《電氣與PLC控制技術(shù)及應(yīng)用》習題解答

《電氣與PLC控制技術(shù)及應(yīng)用》習題解答

第1章常用低壓電器

1.1答：直流電磁機構(gòu)鐵心與銜鐵由整塊鋼或鋼片疊制而成，鐵心端面無短

路環(huán)，直流電磁線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。交流電磁機構(gòu)鐵心與銜鐵用硅

鋼片疊制而成，鐵心端面上必有短路環(huán)，交流電磁線圈設(shè)有骨架，做成短而厚的

矮胖型。

1.2答：三相交流電磁鐵無短路環(huán)。

1.3答：交流電磁線圈誤接入對應(yīng)直流電源，立即將線圈燒毀。

直流電磁線圈誤接入對應(yīng)交流電源，鐵心因磁滯、渦流損耗而發(fā)熱，致使線

圈燒毀。

1.4答：接觸器是按主觸頭控制的電流性質(zhì)來定義為是交流還是直流接觸器。

如果交流接觸器頻繁工作，將因線圈電流過大而燒壞線圈，故要規(guī)定操作頻率，

1.5答；接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有極數(shù)和電流種類，額定工作電壓、額定工

作電流（或額定控制功率）等。

1.6答：1）直流接觸器額定電壓等級不同。

2）直流接觸器額定電流等級不同。

3）常用接觸器線圈額定電壓等級不同。

4）直流接觸器啟動功率和吸持功率相等。交流接觸器啟動視在功率一般為

吸持視在功率的5~8倍。

1.7答：1）接觸器極數(shù)和電流種類的確定。

2）根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)使用類別的接觸器。

3）根據(jù)負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。

4）根據(jù)接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電

壓。

5）接觸器吸引線圈的額定電壓應(yīng)由所接控制電路電壓確定。

6）接觸器觸頭數(shù)和種類應(yīng)滿足主電路和控制電路的要求。

1.8答：按繼電器線圈電流種類不同區(qū)分為交流電磁式繼電器與直流電磁

式繼電器。

1?9答：電磁式繼電器在結(jié)構(gòu)上無滅弧裝置，有調(diào)節(jié)裝置。電磁式接觸器有

滅弧裝置，但無調(diào)節(jié)裝置。

1.10答：吸力特性是指電磁機構(gòu)的電磁吸力與銜鐵和鐵心之間氣隙的關(guān)系曲

線。反力特性是指電磁機構(gòu)使銜鐵復(fù)位的力與氣隙的關(guān)系曲線。電磁機構(gòu)的反力

特性必須介于電磁吸力特性和剩磁吸力特性之間。

1.11答：1）額定參數(shù)。2）動作參數(shù)。3）整定植。4）返回參數(shù)。5）動

作時間。6）靈敏度。

1.12答：過電壓繼電器在電路中用于過電壓保護，過電流繼電器在電路中起

過電流保護。

1.13答：首先作用不同，其次結(jié)構(gòu)不同，再次，接觸器有滅弧裝置，中間繼

電器無滅弧裝置。

1.14答：在鐵心柱套上阻尼套筒又可成為電磁式時間繼電器，對于這類電磁

式直流繼電器稱為通用繼電器。

1.15答：電磁式繼電器選用時應(yīng)考慮下面四點：

1）使用類別的選用。2）額定工作電流與額定工作電壓的選用。3）工作

制的選用。4）繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié)。

1.16答：空氣阻尼式時間繼電器由電磁機構(gòu)、延時機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)三部分

組成。

1.17答：星形接法的三相異步電動機采用兩相熱繼電器就能實現(xiàn)電動機斷

相與過載保護。

1.18答：對于三角形聯(lián)接的三相異步電動機在正常運轉(zhuǎn)時，線電流是相電流

的石倍，串接在電動機電源進線中的熱元件是按電動機的額定電流即線電流來

整定的。

1.19答：熱繼電器的整定電流是指調(diào)節(jié)熱繼電器上的凸輪，進而調(diào)節(jié)補償雙

金屬片與導(dǎo)板的距離，達到調(diào)節(jié)熱繼電器整定動作電流的目的。

1.20答：熔斷器的額定電流也就是熔管額定電流，指長期工作熔管溫升不超

過允許溫升的最大工作電流。

熔體的額定電流是熔體長期工作，熔體不會熔斷的最大電流。

熔體的極限分斷電流是指熔斷器可靠分斷的是最大短路電流。

1.21答：熱繼電器主要用作電動機的斷相保護與長期過載保護。

熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流

保護。

1.22答：不能用過電流繼電器來作電動機的過載保護。

1.23答：一般來說按電動機的額定電流來選擇熱繼電器的額定電流。

1.24答：低壓斷路器有分勵脫扣器，欠電壓、失電壓脫扣器，過電流脫扣器，

熱脫扣器。

1.25答：塑殼式低壓斷路器常用來作電動機的過載與短路保護，其主要選擇

原則是；

1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。

2）斷路器額定電流等于或大于線路或設(shè)備額定電流。

3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。

4）欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。

1.26答：電動機主電路中接有斷路器，可以不接熔斷器。

1.27答：行程開關(guān)分為機械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點行程開關(guān)與電氣結(jié)構(gòu)下的非

