2026年电气工程师PLC编程技能试卷(附答案)

2026年电气工程师PLC编程技能试卷(附答案)一、单项选择题（共15题，每题2分，满分30分。每题只有1个正确答案）1.PLC循环扫描执行用户程序过程中，输入刷新阶段的正确操作是（）A.将所有输入端子的当前状态批量更新存入输入映像寄存器B.只刷新发生变化的输入点状态存入输入映像寄存器C.将程序运算结果直接更新到物理输出端子D.将运算结果批量存入输出映像寄存器2.西门子S7-1200/1500PLC开启优化块访问功能后，下列描述正确的是（）A.可直接查看变量的绝对物理地址B.仅支持符号寻址，不分配固定绝对地址C.优化块访问会增大用户程序占用的存储容量D.优化块访问会降低程序执行速度3.三菱Q系列PLC中，用于实现16位数据带进位循环左移1位的指令是（）A.ROLPB.RORPC.RCLPD.SFTP4.OPCUA协议相较于传统OPCDA协议，下列描述错误的是（）A.支持跨Windows、Linux、嵌入式平台等多平台通信B.支持加密传输与身份认证，安全性更高C.仅能访问实时过程数据，不支持历史数据与事件访问D.可通过标准端口通信，能够穿透防火墙5.PROFINETIO通信中，用于实现运动控制等高实时性要求的通信等级是（）A.TCP/IP标准通信B.RT实时通信C.IRT等时实时通信D.UDP非连接通信6.下列关于PLC中断的描述，正确的是（）A.中断程序执行完成后，必须返回到主程序断点处继续执行原程序B.中断优先级越高，响应时间越长C.所有PLC的中断程序都必须循环扫描执行D.输入中断优先级低于定时中断优先级7.安全PLC执行安全相关控制时，安全输入信号常采用哪种设计方式来提升可靠性（）A.单通道单点输入B.常闭触点输入，断线触发安全动作C.常开触点输入，断线触发安全动作D.无需冗余设计，靠程序校验即可8.结构化文本（ST）语言中，表达式`(100>50)ANDNOT(20<15)`的运算结果是（）A.TRUEB.FALSEC.100D.209.欧姆龙NJ系列PLC中，用于实现运动轴回零操作的功能块是（）A.MC_PowerB.MC_HomeC.MC_MoveAbsoluteD.MC_Stop10.PLC模拟量采集模块转换精度为12位，输入信号范围为4mA~20mA，对应工程量范围为-50℃~150℃，当输入数字量为850（全量程范围数字量为0~4095）时，计算得到的实际温度最接近（）A.-13.8℃B.11.4℃C.21.9℃D.-8.6℃11.下列哪项不属于PLC程序结构化设计常用的组织单元（）A.功能块（FB）B.功能（FC）C.组织块（OB）D.变量表（TAG）12.西门子PLC冗余系统中，当主CPU发生故障时，备用CPU切换到主运行状态的过程称为（）A.热启动B.冷启动C.冗余切换D.程序复位13.PLC与HMI通信时，HMI画面中点击按钮触发PLC内部位变量置1，松开按钮后置0，该按钮类型为（）A.文本按钮B.切换按钮C.瞬动按钮D.状态按钮14.下列哪个故障不会导致PLC所有输出点都无输出（）A.PLC电源故障B.后台运行程序损坏C.单个输出点熔断器烧毁D.CPU故障停机15.工业物联网场景下，PLC将生产数据上传到云端平台，最常用的通信方式是（）A.MQTT协议B.RS232协议C.ModbusRTU协议D.PPI协议二、多项选择题（共10题，每题3分，满分30分。多选、少选、错选均不得分）1.下列属于PLC结构化编程相较于传统线性编程的优势有（）A.程序可复用性强，相同功能可多次调用，降低开发周期B.便于程序故障排查和后期维护，故障定位速度快C.程序执行速度远快于线性编程，扫描周期大幅缩短D.