2026年PLC编程基础考核试题解析与实战指南

2026年PLC编程基础考核试题解析与实战指南一、选择题1.在PLC的扫描工作周期中，正确的顺序是（）。A.输入采样→程序执行→输出刷新B.程序执行→输入采样→输出刷新C.输出刷新→输入采样→程序执行D.输入采样→输出刷新→程序执行答案与解析：A。PLC采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期从读取所有输入模块的状态开始（输入采样），然后执行用户程序（程序执行），最后根据程序执行结果更新所有输出模块的状态（输出刷新）。这个顺序是固定的，确保了在一个扫描周期内，程序逻辑处理基于同一时刻的输入状态，并产生一致的输出。2.以下关于西门子S7-1200系列PLC中，位逻辑指令“SR”（置位优先型双稳态触发器）功能描述正确的是（）。A.当S（置位）端和R（复位）端同时为1时，输出Q被置位为1。B.当S（置位）端和R（复位）端同时为1时，输出Q被复位为0。C.当S（置位）端为1时输出Q被置位，此后R（复位）端为1也无法复位Q。D.当R（复位）端为1时输出Q被复位，此后S（置位）端为1也无法置位Q。答案与解析：A。SR触发器是置位优先型。当置位(S)和复位(R)信号同时为真（1）时，置位优先，输出(Q)被设置为1。RS触发器（复位优先型）则在同时为真时，复位优先，输出被复位为0。选项C描述的是锁存功能，而非标准的SR触发器行为。3.在三菱FX系列PLC中，用于表示常开触点与左母线直接连接的指令是（）。A.LDIB.LDC.ANDD.ORI答案与解析：B。LD指令用于将常开触点连接到左母线或分支电路的起始点。LDI用于常闭触点。AND用于串联常开触点，ORI用于并联常闭触点。4.PLC的模拟量输入模块（A/D转换器）将现场传感器送来的4-20mA电流信号转换为数字量。若该模块的分辨率为12位，则其理论转换精度约为（）。A.0.1%B.0.024%C.0.05%D.0.01%答案与解析：B。12位分辨率意味着模块能将模拟量范围划分为=4096个离散的数值。转换精度（或称量化误差）可以粗略地用1/40965.在结构化文本（ST）语言中，实现循环“当条件Cond为真时，重复执行语句段Statement”的正确结构是（）。A.IFCondTHENStatementEND_IFB.FORi:=1TO10DOStatementEND_FORC.WHILECondDOStatementEND_WHILED.REPEATStatementUNTILCondEND_REPEAT答案与解析：C。WHILE...DO...END_WHILE结构是典型的“当型”循环，先判断条件Cond，若为真则执行循环体Statement，执行完后再次判断条件，直到Cond为假时跳出。A是条件判断，B是计数循环，D是“直到型”循环（先执行一次再判断条件）。6.关于PLC的通信协议，以下说法错误的是（）。A.ModbusRTU是一种基于串行链路（如RS-485）的主从式协议。B.PROFINET是基于工业以太网的实时通信协议，可用于IO设备控制。C.PROFIBUS-DP主要用于控制器与现场设备之间的高速数据交换。D.Ethernet/IP和TCP/IP是同一协议的不同名称。答案与解析：D。Ethernet/IP是在标准以太网（TCP/IP/UDP）之上应用了CIP（通用工业协议）的工业协议。TCP/IP是更基础的网络传输协议族，Ethernet/IP是其上的一个应用层协议，二者不是同一协议。7.在设计PLC的急停安全回路时，最佳实践是（）。A.仅通过PLC程序使输出点断开。B.使用常闭触点接入PLC输入点，在程序中取反后控制输出。C.使用独立于PLC的硬接线安全继电器，直接分断负载电源。D.将急停按钮的常开触点接入PLC，由程序处理所有逻辑。答案与解析：C。安全回路（如急停）的设计必须遵循“失效安全”原则，通常要求使用经过安全认证的组件（如安全继电器），采用硬接线方式，在物理上直接切断危险设备的动力电源。