接觸式接近開關(guān)。

1.28答：速度繼電器的釋放轉(zhuǎn)速是通過調(diào)節(jié)反力彈簧的松緊程度來改變的。

若將反力彈簧壓緊，反力作用加大，則釋放轉(zhuǎn)速較高，否則反之。

第2章電氣控制電路基本環(huán)節(jié)

2.1答：常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電器布置圖與安裝接線圖。

2.2答：電氣原理圖是用來表示電路各電氣元器件中導(dǎo)電部件的連接關(guān)系

和工作原理的圖。

繪制電氣原理圖的原則包括

1）電氣原理圖的繪制標準。2）電氣原理圖的組成。3）電源線的畫法。4）

原理圖中電氣元器件的畫法。5）電氣原理圖中電氣觸頭的畫法。6）原理圖的布

局。7）線路連接點、交叉點的繪制。8）原理圖繪制要求。

2.3答：電器元件布置圖是用來表明電氣原理圖中各元器件的實際安裝位

置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨繪制。

2.4答：安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故

障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。

安裝接線圖的繪制原則見教材。

2.5答：電氣控制電路的基本控制規(guī)律有自鎖與互鎖的控制、點動與連續(xù)

運轉(zhuǎn)的控制、多地聯(lián)鎖控制、順序控制與自動循環(huán)的控制等。

2.6答：電動機點動控制與連續(xù)運轉(zhuǎn)控制的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)在于有無自鎖電

路。

2.7答：電動機的欠電壓保護是指當電動機電源電壓降到0.6~0.8倍額定電

壓時，將電動機電源切除而停止工作的保護。

電動機的失電壓保護是指當電動機電源電壓消失而停轉(zhuǎn)，但一旦電源電壓恢

復(fù)時電動機不會自行啟動的保護。

2.8答：在控制電路中相互制約的控制關(guān)系稱為互鎖，其中電動機正反轉(zhuǎn)

控制中正轉(zhuǎn)控制與反轉(zhuǎn)控制的互鎖最為典型。

2.9答：控制電路圖如下

圖1題2.9圖

2.10答：控制電路圖如下

圖2題2.10圖

2.11答：電動機正反轉(zhuǎn)電路控制電路關(guān)鍵控制在：

一是在主電路中正轉(zhuǎn)接觸器與反轉(zhuǎn)接觸器主觸點應(yīng)保證電動機定子繞組所

接三相交流電源相序要接反；二是在控制電路中要有正、反轉(zhuǎn)控制的互鎖環(huán)節(jié)。

2.12答：電動機正反轉(zhuǎn)電路中，由正、反轉(zhuǎn)接觸器輔助常閉觸點接于對方接

觸器線圈電路中為電氣互鎖；由正、反轉(zhuǎn)啟動按鈕常閉觸頭串接與對方接觸器線

圈電路中為機械互鎖。

2.13答：實現(xiàn)電動機可直接由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)，其控制要點為

采用機械互鎖。

2.14答：見教材。

2.15答：圖2.41中(a)按下SB點動按鈕，KM線圈無法通電吸合，即無

法工作。見圖3(a)。

(b)按下啟動按鈕SB2,KM線圈通電后，按下停止按鈕SBl,KM線圈無

法斷電釋放。見圖3(b)o

(C)按下SB2,KM線圈通電吸合后，按下SBl,KM線圈不能斷電釋放。

見圖3(C)O

(d)按下SB2,KM線圈通電吸合，松開SB2,KM線圈斷電釋放成為點

動控制。見圖3(d)0

(e)KMI線圈吸合時與KM2線圈通電吸合時，相序不變，電動機無法實

現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。見圖3(e)o

(f)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2、KMl線圈無法通電吸合。見圖3(f)。

(g)控制電源一合閘，不用按下SB2,KM線圈立即通電吸合。見圖3(g)。

圖3題2.15改進圖

2.16答：如圖4所示。

2.17答：如圖5所示。

KMlKM2

M2

3?

