2026年plc考试上机题及答案

2026年plc考试上机题及答案一、硬件组态与参数设置（30分）某自动化生产线需采用西门子S7-1200PLC作为主控制器，实现对3台电机（M1、M2、M3）的顺序启动/停止控制，以及2个温度传感器（PT100，4-20mA输出）、1个压力变送器（0-10V输出）的实时数据采集。系统需通过PROFINET与1台ET200SP远程I/O站通信，远程站需配置4路数字量输入（DI）、4路数字量输出（DO）、2路模拟量输入（AI）。请完成以下任务：1.主站硬件配置（10分）（1）选择主站CPU模块：要求至少支持3个信号模块扩展，集成PROFINET接口，内置24VDC电源输出能力≥2A。（2）配置本地I/O模块：需满足3台电机的启停控制（每台电机需1个DO控制接触器），以及急停按钮（DI）、启动按钮（DI）、停止按钮（DI）的输入需求。（3）配置模拟量输入模块：满足2个PT100传感器（3线制）和1个压力变送器的信号接入要求。2.远程I/O站配置（10分）（1）选择ET200SP的BaseUnit（基座单元）类型，需支持PROFINET通信及模块热插拔。（2）配置远程站DI模块（24VDC输入）、DO模块（24VDC输出，继电器型）、AI模块（支持0-10V信号），并标注各模块的硬件标识符（HWID）。3.通信参数设置（10分）（1）设置主站CPU的PROFINET接口IP地址为192.168.0.1，子网掩码255.255.255.0；远程I/O站的设备名称为“ET200SP_Line1”，IP地址为192.168.0.2（与主站同一网段）。（2）在TIAPortal中完成主站与远程站的PROFINET连接配置，确保远程I/O站的DI/DO地址偏移量为128（即远程DI起始地址为%IX128.0，DO起始地址为%QX128.0）。答案：1.主站硬件配置（1）CPU模块选择S7-1215CDC/DC/DC（支持3个信号模块扩展，集成PROFINET接口，24VDC电源输出3A，满足要求）。（2）本地I/O模块：数字量输入模块：SM1221DI16x24VDC（16点输入，满足急停按钮（%I0.0）、启动按钮（%I0.1）、停止按钮（%I0.2）的输入需求，剩余点位备用）。数字量输出模块：SM1222DO8x24VDC/0.5A（8点输出，3台电机控制接触器分别对应%Q0.0（M1）、%Q0.1（M2）、%Q0.2（M3），剩余点位备用）。（3）模拟量输入模块：PT100传感器（3线制）选用SM1231AI4xRTD（热电阻模块），通道0、1分别接入2个PT100，配置为3线制，测量范围PT100（-200~600℃）。压力变送器（0-10V）选用SM1231AI4xU/I（电压/电流模块），通道2配置为0-10V输入，对应压力0-10MPa（需在硬件配置中设置量程为0-10V）。2.远程I/O站配置（1）BaseUnit选择ET200SPBA2xM8（支持PROFINET通信，M8接口，支持热插拔）。（2）模块配置：DI模块：ET200SPSMDI8x24VDCBA（8点24VDC输入），HWID设为1（需与主站硬件目录中分配的设备名称关联）。DO模块：ET200SPSMDO8xRelay2ABA（8点继电器输出），HWID设为2。AI模块：ET200SPSMAI4xU/IST（4通道电压/电流输入），通道0、1配置为0-10V，HWID设为3。远程DI地址：%IX128.0~%IX128.7（8点）；DO地址：%QX128.0~%QX128.7（8点）；AI地址：%IW256（通道0）、%IW258（通道1）（每个AI通道占2字节，地址递增2）。3.通信参数设置（1）主站CPUPROFINET接口参数：在“设备视图”中双击CPU的PROFINET接口，设置IP地址192.168.0.1，子网掩码255.255.255.0，设备名称“PLC_Line1”。