仅依靠PLC软件处理无法满足安全等级（如SIL或PL）要求，因为PLC可能发生故障。8.在数据处理中，需要将一个字（Word）类型变量`Data_Word`的高字节和低字节互换，得到新的字`New_Word`。使用字节操作指令，正确的步骤是（）。A.`New_Word`=`Data_Word`AND16#FF00B.`New_Word`=SHL(`Data_Word`,8)C.`New_Word`=交换字节指令（如SWAP）D.`New_Word`=`Data_Word`OR16#00FF答案与解析：C。许多PLC都提供专门的交换字节（SWAP）指令，用于将16位字的高8位和低8位互换。B选项的SHL（左移8位）会丢失高8位，并将低8位移至高8位，低8位补0，这并非完整的互换。A和D是位逻辑操作，无法实现互换。二、填空题1.在PLC的存储器中，通常将直接映射到物理输入/输出点的存储区称为______区，用于存储中间运算结果的称为______区。答案：输入/输出（或I/O）；辅助继电器（或M，或标志位，或内部线圈）2.一个16点直流输入模块，公共端（COM）接24VDC电源的负极，那么当某个输入点接通时，该点与COM之间应输入______电平信号，PLC内部对应的输入映像寄存器位被置为______。答案：24VDC正（或高）；1（或ON）3.定时器TON的预设时间PT=3000，时间基准（分辨率）为100ms，则该定时器的定时时间为______秒。当使能输入IN导通时间达到该值后，定时器输出Q=______。答案：300；1（或ON）4.使用比较指令时，若希望当变量`Count`的值大于等于50且小于100时接通一个线圈`M0.0`，则梯形图逻辑中应使用______比较指令和______比较指令进行______连接。答案：大于等于（>=）；小于（<）；串联（与）5.在PID控制功能块中，积分时间`Ti`越______，积分作用越强，消除静差的速度越快，但可能使系统振荡加剧；微分时间`Td`用于反映______的变化趋势，具有超前调节作用。答案：小（或短）；偏差三、程序阅读与改错题1.分析以下西门子S7-1200梯形图程序段，指出其功能及可能存在的问题。（假设I0.0为启动按钮，I0.1为停止按钮，Q0.0控制电机。）```Network1:I0.0I0.1Q0.0||---+---|/|----()---|Q0.0|+---||---```答案与解析：功能：这是一个典型的“启-保-停”电路。按下I0.0（常开），Q0.0得电并自锁。按下I0.1（常闭），断开回路，Q0.0失电。问题：停止按钮I0.1使用了常闭触点（|/|）。在PLC外部接线中，急停或停止按钮通常使用常开触点，以保证断线检测安全。若外部按常规接常开触点，则梯形图中应使用常开指令（||）来对应“按下导通”的逻辑。图中用法会导致：外部按钮未按下时，I0.1常闭触点使回路导通，无法停车；只有按下按钮，触点闭合，输入为1，梯形图常闭触点断开，才能停车。这与常规“按下停止”的直觉相反，容易造成逻辑混乱和安全隐患。建议外部停止按钮接常开触点，梯形图内也使用常开指令。2.以下是一段三菱FX系列PLC的指令表程序，请描述其运行结果（指示灯HL1对应Y0）。```LDM8002MOVK5D0LOOP:LDX0ANIT0OUTT0K50LDT0OUTY0INCD0LD<=D0K10JMPLOOPEND```答案与解析：运行结果：PLC上电第一个扫描周期（M8002为ON），将常数5送入数据寄存器D0。当X0为ON时，程序进入循环：a)若定时器T0未到时间，其常闭触点使T0线圈得电开始计时（定时5秒）。b)当T0计时到5秒，其触点动作。T0常开触点闭合，使Y0（HL1）点亮。c)D0自增1。d)判断D0是否小于等于10。若是，则跳转回LOOP标签处。由于D0初始值为5，每次循环增加1，直到D0=11时跳出循环。因此，在X0接通期间，HL1将以5秒为周期，循环点亮。