圖5題2.17圖

2.18答：見教材。

2.19答：見教材。

2.20答：見教材。

2.21答：見教材。

2.22答：見教材。

2.23答：對于按速度原則即用速度繼電器控制的電動機反接制動，若發(fā)生反

接制動效果差，通常來說是由于速度繼電器觸頭釋放過早，即其常開觸頭過早斷

開，這是由于反力彈簧壓得過緊，為此可調(diào)節(jié)壓緊反力彈簧的螺釘，將反力彈簧

松開點即可。

2.24答：見教材。

2.25答：見教材。

2.26答:見教材。

2.27答:見教材。

2.28答：圖a簡化如下：

KM=KA?-KAi+KA↑-KA2+KAl-KA3+KA2?KA3

=KAl+KAl-KA2+KAl-KA3+KA2-KA3

=KAl+KAi-KA3+KA2?KA3

=KAl+KA2?KAi

簡化電路如圖6(a)所示。

圖b簡化如下：

KM=KAi-H2?+碗?XX3+KA2?KA3

^KA?KA2+KA?KA3

簡化電路如圖6(b)所示。

KMl=KAl-KA?-KA2+KAi-KA3-KA?+KAl-KA2-KA2+KA2?KA3-KA?+KA3

=KAl-^KA2+KA2?KA3KA?+KA3

=KAl?KA2+KA3(KA1?KA2+1)

^KAiKA2+KA3

KM2=KA?KA2KA4+KA↑KA2-KA↑+KA3

=KAl-KA2-KAA+KA?KA2+KA3

=KA?KA2-(KA4+↑)+KA3

=KAl~KA2+KA3

簡化電路如圖6(c)所示。

2.29答：STI或ST2為縱向行程開關(guān)，其作用是接通或斷開接觸器KM3或

KM4線圈，控制電動機M2的正反轉(zhuǎn)。

ST3或ST4為上下行程開關(guān)，其作用是接通或斷開接觸器KM3或KM4線

圈，控制工作臺上、下、前、后運動。

ST5或ST6為進給電動機M2瞬時沖動行程開關(guān)，其作用是接通或斷開接觸

器KM3或KM4線圈，控制工作臺上下運動。

2.30答：X62W臥式錢床的保護環(huán)節(jié)有：短路保護，用熔斷器實現(xiàn)。過載保

護，采用熱繼電器實現(xiàn)。另外，換刀和上刀有制動保護，目的是為了防止誤操作。

聯(lián)鎖環(huán)節(jié)有：主軸運轉(zhuǎn)和工作臺進給運動的聯(lián)鎖(即主軸運轉(zhuǎn)后才能允許工

作臺進給運動)；工作臺六個移動方向的互鎖，靠行程開關(guān)的動斷觸點和操作手

柄實現(xiàn)；圓工作臺和直線工作臺的互鎖靠轉(zhuǎn)換開關(guān)SCl和ST1~ST4的常閉觸頭

來實現(xiàn)。

2.31答：X62W臥式錢床主軸變速在旋轉(zhuǎn)和不轉(zhuǎn)時均可進行。在主軸旋轉(zhuǎn)情

況下變速時，ST7(4-5)先使KMl線圈斷電，ST7(4-7)再接通KM2線圈對

Ml進行反接制動，待電動機轉(zhuǎn)速下降后再進行變速操作。只是變速完成后尚需

再次啟動電動機，主軸將在新選轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)。

2.32答：X62W臥式錢床進給變速不能在運行中進行。進給變速的操作順序

是：將進給變速手柄拉出；轉(zhuǎn)動手柄，把刻度盤上所需的進給速度對準指針；再

將手柄推回原位。

行程開關(guān)SQ6受壓使觸點SQ6-2先斷開，SQ6-1后閉合。此時，KM3線圈

經(jīng)SQ1-2-SQ6-1瞬時通電吸合，M2短時旋轉(zhuǎn)，便于變速齒輪嚙合。當手柄推回

原位時，行程開關(guān)SQ6不再受壓，進給電動機停轉(zhuǎn)。

2.33答：(1)電氣控制電路與機械配合相當密切，因此要詳細了解機械機構(gòu)

與電氣控制的關(guān)系。

(2)主軸變速與進給變速均設(shè)有變速沖動環(huán)節(jié)，從而使變速順利進行。

(3)進給電動機采用機械掛檔與電氣開關(guān)聯(lián)動的手柄操作，而且操作手柄扳

動方向與工作臺運動方向一致，具有運動方向的直觀性。

(4)采用兩地控制，操作方便。

(5)具有完善的聯(lián)鎖與短路、零壓、過載及行程限位保護環(huán)節(jié)，工作安全可

?Z÷?J

O

2.34答：(1)根據(jù)選定的拖動方案及控制方式設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖，擬訂出

各部分的主要技術(shù)要求和主要技術(shù)參數(shù)。

(2)根據(jù)各部分的要求，設(shè)計出原理框圖中各個部分的具體電路。對于每一

部分的設(shè)計總是按主電路T控制電路-輔助電路-聯(lián)鎖與保護T總體檢查一反

復(fù)修改與完善的步驟進行。

(3)繪制總原理圖。按系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)將各部分聯(lián)成一個整體。

(4)正確選用原理電路中每一個電器元件，并制訂元器件目錄清單。

(5)編寫設(shè)計說明書。

2.35答：1.經(jīng)驗設(shè)計法。是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)

(單元電路)或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補充和修改，將

其綜合成滿足控制要求的完整線路。當沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時，可根據(jù)控制要求

