电气控制与PLC应用第5、8章习题.docx

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. 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、LPP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定时器号接通延时定时器TON断开延时定时器TOF1032.767T32，T96100327.67T33T36，T97T10010003276.7T37T63，T101T255有记忆接通延时定时器TONR1032.767T0，T64100327.67T1T4，T65T6810003276.7T5T31，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（32,767）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。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, 3LPPA 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= 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17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答案图17（续）网络20 LD M0.2LD C22CTD C22, 2网络21 / 计时到后，关闭通风机3，/激活SCR段1，并停止本SCR段LD C22R Q0.2, 1SCRT S0.1网络22 SCRE网络23 / 停机LD I0.2R S0.1, 3R Q0.0, 313. 用寄存器移位指令(SHRB)设计一个路灯照明系统的控制程序，3路灯按H1H2 H3的顺序依次点亮。各路灯之间点亮的间隔时间为10h。答：用PLC输出端点Q0.0Q0.2分别控制路灯H1H3。控制程序见答案图18。答案图18习题与思考题5-13：路灯控制程序(循环点亮)网络1 / 起动/停止LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0网络2 / 停止LD I0.1R Q0.0, 3网络3 / 灯1亮LD M0.0EUS Q0.0, 1R Q0.1, 2网络4 / 计时10h（36000s）LD M0.0AN M0.1TON T37, 50网络5 LD T37= M0.1网络6 LD M0.1LD C20LD I0.0EUOLDCTD C20, 2网络7 / 计时到后，移位，下一个灯亮LD C20SHRB Q0.2, Q0.0, 314. 用循环移位指令设计一个彩灯控制程序，8路彩灯串按H1H2H3H8的顺序依次点亮，且不断重复循环。各路彩灯之间的间隔时间为0.1s。答：用PLC