具体点亮次数取决于循环次数。但程序存在严重问题：`JMP`（跳转）指令会使程序计数器跳回，导致`END`指令无法在本扫描周期内执行，程序会陷入`LOOP`到`JMP`之间的死循环，整个扫描周期无法正常结束，PLC可能进入故障状态或停止响应。这是一个错误的编程结构，跳转指令必须谨慎使用，避免死循环。四、编程实战题1.设计一个单按钮启停控制程序。要求：使用一个常开按钮（接I0.0）控制一盏灯（Q0.0）。第一次按下按钮，灯亮；第二次按下，灯灭；第三次按下，灯又亮，如此交替。请分别用梯形图和结构化文本（ST）编写程序。答案与解析：梯形图方案（使用上升沿和计数器/触发器）：```Network1://检测按钮上升沿I0.0P_Button||---------(P)---Network2://使用SR触发器实现交替P_ButtonSR_OutSR_Out-------SR----()---P_Button-------R```或者使用计数器：```Network1://按钮上升沿计数I0.0C0||----(CU)---Network2://奇数次开，偶数次关C0Q0.0||----()---```结构化文本（ST）方案：```stPROGRAMSingleButtonControlVARbtnPressAT%I0.0:BOOL;//输入按钮lightAT%Q0.0:BOOL;//输出灯prevBtn:BOOL:=FALSE;//上次按钮状态toggle:BOOL:=FALSE;//当前灯状态END_VAR//检测上升沿IFbtnPressANDNOTprevBtnTHENtoggle:=NOTtoggle;//状态取反END_IF;prevBtn:=btnPress;//保存本次状态light:=toggle;//输出END_PROGRAM```解析：核心是检测按钮的上升沿（从0变1的瞬间），并在每个上升沿到来时，将输出状态取反。ST语言中通过`prevBtn`变量存储上一周期状态来实现边沿检测。梯形图中使用上升沿指令(P)或计数器。2.设计一个三相异步电机Y-Δ降压启动控制程序。要求：按下启动按钮(I0.0)，电机先以星形（Y）连接运行，此时接触器KM1和KM3得电（Q0.0,Q0.2）。延时8秒后，自动转换为三角形（Δ）连接运行，此时KM1和KM2得电（Q0.0,Q0.1），KM3断开。在星三角转换过程中，必须确保KM2和KM3不同时得电，并有至少50ms的间隔以防止短路。任何时候按下停止按钮(I0.1)或热继电器动作(I0.2)，电机立即停止。请绘制主要逻辑的梯形图。答案与解析：```Network1://停止、热保及总运行条件I0.1I0.2M0.0|/|----|/|----()---//停止和热保为常闭输入Network2://启动及自锁I0.0M0.0M0.1||----||----(S)---//启动，置位运行标志M0.1Network3://停止时复位运行标志M0.0M0.1|/|------------(R)---Network4://星形启动阶段M0.1T0Q0.0||----|/|----()---//主接触器KM1M0.1T0Q0.2||----|/|----()---//星形接触器KM3Network5://启动延时定时器M0.1T0||-----------(TON)---//定时8秒，时间基准自选PT:T#8SNetwork6://三角形运行阶段（带互锁和延时）M0.1T0T1||----||----(TON)---//转换间隔延时50msPT:T#50MST1Q0.1||-----------()---//三角形接触器KM2Network7://星三角硬件互锁（软件互锁增强）Q0.1Q0.2|/|-----------|//串联在Q0.2线圈回路中（图中未完整画出，意即Q0.1常闭触点串在Q0.2线圈前）Q0.2Q0.1|/|-----------|//串联在Q0.1线圈回路中```解析：程序核心是时序控制与互锁。