邊分析邊設(shè)計。

2.邏輯設(shè)計法。是利用邏輯代數(shù)來進行電路設(shè)計，從生產(chǎn)機械的拖動要求

和工藝要求出發(fā)，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸點的閉

合與斷開，主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)

系用邏輯關(guān)系式來表達，然后再化簡，做出相應(yīng)的電路圖。

第3章可編程控制器基礎(chǔ)

3.1答：1.可靠性高，抗干擾能力強；

2.通用性強，控制程序可變，使用方便；

3.功能強，適應(yīng)面廣；

4.編程簡單，容易掌握；

5.體積小、重量輕、功耗低、維護方便。

3.2答：整體式PLC是將中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出

單元、電源、通信端口、1/0擴展端口等組裝在一個箱體內(nèi)構(gòu)成主機。另外

還有獨立的I/O擴展單元與主機配合使用。整體式PLC的結(jié)構(gòu)緊湊、體積

小，小型機常采用這種結(jié)構(gòu)。整體式FLC的基本系且成如圖11所示。

編程器

外

打印機一部OI/O

計算機設(shè)存儲器擴

?C=∏展

盒式磁帝機用戶微

接單

條碼掃描儀系統(tǒng)程序

口程序I據(jù)元

按鈕輸

輸指示燈

出

觸點入電磁線圈

接

接

CPU口

口

行程開關(guān)電磁閥

輸入設(shè)備電源輸出設(shè)備

圖11整體式PLC的組成

組合式PLC的組成如圖12所示，這種結(jié)構(gòu)的PLC是將CPU單元、輸入單

元、輸出單元、智能I/O單元1通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，模塊

之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU的單元稱為CPU模塊，其他單元稱

為擴展模塊?中、大型機常采用組合式結(jié)構(gòu)。由于組合式的PLC系統(tǒng)配置靈活，有

的小型機也采用這種結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)總線

圖12組合式PLC的組成

3.3答：PLC與繼電器控制系統(tǒng)的相同之處：

繼電器控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)外部功能與控制過程基本相同，均是由輸

入部分、控制部分和輸出部分3部分組成。PLC控制系統(tǒng)只是采用軟件編程方式

取代傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制部分。

PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的不同之處：

1.組成器件不同。

2.觸點數(shù)量不同。

3.工作方式不同。

4.控制速度不同。

5.可靠性不同。

3.4答：1.基本單元。

2.輸入、輸出擴展單元。

3.輸入、輸出擴展模塊。

4.特殊功能模塊。

5.特殊適配器。

6.其它外圍設(shè)備。

3.5答：1.輸入輸出點數(shù)（I/O點數(shù)）。

2.程序容量。

3.指令條數(shù)（指令種類）。

4.指令處理速度。

5.特殊功能。

3.6答：繼電器控制系統(tǒng)使用的都是實實在在的物理繼電器，PLC中的

是用PLC內(nèi)部存儲單元的一個狀態(tài)來表示“虛擬”繼電器的工作狀態(tài)，使之具有

物理繼電器的特點（通電線圈、常開觸點、常閉觸點），所以叫“軟繼電器"。

3.7答：PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序，主要包括系統(tǒng)程序和

用戶程序。

1.PLC的軟件

1）系統(tǒng)程序。

2）用戶程序。

2.PLC的編程語言

1）梯形圖（LD）0

2）指令表（STL）0

3）功能塊圖（FBD）o

4）順序功能圖（SFC）o

5）結(jié)構(gòu)文本（ST）O

3.8答：PLC的工作方式是循環(huán)掃描工作方式。

每完成一次以上三個階段所需要的時間稱為一個掃描周期。

3.9答：PLC工作過程的中心內(nèi)容是：

1.輸入采樣階段。

2.程序執(zhí)行階段。

3.輸出刷新階段。

3.10答：LPLC工作環(huán)境要求比PC低，PLC抗干擾能力強；

2.PLC比PC簡單易學；

3.PLC設(shè)計調(diào)試周期短；

4.PC應(yīng)用領(lǐng)域與PLC不同；

5.PLC的輸入/輸出相應(yīng)速度慢（ms級），而PC的響應(yīng)速度快（μm級）；

6.PLC比PC維護方便。

第4章S7.200系列PLC的系統(tǒng)配置與編程基礎(chǔ)

4.1答：整體式結(jié)構(gòu)。組合式結(jié)構(gòu)。整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)

成疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，

但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)