（2）远程站配置：在项目中添加ET200SP站点，选择PROFINET接口，设置设备名称“ET200SP_Line1”，分配IP地址192.168.0.2。在“网络视图”中拖放主站CPU的PROFINET接口与远程站的PROFINET接口，建立“PN/IE连接”。在远程站属性中，设置“输入/输出”的地址偏移量为128，确保DI起始地址为%IX128.0，DO为%QX128.0。二、程序设计（50分）某包装生产线需实现以下控制逻辑：控制要求：1.启动条件：急停按钮（SB0，常闭，%I0.0）未动作，远程站DI1（%IX128.1）为1（表示上料位有料），本地DI3（%I0.3）为1（表示安全门关闭）。2.顺序启动：满足启动条件后，按下启动按钮（SB1，%I0.1），M1（%Q0.0）启动，3秒后M2（%Q0.1）启动，再5秒后M3（%Q0.2）启动；M3启动后，远程站DO1（%QX128.0）输出1（控制推料气缸），保持2秒后关闭。3.停止控制：按下停止按钮（SB2，%I0.2）或急停按钮动作（%I0.0=0），所有电机立即停止，推料气缸（%QX128.0）立即关闭。4.故障报警：若M1启动后2秒内，远程站DI2（%IX128.2）未检测到物料到达（DI2=0），则触发故障（%Q0.3输出1，报警灯亮），所有电机停止，推料气缸关闭。5.手动模式：通过本地DI4（%I0.4）切换手动/自动模式（DI4=1为手动）。手动模式下，可单独控制M1（SB3，%I0.5）、M2（SB4，%I0.6）、M3（SB5，%I0.7）的启停（点动控制），推料气缸由远程DI3（%IX128.3）控制（DI3=1时输出）。要求：（1）编写输入输出（I/O）分配表（5分）；（2）设计程序结构（主程序OB1调用FC1“自动控制”、FC2“手动控制”）（5分）；（3）用梯形图（LAD）编写FC1的自动控制逻辑（30分）；（4）简述FC2手动控制的实现思路（10分）。答案：（1）I/O分配表信号类型地址描述备注输入DI%I0.0急停按钮（SB0）常闭，0=触发急停%I0.1自动启动按钮（SB1）常开%I0.2自动停止按钮（SB2）常开%I0.3安全门关闭信号1=关闭%I0.4手动/自动切换开关1=手动，0=自动%I0.5手动M1启动按钮（SB3）点动，常开%I0.6手动M2启动按钮（SB4）点动，常开%I0.7手动M3启动按钮（SB5）点动，常开%IX128.1上料位有料信号1=有料%IX128.2物料到达检测信号1=到达%IX128.3手动推料控制信号1=推料输出DO%Q0.0M1接触器线圈1=启动%Q0.1M2接触器线圈1=启动%Q0.2M3接触器线圈1=启动%Q0.3故障报警灯1=报警%QX128.0推料气缸电磁阀1=动作（2）程序结构设计主程序OB1中，首先通过%I0.4判断模式：当%I0.4=0（自动模式）时，调用FC1“自动控制”，并禁用FC2；当%I0.4=1（手动模式）时，调用FC2“手动控制”，并禁用FC1；急停按钮（%I0.0=0）或故障触发时，无论模式如何，强制所有输出复位（%Q0.0~%Q0.2=0，%QX128.0=0）。（3）FC1自动控制梯形图逻辑（关键步骤）网络1：启动条件检查输入：%I0.0（急停，常闭）、%IX128.1（上料位有料）、%I0.3（安全门关闭）串联；输出：M0.0（启动允许标志），保持（需通过启动按钮触发锁存）。网络2：启动按钮触发输入：M0.0（启动允许）、%I0.1（启动按钮，上升沿检测P_TRIG）；输出：M0.1（启动过程标志），置位（M0.1=1时开始顺序启动）。网络3：M1启动控制输入：M0.1（启动过程）、未触发故障（%Q0.3=0）；输出：%Q0.0（M1）=1，同时启动定时器T1（TON，预设3秒）。