`M0.1`作为电机运行的总标志。启动后，`M0.1`置位，`Q0.0`（KM1）和`Q0.2`（KM3）立即得电，电机星形启动。同时定时器T0开始8秒计时。8秒后T0动作，其常闭触点断开`Q0.2`（KM3）线圈，星形接触器断开。T0的常开触点启动一个短延时定时器T1（50ms），确保KM3完全断开后，T1到时才接通`Q0.1`（KM2），电机转入三角形运行。网络7展示了软件互锁，确保Q0.1和Q0.2的输出不可能同时为1，这是对硬件互锁（接触器辅助常闭触点互锁）的重要补充。任何情况下，`M0.0`（由停止和热保控制）为0时，将复位`M0.1`，导致所有输出断开，电机停止。五、综合应用题某自动化包装线需要统计24小时内的包装袋数量，并在每满100袋时发出一个打包完成信号（脉冲），同时将本100袋的计数清零，重新开始计数。包装数量需通过HMI显示。现场有一个光电传感器（接I0.0，每通过一袋产生一个脉冲）和一个手动复位按钮（I0.1）。请完成以下设计：1.I/O分配表：信号名称类型地址说明光电传感器DII0.0检测包装袋，脉冲信号手动复位DII0.1手动清零计数打包完成DOQ0.0每满100袋输出一个脉冲(HMI显示)-MW10存储当前包装数量（0-99）2.程序设计思路与核心代码（使用梯形图或ST描述）：思路：使用一个加法计数器对I0.0的上升沿进行计数。计数值达到预设值100时，计数器输出触点动作，触发以下操作：1)置位打包完成信号Q0.0；2)将计数器当前值复位（或使用减法计数器自动复位）；3)在下一个扫描周期复位Q0.0以产生脉冲。同时，计数值需传送至MW10供HMI读取。手动复位按钮I0.1用于在任何时候将计数清零。结构化文本（ST）代码示例：```stPROGRAMPackCounterVARSensorAT%I0.0:BOOL;ResetBtnAT%I0.1:BOOL;PackDoneAT%Q0.0:BOOL;Count:INT:=0;//包装计数PrevSensor:BOOL:=FALSE;PackDoneTimer:TON;//用于产生脉冲的定时器END_VAR//1.检测传感器上升沿并计数IFSensorANDNOTPrevSensorTHENCount:=Count+1;END_IF;PrevSensor:=Sensor;//2.达到100袋的处理IFCount>=100THENPackDone(IN:=TRUE,PT:=T#100MS);//触发一个100ms的脉冲Count:=0;//计数清零，重新开始END_IF;//3.手动复位IFResetBtnTHENCount:=0;END_IF;//4.输出打包完成脉冲（由定时器控制）PackDoneTimer(IN:=PackDone,PT:=T#100MS);Q0.0:=PackDoneTimer.Q;//5.将当前计数值送HMIMW10:=Count;END_PROGRAM```梯形图关键部分示意：使用加计数器C0（预设值PV=100），对I0.0计数。I0.0上升沿触发C0加1。C0当前值>=100时，其常开触点接通：1)置位一个中间位M0.0；2)复位计数器C0。M0.0接通一个定时器T0（PT=100ms），T0的常开触点输出给Q0.0。这样Q0.0输出一个100ms的脉冲。I0.1可直接作为C0的复位输入。使用MOV指令将C0的当前值（或一个中间变量）传送至MW10。3.可能遇到的干扰问题及解决建议：问题1：光电传感器误触发。可能因灰尘、振动或物料反光导致产生多个脉冲。解决：a)在传感器安装端加装防护罩，定期清洁。b)在软件上增加输入滤波。PLC硬件组态中可设置输入点的滤波时间（如10-20ms），滤除短于该时间的抖动。c)在程序中使用定时器实现软件消抖，检测到信号后延时一段时间再判断。问题2：计数丢失或超前。高速计数时，PLC扫描周期可能漏计。解决：a)对于高速脉冲（如本例若速度极快），应使用PLC的高速计数器（HSC）功能，该功能由硬件