可以靈活配置，還可做得體積小巧。

4.2答：S7.200系列PLC的接口模塊有數(shù)字量擴展模塊，模擬量擴展模塊，

智能模塊。

4.3答：S7.200系列PLC由基本單元(S7.200CPU模塊)、擴展單元、個人

計算機(PC)或編程器、STEP7.Micro∕WIN32編程軟件及通信電纜等組成。

4.4答：S7.200CPU22X系列產(chǎn)品有：CPU221模塊、CPU222模塊.CPU224

模塊、CPU224XP模塊、CPU226模塊、CPU226XM模塊等。其中CPU224XP

模塊既帶有數(shù)字量I/O,又帶有模擬量I/O,其余模塊均只帶有數(shù)字量I/O,只是

數(shù)量不同而已。

4.5答：當主機的I/O點數(shù)不夠用或需要進行特殊功能的控制時，通常要進

行I/O的擴展。I/O擴展包括I/O點數(shù)的擴展和功能模塊的擴展。不同的CPU有

不同的擴展規(guī)范，它主要受CPU的尋址能力限制。

4.6答：CPU226主機最多可帶7個擴展模塊

4.7答：選擇CPU226主機；EM231輸入模塊；EM235模塊，4模擬量輸入，

1模擬量輸出；EM232模塊，2模擬量輸出；模塊位置就按這個順序排列，DC5V

電源。

主機及擴展模塊的地址分配如表2所列。

表2地址分配表

擴展模塊0擴展模塊1擴展模塊2

CPU226

EM231(4AI)EM235(4AI/1AO)EM232(2AO)