网络4：M2启动控制输入：T1输出（3秒到）、未触发故障；输出：%Q0.1（M2）=1，启动定时器T2（TON，预设5秒）。网络5：M3启动及推料控制输入：T2输出（5秒到）、未触发故障；输出：%Q0.2（M3）=1，同时启动定时器T3（TON，预设2秒），并置位%QX128.0（推料气缸）。T3输出（2秒到）时，复位%QX128.0。网络6：故障检测输入：%Q0.0=1（M1已启动）、T4（TON，预设2秒）开始计时；若T4输出（2秒到）时%IX128.2=0（物料未到达），则置位%Q0.3（故障报警），复位M0.1、%Q0.0~%Q0.2、%QX128.0。网络7：停止控制输入：%I0.2（停止按钮，上升沿）或%I0.0=0（急停）；输出：复位M0.1、%Q0.0~%Q0.2、%QX128.0、%Q0.3（故障灯）。（4）FC2手动控制实现思路M1点动控制：%I0.5（SB3）=1时，%Q0.0=1；%I0.5=0时，%Q0.0=0（需互锁自动模式，即仅当%I0.4=1时有效）。M2、M3点动控制逻辑与M1相同，分别由%I0.6、%I0.7控制%Q0.1、%Q0.2。推料气缸控制：%IX128.3（远程DI3）=1时，%QX128.0=1；否则=0（需确保急停未触发，%I0.0=1）。所有手动输出需与自动模式互锁（通过%I0.4作为使能条件），避免模式切换时误动作。三、故障诊断与排查（20分）某已调试完成的PLC控制系统出现以下故障现象：现象1：自动模式下按下启动按钮，M1未启动，但M1接触器线圈无电压输出（%Q0.0=0）。现象2：M3启动后，推料气缸未动作（%QX128.0=0），但程序监控显示%QX128.0=1。要求：分别分析两种故障的可能原因，并列出排查步骤。答案：现象1排查：可能原因：（1）启动条件未满足：急停按钮（%I0.0）动作（常闭断开）、上料位无料（%IX128.1=0）、安全门未关闭（%I0.3=0）。（2）启动按钮（%I0.1）故障：按钮触点接触不良，或PLC输入模块对应通道（%I0.1）损坏。（3）程序逻辑错误：启动允许标志（M0.0）未置位，或启动过程标志（M0.1）未触发。（4）输出模块故障：SM1222DO模块（%Q0.0通道）损坏，或模块供电（24VDC）异常。排查步骤：1.检查急停按钮状态：测量%I0.0输入点电压（正常应为24VDC），若为0V，说明急停按钮断开或线路断路。2.监控%IX128.1、%I0.3的状态：通过TIAPortal的“监控变量”功能，确认上料位有料信号和安全门关闭信号是否为1。3.检查启动按钮（SB1）：用万用表测量按钮触点通断，按下时应导通；测量PLC输入模块%I0.1端子电压，按下按钮时应为24VDC（正常输入），否则检查线路或更换按钮。4.监控程序变量：查看M0.0（启动允许）是否为1，M0.1（启动过程）是否在按钮按下后置位；若M0.0=0，检查启动条件逻辑。5.检查输出模块：测量%Q0.0端子电压（正常应为24VDC），若程序中%Q0.0=1但无电压，检查DO模块电源（L+是否24VDC）、模块是否损坏（更换备用通道测试）。现象2排查：可能原因：（1）远程I/O站通信中断：PROFINET连接断开，导致主站输出信号（%QX128.0）无法传输至远程站。（2）远程DO模块故障：ET200SP的DO模块（%QX128.0通道）损坏，或输出回路断路（如熔断器熔断、气缸电磁阀线圈烧毁）。（3）地址配置错误：远程站DO的地址偏移量设置错误，导致%QX128.0实际对应其他通道。（4）线路问题：远程站DO模块到推料气缸的接线松动、短路或断路。排查步骤：1.检查PROFINET通信状态：在TIAPortal的“网络视图”中查看主站与远程站的连接状态（绿色为正常，红色为中断）；用网线测试仪检查通信线缆是否正常