支持多人协同开发大型项目，便于分工调试E.适合复杂工艺流程的模块化拆分，逻辑清晰度高2.PROFINETIO通信中，规定的标准通信等级包括（）A.TCP/IP标准通信B.RT实时通信C.IRT等时实时通信D.ModbusRTU通信E.EtherCAT实时通信3.安全PLC应用中，安全程序设计必须遵循的基本原则包括（）A.失效安全原则，即故障发生时系统进入安全状态B.单一故障原则，任何单一故障不会导致安全功能丧失C.安全逻辑优先采用低电平有效设计，断线可触发安全动作D.安全输出可复用普通PLC的非安全逻辑，降低成本E.安全程序需要定期进行故障验证，保证功能有效性4.PLC模拟量信号转换过程中，产生误差的常见原因包括（）A.A/D转换模块的固有精度误差B.传感器非线性误差C.信号传输过程中的电磁干扰D.信号量程转换计算错误E.PLC扫描周期误差5.下列关于PLC扫描周期的描述，正确的有（）A.扫描周期长度与用户程序步数正相关B.扫描周期长度固定，不随程序运行变化C.中断程序可打断主程序循环扫描，缩短响应时间D.输入刷新、程序执行、输出刷新三个阶段是扫描周期的基本组成E.开启看门狗功能后，扫描周期超过设定值会触发PLC停机报警6.下列关于PID参数整定对控制效果的影响，描述正确的有（）A.比例系数P过大，会导致系统振荡，稳定性降低B.积分时间I过小，会消除静差速度变慢，静差增大C.微分时间D过大，会导致系统超前调节，抗干扰能力下降D.比例系数P为0时，系统仍可实现无静差控制E.积分作用的主要作用是消除系统静差7.PLC冗余系统相较于单PLC系统，优势包括（）A.系统可用性更高，停机风险更低B.硬件成本更低，开发难度更小C.适合连续生产的工业场景，如化工、电力D.故障切换过程中不会中断生产过程（热冗余）E.容错能力更强，单个模块故障不影响系统运行8.下列属于PLC程序上电调试前必须进行的检查项目有（）A.检查PLC电源电压是否符合规格要求B.检查输入输出接线是否与I/O定义一致C.检查接地是否符合规范要求，避免干扰D.检查用户程序逻辑是否符合工艺要求E.检查模块安装是否牢固，通讯连接是否可靠9.使用ModbusTCP协议通信时，常见的功能码包括（）A.01H读线圈寄存器B.03H读保持寄存器C.06H写单个寄存器D.10H写多个寄存器E.04H读输入寄存器10.下列关于SCL（结构化控制语言）编程的描述，正确的有（）A.SCL语言适合实现复杂运算、逻辑判断和数据处理B.SCL语言不支持调用功能块，只能编写线性程序C.SCL语言支持循环、分支等高级语言语法，可读性强D.SCL语言编写的程序执行效率比梯形图更低E.SCL语言适合开发算法类、数据处理类功能三、综合应用编程题（共2题，每题20分，满分40分）1.某汽车主机厂总装车间成品输送线，由1#进料皮带、2#中转皮带、3#出料皮带共三台皮带机构成，输送工艺流程要求如下：（1）启动要求：逆料流顺序启动，即按下启动按钮后，延时3s启动3#出料皮带，3#正常运行后延时2s启动2#中转皮带，2#正常运行后延时1s启动1#进料皮带，启动完成后运行指示灯常亮。（2）停止要求：顺料流顺序停止，即按下停止按钮后，立即停止1#进料皮带，1#停止后延时4s停止2#中转皮带，2#停止后延时5s停止3#出料皮带，停止完成后运行指示灯熄灭。（3）保护要求：任意一台皮带发生过载故障，对应故障输入点为常闭触点信号，故障发生后所有皮带立即按照顺料流顺序停止，同时触发故障报警输出，故障排除后按下复位按钮才可重新启动系统。要求：采用西门子S7-1200PLC完成程序设计，完成I/O变量定义，写出完整程序逻辑，说明核心设计要点。2.