10.0Q0.0AIWOAIW8AQWOAQW4

10.1Q0.1AIW2AIWlOAQW6

10.2Q0.2AIW4AIW12

10.3Q0.3AIW6AIW14

10.4Q0.4

10.5Q0.5

10.6Q0.7

10.7Q0.7

11.0Q1.0

11.1Ql.1

11.2Q1.2

11.3QL3

11.4Q1.4

11.5Q1.5

11.6Q1.6

11.7Q1.7

12.0

12.1

12.2

12.3

12.4

12.5

12.6

12.7

圖13題4.7圖

4.8答:參與PLC應(yīng)用程序編制的是其內(nèi)部代表編程器件的存儲器,俗稱“軟

繼電器"?！败浝^電器”實質(zhì)為存儲單元，讀取它們的常開、常閉觸點狀態(tài)實質(zhì)上為

讀取存儲單元的狀態(tài)，所以可以認為一個繼電器帶有無數(shù)多個常開、常閉觸點。

4.9答：1.輸入映像寄存器（I）。

2.輸出映像寄存器（Q）。

3.變量存儲器（V）。

4.內(nèi)部標志位存儲器（M）。

5.特殊標志位存儲器（SM）o

6.順序控制繼電器（S）o

7.局部存儲器（L）o

8.定時器存儲器（T）。

9.計數(shù)器存儲器（C）。

10.高速計數(shù)器（HC）。

11.模擬量輸入（AI）及模擬量輸出（AQ）。

12.累加器（AC）o

4.10答：1.位尋址：（區(qū)域標志符）字節(jié)號?位號，如V6.3。

2.字節(jié)尋址：（區(qū)域標志符）B（字節(jié)號），如VBIO0。

3.字尋址：（區(qū)域標志符）W（起始字節(jié)號），且最高有效字節(jié)為起始字

節(jié)。例如VWlOO表示由VBlOO和VBlOl這2字節(jié)組成的字。

4.雙字尋址：（區(qū)域標志符）D（起始字節(jié)號），且最高有效字節(jié)為起始

字節(jié)。例如VDlOO表示由VBlOO到VB103這4字節(jié)組成的雙字。

4.11答：S7.200PLC的指令參數(shù)所用的基本數(shù)據(jù)類型有：

1位布爾型（BOOL）；

8位字節(jié)型（BYTE）；

16位無符號整數(shù)型（WORD）；

16位有符號整數(shù)型（INT）；

32位無符號雙字整數(shù)型（DWORD）；

32位有符號雙字整數(shù)型（DINT）；

32位實數(shù)型（REAL）；

實數(shù)型（REAL）是按照ANSI/IEEE754—1985標準（單精度）的表示格式

規(guī)定。

4.12答：立即指令允許對輸入和輸出點進行快速和直接存取。當用立即指令

讀取輸入點的狀態(tài)時，相應(yīng)的輸入映像寄存器中的值并未發(fā)生更新；用立即指令

訪問輸出點時，訪問的同時，相應(yīng)的輸出寄存器的內(nèi)容也被刷新。

只有輸入繼電器I和輸出繼電器Q可以使用立即指令。

第5章S7.200系列PLC的基本指令

5.1答：LPS：邏輯入棧指令，復(fù)制棧頂?shù)闹?，并將這個值推入堆棧。

LRD：邏輯讀棧指令，復(fù)制堆棧中的第二個值到棧頂，不對堆棧進行入棧或

出棧操作，但原棧頂值被新值取代。

LPP：邏輯出棧指令，堆棧中的第二個值到棧頂，棧底補入隨機數(shù)。

LDS：復(fù)制堆棧中的第n個值到棧頂，棧底值去失。如LDS5,是將堆棧

中的第5個值復(fù)制到棧頂，并進行入棧操作，n的取值范圍為0~8。該指令使用

較少。

5.2答：S7.200系列PLC定時器有三種類型，即接通延時型定時器TON,

記憶接通延時型定時器TONR,斷開延時定時器TOF。

5.3答：S7.200系列PLC有三種計數(shù)器：增計數(shù)器CTU、減計數(shù)器CTD、

增減計數(shù)器CTUDo三種計數(shù)器共有256個。

5.4答：SIMATIC定時器有三種分辨率：1ms、IOmS和IoOms。

5.5用自復(fù)位式定時器設(shè)計一個周期為5s,脈沖為一個掃描周期的脈沖串信

號。

答：程序如圖14所示。

圖14題5.5程序

5.6設(shè)計一個計數(shù)范圍為50000的計數(shù)器。

答：程序如圖15所示。

圖15題5.6圖

5.7用置位、復(fù)位（S、R）指令設(shè)計一臺電動機的啟、停控制程序。

答：程序如圖16所示。

網(wǎng)絡(luò)1

I0.010.1Q0.0

—II-------1/I------(S)

1

網(wǎng)絡(luò)2

圖16題5.7圖

5.8畫出與語句表對應(yīng)地梯形圖

M10.5Q0.0

II-------C)

圖17題5.8圖

5.9寫出與圖5.33所示梯形圖對應(yīng)的指令表

答：

LD10.0

A10.2

LD10.3

ANM0.0

OLD

M0.3

LDN10.1

M0.1

ALD

ANT37

=Q0.0

SQ0.1

AM0.4

TONT37,200

5.10答：指令表如下:

網(wǎng)絡(luò)1=Q0.0A10.4

LD10.0LPPEND

OQ0.0A10.3網(wǎng)絡(luò)2

LPSRQ0.1,2LDSM0.5

AN10.1LPP?EU

LPSAM0.0LD10.5

A10.2=M0.2CTUC12,+16

LPP

5.11答：時序圖如圖18所示。

圖18題5.11時序圖

5.12答：程序如圖19所不。

網(wǎng)絡(luò)1

10.0M0.1M0.0

-II——IPI——I/I——(S)

網(wǎng)絡(luò)2

10.0M0.1M0.0

-II——IPl——II——(R)

1

網(wǎng)絡(luò)3

M0.0M0.1

—II——()

網(wǎng)絡(luò)4

M0.0

-I卜

網(wǎng)絡(luò)5

M0.0

-I卜

網(wǎng)絡(luò)6

Q0.0M02

-1I------------()

圖19題5.12程序

5.13答:程序如圖20所示。

網(wǎng)絡(luò)1

網(wǎng)絡(luò)2

IOOM0.0

—II.............1Nl............()

網(wǎng)絡(luò)3

MOOQ0.0T37

.1|---1|-------f∣NTON

300-PTIoom$

圖20題5.13程序

5.14答:程序如圖21所不。

河絡(luò)1

圖2I題5.14程序

第6章S7.200系列PLC的功能指令

6.1答：程序如圖22所示。

T37T37

INTON

PT100ms

T37

圖22題6.1程序

6.2答：程序如圖23所示。

-H

圖23題6.2程序

6.3答：程序如圖24所示。

11OQ1.1

S

1

Q1.1

R)

1

圖24題6.3程序

6.4答：程序如圖25所不。

CUCiU

圖25題6.4程序

6.5答：程序如圖26所示。

6.6答:程序如圖27所示。

圖27題6.6程序

6.7答：指令表如下:

a圖b圖

LD10.0LD10.0

O10.3EU

LD10.1SHRB10.5,V3.0,-4

O10.4LD10.1

ALDLPS

AN10.2AV3.0

=Q0.1SQ3.0,2

LDQO.1LRD

TONT37,30AV3.1

LDT37RQ3.1,1

SQ0.2,1LRD

LD10.1AV3.2

SQ0.3,1SQ3.2,3

LPP

AV3.3

RQ3.3,1

6.8答:程序如圖28所示。

圖28題6.8程序

6.9答：程序如圖29所示。

圖29題6.9程序

6.10答：程序如圖30所示。

MAIN

圖30題6.10程序

6.11答：程序如圖31所示。

MA工N

網(wǎng)絡(luò)1

SMQl

INT_O

圖31題6.11程序

6.12答:程序如圖32所示。

10.1QOOQ0.1Q0.2SOI

—II/I/I/IS)

S0.1

SMOOQOO

-HHn--------------------Cs)

1

T37

-------------∏NTON

30000?PTIOOms

圖32題6.12程序

6.13答：初始化操作步驟如下：

1.首次掃描(SMo.1)時將輸出Q0.1或QCH復(fù)位(置0),并調(diào)用完成初始化

操作的子程序。

2.在初始化子程序中，根據(jù)控制要求設(shè)置控制字并寫入SMB67或SMB77特

殊存儲器。

3.將包落表的首地址（16位）寫入在SMWl68（或SMWI78）。

4.在變量存儲器V中，寫入包絡(luò)表的各參數(shù)值。一定要在包絡(luò)表的起始字節(jié)

