可以是脈沖+方向、A/B正交、也可以是正/反脈沖的方式。PTO的控制方式是目前為止所有版本的S7-1200

CPU都有的控制方式，該控制方式由CPU向軸驅(qū)動器發(fā)送高速脈沖信號（以及方向信號）來控制軸的運(yùn)行。這種控制方式是開環(huán)控制。7-10.C對于固件V4.0及其以下的S7-1200CPU來說，運(yùn)動控制功能只有PTO這一種方式。目前為止，1個(gè)S7-1200PLC最多可以控制4個(gè)PTO軸，該數(shù)值不能擴(kuò)展。該控制方式由CPU向軸驅(qū)動器發(fā)送高速脈沖信號（以及方向信號）來控制軸的運(yùn)行，這種控制方式是開環(huán)控制。7-11.C在PLCSIM

中只能建立2個(gè)實(shí)例,也就是說最多同時(shí)支持仿真2個(gè)S7-1200或者1個(gè)S7-1200和1個(gè)S7-15007-12.D7-13.B7-14.S7-1200?CPU集成的前兩個(gè)DO輸出端子，除作為正常的DO通道使用外，還可以輸出????PTO??????及???PWM??????形式的脈沖序列。7-15.A7-16√7-17√7-18×7-19√7-20√7-21.7-22×7-23√7-24×7-25A7-26.接通；等于7-27.B7-28.C7-29.AD7-30.B7-31.D7-32.C7-33.C7-34.C7-35.C7-36.A7-37.B7-38.D7-39.B7-40.D7-41.B7-42.C7-44.B8-1.B8-2.C8-3.C8-4.√8-5.√8-6.√8-7.D8-8.√8-9.√8-10.√8-11.√8-12.D8-13.D8-14.B8-15.C8-16.程序循環(huán)、時(shí)間中斷、延時(shí)中斷、循環(huán)中斷、硬件中斷、啟動8-17.D8-18.FB的背景數(shù)據(jù)塊自動按FB塊接口參數(shù)建立數(shù)據(jù)區(qū)，如in、out、inout、temp等參數(shù)；但是一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊只屬于某個(gè)特定的FB；多重背景數(shù)據(jù)塊，可以把某一FB作為一個(gè)FB類型的變量，方便多重?cái)?shù)據(jù)塊多次、重復(fù)的按FB接口參數(shù)多次建立FB的數(shù)據(jù)區(qū)，即多重?cái)?shù)據(jù)塊包含多個(gè)背景數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)。多重背景數(shù)據(jù)塊是給FB嵌套或者在FB中調(diào)用需要背景數(shù)據(jù)塊的功能塊用的。能夠使程序簡潔有序。比如在主調(diào)用功能塊FB1中多次調(diào)用FB2，按道理每調(diào)用一次FB2都需要一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊，比如在FB1中調(diào)用10次FB2，這樣需要10個(gè)不同的背景數(shù)據(jù)塊與FB2對應(yīng)，再加上一個(gè)FB1的背景數(shù)據(jù)塊，總共是11個(gè)；如果采取多重背景數(shù)據(jù)塊，在FB1中建立10個(gè)靜態(tài)變量，這些靜態(tài)變量與FB2相對應(yīng)，作為FB2的背景數(shù)據(jù)，那么只需要建立一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊跟FB1對應(yīng)即可。8-21.√8-22.√8-24.B8-25.D8-26.√8-27.全局?jǐn)?shù)據(jù)塊背景數(shù)據(jù)塊8-28.C8-29.函數(shù)FC是不帶存儲器的代碼塊，由于沒有可以存儲塊參數(shù)值的數(shù)據(jù)存儲器。因此，調(diào)用函數(shù)時(shí)，必須給所有形參分配實(shí)參。而調(diào)用函數(shù)塊FB時(shí)必須為其分配背景數(shù)據(jù)塊DB。它的輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、輸入/輸出參數(shù)和靜態(tài)變量存儲在背景數(shù)據(jù)塊中，在執(zhí)行完函數(shù)后，這些值仍然有效。8-30.通過結(jié)構(gòu)化更容易進(jìn)行復(fù)雜程序編程；各個(gè)程序段都可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，通過更改參數(shù)反復(fù)使用；程序結(jié)構(gòu)更簡單；更改程序變得更容易；可分別測試程序段，因而可簡化程序排錯過程；簡化了調(diào)試。