某化纤生产线聚合釜温度控制回路，采用PT100铂热电阻采集温度，信号经过温度变送器转换为4~20mA标准电流信号，接入S7-1200AI8x13位模拟量输入模块，对应温度量程范围为0~200℃；控制输出为调节蒸汽阀门开度，输出信号为4~20mA，对应阀门开度0~100%。工艺要求如下：（1）将采集到的AI原始数字量转换为实际温度值，温度分辨率不低于0.1℃；（2）温度设定值可通过HMI修改，修改范围为0~200℃；（3）当实际温度与设定值偏差超过±5℃时，触发对应报警输出；允许正常偏差范围为±2℃，超出范围后HMI提示偏差预警；（4）采用闭环PID控制实现温度稳定控制，要求说明PID参数整定步骤与控制逻辑。要求：完成I/O变量定义，写出模拟量转换计算公式，说明核心程序逻辑与参数整定方法。参考答案与解析一、单项选择题参考答案1.A解析：PLC扫描周期分为输入刷新、程序执行、输出刷新三个阶段，输入刷新阶段批量将所有物理输入端子的当前状态更新存入输入映像寄存器，程序执行阶段使用输入映像寄存器中的状态运算，最终将结果存入输出映像寄存器，输出刷新阶段统一更新到物理输出端子。2.B解析：西门子S7-1200/1500开启优化块访问后，变量不分配固定的绝对地址，仅支持符号寻址，优势是节省存储空间、提高程序执行速度，因此只有B选项正确。3.C解析：ROL是不带进位循环左移，RCL是带进位循环左移，ROR是不带进位循环右移，SFT是位移指令，因此C正确。4.C解析：OPCUA支持实时数据访问、历史数据访问、事件报警访问等多种服务，因此C选项描述错误。5.C解析：IRT等时实时通信可实现微秒级的通信周期同步，满足运动控制等高实时性应用要求，因此C正确。6.A解析：中断优先级越高响应越快，中断程序执行完成后返回断点继续执行原程序，不同PLC中断优先级定义不同，多数主流品牌输入中断优先级高于定时中断，因此A正确。7.B解析：安全输入采用常闭触点设计，当线路断线时输入断开，触发安全动作，符合失效安全原则，因此B正确。8.A解析：100>50结果为TRUE，20<15结果为FALSE，NOTFALSE为TRUE，TRUEANDTRUE结果为TRUE，因此A正确。9.B解析：MC_Power是轴使能功能块，MC_Home是回零功能块，MC_MoveAbsolute是绝对定位，MC_Stop是轴停止，因此B正确。10.D解析：根据PLC模拟量线性转换公式：实际温度=（温度量程上限-温度量程下限）×（原始数字量-数字量下限）/（数字量上限-数字量下限）+温度量程下限，代入数据得：(150-(-50))×(850-0)/(4095-0)+(-50)≈-8.6℃，因此D正确。11.D解析：变量表是用来定义变量的容器，不属于程序组织单元，标准PLC程序组织单元包括OB、FB、FC三类，因此D正确。12.C解析：冗余系统主备CPU故障切换过程称为冗余切换，因此C正确。13.C解析：瞬动按钮按下置位松开复位，符合点动控制按钮的功能要求，因此C正确。14.C解析：单个输出点熔断器烧毁只会导致该输出点无输出，不会影响其他输出点，因此C符合题意。15.A解析：MQTT协议是物联网场景下常用的轻量级发布订阅通信协议，适合PLC上传数据到云端，其余选项均为本地现场总线协议，因此A正确。二、多项选择题参考答案1.ABDE解析：结构化编程的优势主要集中在开发效率、可维护性、可复用性方面，相同逻辑下结构化程序与线性程序执行速度差异极小，不会出现结构化程序远快于线性程序的情况，因此C错误，ABDE正确。2.ABC解析：PROFINET标准通信等级分为TCP/IP标准通信、RT实时通信、IRT等时实时通信三类，因此ABC正确。