中寫入段數(shù)。

在變量存儲器V中建立包絡(luò)表的過程也可以在一個子程序中完成，在此

只須調(diào)用設(shè)置包絡(luò)表的子程序。

5.設(shè)置中斷事件為全局開中斷。如果想在PTO完成后，立即執(zhí)行相關(guān)功能，

則需設(shè)置中斷，將脈沖串完成事件（中斷事件19）連接一個子程序。

6.執(zhí)行PLS指令，使S7.200為PT0/PWM發(fā)生器編程，高速脈沖串由Q0.0

或Q0.1輸出。

7.退出子程序。

6.14答:程序如圖33所示。

圖33題6.14程序

6.15答:程序如圖34所示。

PIDINTO

圖34題6.15程序

6.16答：修改后的程序如圖35所示。

(b)

圖35題6.16程序

第7章S7.200系列PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)

7.1答：并行數(shù)據(jù)傳輸：是在傳輸中有多個數(shù)據(jù)位同時在設(shè)備之間進行的傳

輸。一個編了碼的字符通常是由若干位二進制數(shù)表示。

串行數(shù)據(jù)傳輸：是在傳輸中只有1個數(shù)據(jù)位在設(shè)備之間進行的傳輸。對任

何一個由若干位二進制表示的字符，串行傳輸都是用一個傳輸信道，按位有序的

對字符進行傳輸。

區(qū)別：串行傳輸?shù)乃俣缺炔⑿袀鬏數(shù)乃俣纫枚?，但費用低。并行傳輸適

用距離短，而串行傳輸適用遠距離傳輸。

7.2答：異步傳輸是以字符為傳輸單位，每個字符都要附加1位起始位和1

位停止位，以標記一個字符的開始和結(jié)束，并以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸同步。所謂異步

傳輸是指字符與字符（一個字符結(jié)束到下一個字符開始）之間的時間間隔是可變

的，并不需要嚴格地限制它們的時間關(guān)系。其優(yōu)點是簡單、可靠，適用于面向字

符的、低速的異步通信場合。

7.3答：全雙工是指在通信的任意時刻，線路上存在A到B和B到A的雙

向信號傳輸。全雙工通信允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸，又稱為雙向同時通

信，即通信的雙方可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一

端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器，因此，能控制數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳送。這種方

式要求通訊雙方均有發(fā)送器和接收器，同時，需要2根數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號。（可

能還需要控制線和狀態(tài)線，以及地線）。

7.4答：半雙工通信：信號可以雙向傳送，但是必須是交替進行，一個時間

只能向個方向傳送；

全雙工通信：信號可以同時雙向傳送。

7.5答：計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)主要有：總線型拓撲、星型拓撲、環(huán)型拓撲、

樹型拓撲和混合型拓撲。

PLC網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)合型拓撲結(jié)構(gòu)，大多數(shù)由3級總線或4級總線復(fù)合而成。

7.6答：將某一個載有信息的信號嵌入另一個信號的過程一般稱之為調(diào)制；

而將這個載有信息的信號提取出來的過程稱為解調(diào)。

調(diào)制的作用就是進行各種信號的頻譜搬移，使其托附在不同頻率的載波上，

與其他信號互不重疊，占據(jù)不同的頻率范圍，在同一信道內(nèi)進行互不干擾的傳輸,

實現(xiàn)多路通信。

7.7答：有銅軸電纜、雙絞線、光纖等。

銅軸電纜的特點是價格便宜，容易安裝，但傳輸距離短，抗干擾性能差。

雙絞線的特點是抗干擾性能好，傳輸距離中等，但是對安裝(接地)的

要求比較高。

光纖的特點是傳輸距離遠，抗干擾性能強，保密性好，但安裝調(diào)試稍微

復(fù)雜，價格昂貴。

7.8答：PC/PPI電纜上有4個或5個DIP開關(guān)，用來設(shè)置波特率、傳送字符

數(shù)據(jù)格式和設(shè)備模式。開關(guān)1、2、3用于設(shè)置波特率，其對應(yīng)關(guān)系如表1所列。

表1開關(guān)設(shè)置與模特率的對應(yīng)關(guān)系

開關(guān)1,2,3傳輸速率/(bps)轉(zhuǎn)換時間/ms

0()0384000.5

OOi192001

OlO96002

Oll48004

10024007

101120014

11060028

7.9答：奇偶校驗碼的實現(xiàn)方法是在每個被傳送碼的左邊或右邊加上1位奇

偶校驗位“0”或“1”。若采用奇校驗位只需把每個編碼中1的個數(shù)湊成奇數(shù)。

若采用偶校驗位，只要把每個編碼中1的個數(shù)湊成偶數(shù)。

7.10答：10×960=9600bpso

7.11答：(1)STEP7-MiCro/WIN界面上單擊屏幕上左側(cè)引導(dǎo)條中的"系統(tǒng)塊”