8-31.D8-32.A8-33.√9-1.精簡面板、精智面板、移動面板和按鍵面板9-2.人機(jī)界面9-3.√9-4.√9-5.×9-6.略。參見書中例子9-7.答：HMI變量包括HMI內(nèi)部變量，HMI和PLC相關(guān)聯(lián)的變量。HMI內(nèi)部變量僅供HMI內(nèi)部使用，不與PLC發(fā)生關(guān)系。PLC變量包括I、O、M、數(shù)據(jù)塊變量等。HMI和PLC相關(guān)聯(lián)的變量，則是直接關(guān)聯(lián)PLC中的變量。博途觸摸屏對象組態(tài)時(shí)，連接PLC變量時(shí)會自動創(chuàng)建與PLC變量名同名的HMI變量，該HMI變量自動與同名的PLC變量進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，也即組態(tài)的對象最終使用的HMI變量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，只不過軟件內(nèi)部把HMI變量與PLC變量自動進(jìn)行了關(guān)聯(lián)。9-8.答：第一種，使用S7-PLCSIM和WinCC運(yùn)行系統(tǒng)的全虛擬聯(lián)調(diào)仿真，由于PLC設(shè)備和HIM設(shè)備都已經(jīng)集成在博途的同一個(gè)項(xiàng)目中，可以用WinCC的運(yùn)行系統(tǒng)對HMI設(shè)備仿真，用PLC的仿真軟件S7-PLCSIM對PLC進(jìn)行仿真。同時(shí)還可以對仿真HMI和仿真PLC之間的通信和數(shù)據(jù)交換仿真。這種仿真不需要HMI設(shè)備和PLC的硬件，只用計(jì)算機(jī)也能很好地模擬PLC和HMI設(shè)備組成的實(shí)際控制系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)全虛擬聯(lián)調(diào)仿真，特別適合初學(xué)者。第二種，使用硬件PLC和WinCC運(yùn)行系統(tǒng)的半虛擬聯(lián)調(diào)仿真，設(shè)計(jì)好HMI設(shè)備的畫面后，如果沒有HMI設(shè)備，但是有硬件PLC，可以在建立起計(jì)算機(jī)和PLC進(jìn)行S7通信連接的情況下，用計(jì)算機(jī)模擬HMI設(shè)備的功能。這種半虛擬聯(lián)調(diào)仿真可以減少調(diào)試時(shí)刷新HMI設(shè)備的閃存的次數(shù)，節(jié)約調(diào)試時(shí)間。這種仿真的效果與實(shí)際系統(tǒng)基本上相同。第三種，精簡系列面板的實(shí)物運(yùn)行，對于既有物理PLC，又有物理HMI的用戶，可以將組態(tài)好的PLC設(shè)備和HMI設(shè)備下載到相應(yīng)的物理設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)全實(shí)物聯(lián)調(diào)運(yùn)行，全實(shí)物調(diào)試最真實(shí)，但成本高。10-1.參考答案：1.線圈

優(yōu)點(diǎn)：編程簡單，直觀易懂。缺點(diǎn)：為避免“雙線圈”的問題，需要增加中間繼電器輸出，造成編程不便。某些特定場合，比如控制氣缸，在某些工藝流程里面氣缸動作是需要保持的，這樣就需要在每一個(gè)流程里都需要對這個(gè)線圈（或?qū)?yīng)的中間繼電器）進(jìn)行輸出，這樣就會帶來大量的編程工作。2.置位、復(fù)位

優(yōu)點(diǎn)：可以直接操作，無需擔(dān)心“雙線圈”問題。設(shè)計(jì)好工藝流程，按照工藝動作劃分步（流程、狀態(tài)），每個(gè)流程對應(yīng)特定功能，比如流程1里面觸發(fā)了氣缸A伸出動作，假設(shè)氣缸A在流程1至流程6中間的所有流程都是需要伸出保持的，那么只需要在流程1里對其進(jìn)行置位即可。在哪個(gè)流程里需要?dú)飧譇縮回的對其進(jìn)行復(fù)位即可，程序比較簡潔。缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)時(shí)要求時(shí)刻都要考慮到什么時(shí)候需要對其進(jìn)行置位和復(fù)位，不然程序易出錯（達(dá)不到設(shè)計(jì)要求）。程序閱讀不易懂。綜述：兩種在PLC中的應(yīng)用各有優(yōu)劣，具體應(yīng)用應(yīng)根據(jù)自身軟、硬件結(jié)合使用。