3.ABCE解析：安全输出必须由安全PLC的独立安全逻辑控制，不能复用普通PLC的非安全逻辑，否则无法满足安全等级要求，因此D错误，ABCE正确。4.ABCD解析：PLC扫描周期通常为ms级，模拟量转换误差为精度误差，扫描周期不会对转换结果产生可观测的误差影响，因此E错误，ABCD都是模拟量转换误差的常见来源，正确。5.ACDE扫描周期长度随用户程序执行路径变化，中断触发、条件分支调用功能块都会改变扫描周期长度，不是固定值，因此B错误，ACDE描述正确。6.ACE解析：积分时间I越小，积分作用越强，消除静差速度越快，因此B错误；比例系数P为0时，控制输出不随偏差变化，无法实现闭环控制，因此D错误，ACE描述正确。7.ACDE解析：冗余系统需要额外配置冗余硬件、编写冗余逻辑，成本和开发难度都高于单PLC系统，因此B错误，ACDE描述正确。8.ABCE解析：用户程序逻辑检查是通电后联机调试阶段的工作，不是上电前的硬件检查项目，因此D错误，ABCE都是上电前必须完成的安全检查内容，正确。9.ABCDE解析：以上功能码均为Modbus协议的标准功能码，ModbusTCP兼容所有标准Modbus功能码，因此全选。10.ACE解析：SCL语言支持调用各类功能块和组织单元，执行效率与梯形图相当，不存在执行效率更低的问题，因此BD错误，ACE描述正确。三、综合应用编程题参考答案1.（1）I/O变量定义（西门子S7-1200符号命名规范）：输入变量：启动按钮I0.0，停止按钮I0.1，1#皮带过载I0.4，2#皮带过载I0.5，3#皮带过载I0.6，故障复位按钮I0.3；输出变量：1#皮带接触器Q0.0，2#皮带接触器Q0.1，3#皮带接触器Q0.2，运行指示灯Q0.3，故障报警灯Q0.4；中间变量：系统运行允许位M0.0，故障激活位M0.1，启动定时器T32（3s）、T33（2s）、T34（1s），停止定时器T35（4s）、T36（5s）。（2）核心程序逻辑：①故障处理逻辑：任意一台皮带过载信号断开（常闭输入），立即复位系统运行允许位M0.0，置位故障激活位和故障报警输出；只有所有过载信号恢复闭合，且按下复位按钮后，才复位故障激活位和报警输出，置位系统运行允许位。②顺序启动逻辑：启动按钮按下且系统允许运行，启动T32（3s）定时器计时，T32计时到后输出3#皮带运行，同时启动T33（2s）定时器；T33计时到后输出2#皮带运行，同时启动T34（1s）定时器；T34计时到后输出1#皮带运行，点亮运行指示灯。③顺序停止逻辑：停止按钮按下或故障触发，立即复位1#皮带输出，同时启动停止定时器T35（4s）；T35计时到后复位2#皮带输出，同时启动T36（5s）；T36计时到后复位3#皮带输出，熄灭运行指示灯。（3）核心设计要点：符合失效安全设计原则，故障输入采用常闭信号，故障触发立即进入安全停止状态；采用定时器级联触发逻辑，避免多输出逻辑冲突；故障状态锁定，必须人工复位后才能重新启动，防止误启动引发安全事故。本题满分20分，I/O定义占4分，程序逻辑占12分，设计要点占4分。2.（1）I/O变量定义：硬件地址：AI通道IW64，AO通道QW64；变量定义：原始AI数字量`Raw_DI:Int`，实际温度`Actual_Temp:Real`，温度设定值`Set_Temp:Real`，温度偏差`Dev_Temp:Real`，阀门开度`Valve_Opening:Real`，输出AO数字量`Output_DI:Int`；报警变量：低温报警`Low_Temp_Alarm:Bool`，高温报警`High_Temp_Alarm:Bool`，偏差预警`Dev_Warn:Bool`。（2）转换计算公式：S7-120013位AI模块4~20mA对应标准数字量范围为