圖標，將彈出"系統(tǒng)塊”對話框，如圖36所示。

(2)S7-200PLC設(shè)置站地址、網(wǎng)絡(luò)最高站地址、波特率、間隔更新系數(shù)等參

數(shù)。

(3)下載系統(tǒng)塊到S7-200PLCo

下載系統(tǒng)塊到S7-200PLC之前，需確認STEP7-Micro∕WIN的通信口的參數(shù)

與當前S7-200PLC的參數(shù)是否匹配，主要看站地址、波特率等參數(shù)是否一致，

下載成功后，可打開“通信”對話框，并雙擊該對話框右上角的刷新圖標搜尋并

連接網(wǎng)絡(luò)上的S7-200PLCo

圖36題7.11圖

7.12答：NETR、NETW指令中的操作數(shù)。TBL可以是VB、MB、*VD、

*AC、*LD,數(shù)據(jù)類型為BYTE；PoRT是常數(shù)(CPU221、CPU222、CPU224

模塊為1；CPU224XP.CPU226模塊為0或1),數(shù)據(jù)類型為BYTE0

網(wǎng)絡(luò)讀(NETR)指令，可以通過指令指定的通信端口(PORT)從另外的S7-200

PLC上接收數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲在指定的緩沖區(qū)表(TBL)中。

網(wǎng)絡(luò)寫(NETW)指令，可以通過指令指定的通信端口(PORT)向另外的

S7-200的緩沖區(qū)表(TBL)中寫數(shù)據(jù)。

第8章S7.200系列PLC的編程與仿真軟件

8.1答：軟件安裝結(jié)束后，打開"工具”菜單的"選項”在“常規(guī)”選項中

的語言選擇欄中選擇"中文”，確定并關(guān)閉軟件，然后重新打開后系統(tǒng)變?yōu)橹形?/p>

界面。

8.2答：STEP7Micro∕WIN4.0編程軟件可同時或分別打開6個用戶窗口，

分別是：交叉引用、數(shù)據(jù)塊、狀態(tài)圖表、符號表、程序編輯器、局部變量表。

可通過瀏覽條或查看/組件菜單進行調(diào)用。

8.3答：STEP7-Micro/WIN提供了三種程序編程方式：梯形邏輯（LAD）、

功能塊圖（FBD）、語句表（STL）?？梢酝ㄟ^查看菜單下的STL/梯形圖/FBD選

項選擇。

8.4答：三種程序編輯器都可在PLC運行時監(jiān)視程序的執(zhí)行情況，監(jiān)視各元

件的執(zhí)行結(jié)果，并可監(jiān)視操作數(shù)的數(shù)值。

8.5答：程序如圖37所示。

圖37題8.5圖

8.6編寫一個用戶程序，完成開關(guān)量的控制。要求有多個輸入和輸出，建立

符號表，使每個元件在梯形圖中有一定的實際意義。

8.7用S7-200系列PLC仿真軟件仿真8.5、8.6題所編程序。

第9章S7.200系列PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計

9.1答：(1)確定被控對象及控制范圍。

(2)制定電氣控制方案。

(3)確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號。

⑷PLC機型選擇。

(5)硬件和軟件設(shè)計。

(6)模擬調(diào)試和現(xiàn)場運行調(diào)試。

(7)投入運行。

調(diào)試的主要步驟如圖38所示。

9.2答：(1)PLC結(jié)構(gòu)的選擇。

⑵CPU功能及其運行速度的選擇。

包括：①功能選擇，②CPU運行速度，③指令功能的選擇。

(3)I/O點數(shù)和接口種類的選擇。

包括：①PLCl/0點數(shù)，②PLC的I/O接口種類。

(4)對內(nèi)存容量和存儲器種類的選擇。

(5)對I/O響應(yīng)時間的選擇。

(6)通信聯(lián)網(wǎng)功能的選擇。

(7)其他因素。包括：①性價比，②備品、備件，③技術(shù)支持等。

9.3答：L適合的工作環(huán)境。環(huán)境溫度和濕度要適宜，注意環(huán)境污染，遠離

振動和沖擊源，遠離強電干擾源。

2.合理的安裝與布線。注意電源安裝，遠離高壓，合理的布線;

3.正確的接地。

4.必須的安全保護環(huán)節(jié)。要有短路保護，互鎖與聯(lián)鎖，失壓保護與緊急停

車措施。

5.必要的軟件措施。要有消除開關(guān)量輸入信號抖動，故障的檢測與診斷措

施(超時檢測、邏輯錯誤檢測、消除預(yù)知干擾)。

6.采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

9.4答：程序如圖41所示。

SM0.1MOVJ

—I卜ENENON

M211T30

J-IlNOUT■VB111

IOOMOO

-H卜IN

?20-PT

T37MOO

MOO

-HI—r√：

TM11.7I..CM200:

M10.3Q0.3

M10.1Q0.1—I

M10.2Q0.2M110

L)___II_______L^

M10.6II—II-

I—M107M11.1

M10.7—II-

I—M11.0M11.5

M11.3—II-—II—

M11.4M11.6

I——I