并沒有哪個(gè)更高級哪個(gè)更低級之說。10-2.輸入I點(diǎn)輸出Q點(diǎn)序號名稱地址功能序號名稱地址功能1成品進(jìn)庫檢測傳感器I0.0進(jìn)庫產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)信號1HL1Q0.0下限指示燈2成品出庫檢測傳感器I0.1出庫產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)信號2HL2Q0.1上限指示燈3計(jì)數(shù)器清零按鈕I0.2計(jì)數(shù)器清零3HAQ0.2報(bào)警器4計(jì)數(shù)器裝載按鈕I0.3計(jì)數(shù)器裝載10-3.10-4.10-5.10-6.10-7.輸入I點(diǎn)輸出Q點(diǎn)序號名稱地址功能序號名稱地址功能1啟動按鈕SB1I0.0M1電機(jī)啟動信號1交流接觸器KM1Q0.0控制電動機(jī)M1運(yùn)行2啟動按鈕SB2I0.1M2電機(jī)啟動信號2交流接觸器KM2Q0.1控制電動機(jī)M2運(yùn)行3啟動按鈕SB3I0.2M2電機(jī)點(diǎn)動信號4停止按鈕SB4I0.3M1電機(jī)停止信號5停止按鈕SB5I0.4M2電機(jī)停止信號6停止按鈕SB6I0.5M1、M2電機(jī)停止信號10-8.Q0.0的啟動信號是I0.0，Q0.1的啟動信號是I0.1，Q0.2的啟動信號是I0.2，Q0.0、Q0.1、Q0.2的停止信號是I0.3。當(dāng)按下相應(yīng)的啟動信號，輸出信號并保持，并實(shí)現(xiàn)輸入信號的互鎖，實(shí)現(xiàn)輸入的直接切換，保證通過輸入信號控制只有一個(gè)輸出。10-9.①I/O分配表輸入I點(diǎn)輸出Q點(diǎn)序號名稱地址功能序號名稱地址功能1啟動按鈕I0.0啟動1電磁閥Q0.0機(jī)械手松開/夾緊2限位開關(guān)I0.1右限位2電磁閥Q0.1右行3限位開關(guān)I0.2下限位3電磁閥Q0.2左行4限位開關(guān)I0.3上限位4電磁閥Q0.3下行5限位開關(guān)I0.4左限位5電磁閥Q0.4上行②PLC控制電路接線圖③SFC順序功能圖④梯形圖10-10.參考程序：10-11.①I/O分配表輸入I點(diǎn)輸出Q點(diǎn)序號名稱地址功能序號名稱地址功能1啟動按鈕I0.0啟動1交流接觸器KM1Q0.0控制1號傳輸帶運(yùn)行2停止按鈕I0.1停止2交流接觸器KM2Q0.1控制2號傳輸帶運(yùn)行3交流接觸器KM3Q0.2控制3號傳輸帶運(yùn)行②PLC控制電路接線圖③SFC順序功能圖④梯形圖（方法固定，參見書上例題，略）10-12主電路圖I/O分配表輸入I點(diǎn)輸出Q點(diǎn)序號名稱地址功能序號名稱地址功能1啟動按鈕I0.0啟動1交流接觸器KM1Q0.0控制電動機(jī)正轉(zhuǎn)2停止按鈕I0.1停止2交流接觸器KM2Q0.1控制電動機(jī)反轉(zhuǎn)PLC控制電路接線圖SFC順序功能圖梯形圖（方法固定，參見書上例題，略）10-13主電路I/O分配表輸入I點(diǎn)輸出Q點(diǎn)序號名稱地址功能序號名稱地址功能1啟動按鈕I0.0啟動1交流接觸器KM1Q0.0控制小車運(yùn)動電動機(jī)M正轉(zhuǎn)前進(jìn)2停止按鈕I0.1停止2交流接觸器KM2Q0.1控制小車運(yùn)動電動機(jī)M反轉(zhuǎn)后退3限位開關(guān)I0.2后限位3電磁鐵Q0.2控制卸料電磁鐵4限位開關(guān)I0.3前限位電磁閥Q0.3料斗門開關(guān)PLC控制電路接線圖順序功能圖梯形圖（方法固定，參見書上例題，略）11-1．參考答案：新建函數(shù)FC101_BubbleSort，參數(shù)聲明：編寫代碼：11-2參考答案：新建“圓面積”全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，并定義LReal類型的“圓面積”數(shù)組，用于存放計(jì)算結(jié)果：新建“FC圓面積”函數(shù)，接口區(qū)及SCL代碼如下：OB1中調(diào)用該函數(shù)：11-3參考答案：11-4參考答案：（略）11-5參考答案：（略）11-6參考答案：在實(shí)際中，我們經(jīng)常需要設(shè)定一個(gè)時(shí)間去和PLC系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行比較，從而觸發(fā)我們需要的定時(shí)事件。首先添加FC，建立如下變量：編寫SCL代碼：11-7參考答案：添加FB塊，建立變量：編寫程序，如下：11-8參考答案：11-9