《S7-1200-PLC-编程及应用技术》试题试卷及答案

《S7-1200-PLC-编程及应用技术》试题试卷及答案一、选择题（共15题，每题2分，共30分）1.S7-1200PLC的CPU模块中，下列哪项不属于其集成的数字量I/O点数？（）A.14输入/10输出B.8输入/6输出C.12输入/8输出D.16输入/12输出答案：D解析：S7-1200系列CPU（如1211C、1212C、1214C）的集成I/O点数范围为6输入/4输出至14输入/10输出，16输入/12输出需通过扩展模块实现。2.在TIAPortal软件中，创建S7-1200项目时，首先需要选择的是（）A.编程语言B.CPU型号C.网络拓扑D.数据块类型答案：B解析：项目创建的第一步是选择具体的CPU型号，以匹配硬件配置，后续才能进行编程语言选择和程序设计。3.S7-1200PLC的编程语言不包括（）A.梯形图（LAD）B.结构化文本（ST）C.功能块图（FBD）D.汇编语言（ASM）答案：D解析：S7-1200支持LAD、FBD、ST、SCL等标准化编程语言，不支持汇编语言。4.下列哪种数据类型用于存储16位有符号整数？（）A.BOOLB.INTC.DINTD.REAL答案：B解析：INT为16位有符号整数（-32768~32767），DINT为32位有符号整数，REAL为32位浮点数，BOOL为布尔型。5.S7-1200的过程映像区（ProcessImage）刷新方式默认是（）A.仅在OB1执行前刷新输入B.仅在OB1执行后刷新输出C.输入在OB1开始时刷新，输出在OB1结束时刷新D.实时刷新答案：C解析：默认情况下，S7-1200在OB1执行前刷新输入映像区，执行结束后刷新输出映像区，确保程序执行期间I/O状态稳定。6.定时器指令TON的作用是（）A.延时断开B.延时接通C.保持型延时接通D.脉冲输出答案：B解析：TON（接通延时定时器）在输入信号为ON时开始计时，达到设定时间后输出为ON；TOF为断开延时，TONR为保持型接通延时。7.下列哪种组织块（OB）用于处理循环中断？（）A.OB1B.OB35C.OB100D.OB82答案：B解析：OB35为循环中断组织块，可设置固定间隔（如100ms）执行；OB1为主循环组织块；OB100为启动组织块；OB82为诊断中断组织块。8.在S7-1200中，全局数据块（DB）与背景数据块（InstanceDB）的区别是（）A.全局DB可被所有OB、FC、FB访问，背景DB仅被特定FB调用时使用B.背景DB可被所有程序访问，全局DB仅被特定FB使用C.两者无本质区别，可互换使用D.全局DB存储临时数据，背景DB存储永久数据答案：A解析：全局DB是独立的数据块，可被所有逻辑块访问；背景DB是功能块（FB）的实例数据存储区，与FB一一对应，仅在FB调用时生效。9.PROFINETIO中，设备名称的格式正确的是（）A.PLC-1214CB.192.168.0.1C.PN-Device-001D.SIMATIC-1200/IO1答案：C解析：PROFINET设备名称需符合DNS命名规则，由字母、数字、连字符组成，如“PN-Device-001”；IP地址（B选项）是网络层地址，非设备名称。10.S7-1200的模拟量输入模块SM1231AI4xI13bit的分辨率是（）A.8位B.10位C.13位D.16位答案：C解析：模块型号中“13bit”直接表示其模拟量输入分辨率为13位（含符号位）。11.下列哪项操作可以实现S7-1200与HMI的通信？（）A.仅通过PROFIBUS-DPB.通过PROFINET或MPIC.通过USB或以太网D.必须使用专用通信模块答案：C解析：S7-1200集成以太网接口，可通过PROFINET（以太网）与HMI通信；部分型号支持USB-PPI电缆临时调试，但主流方式为以太网。12.在梯形图编程中，常闭触点的表示符号是（）A.─□─B.─┬─C.─○─D.─┴─答案：C解析：─□─为常开触点，─○─为常闭触点，─┬─和─┴─为线圈输出符号。13.S7-1200的CPU运行模式不包括（）A.RUN模式B.STOP模式C.ERROR模式D.CONFIG模式答案：D解析：CPU基本运行模式包括RUN（运行）、STOP（停止）、ERROR（错误），CONFIG模式为配置模式，不属于常规运行模式。14.计数器CTU的当前计数值达到预设值时，其输出状态为（）A.ON，且计数停止B.ON，继续计数C.OFF，计数停止D.OFF，继续计数答案：A解析：CTU（增计数器）在计数输入端（CU）信号上升沿计数，当前值达到预设值（PV）时，输出Q为ON，计数停止；需复位信号（R）复位。15.TIAPortal中，“编译”功能的作用是（）A.将程序下载到PLCB.检查程序语法错误并生成机器代码C.备份项目文件D.监控程序运行状态答案：B解析：编译的主要作用是语法检查和代码生成，确保程序无语法错误并转换为PLC可执行的机器语言；下载（A）是编译后的操作，监控（D）是运行时功能。二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.S7-1200PLC的电源模块输出电压为________VDC。答案：24解析：S7-1200电源模块（如PS1207）通常输出24VDC，为CPU及扩展模块供电。2.结构化文本（ST）编程中，赋值语句的运算符是________。答案：:=解析：ST语言中，“:=”为赋值运算符，如“MW0:=100;”表示将100赋值给MW0。3.S7-1200的数字量输入模块默认采用________输入方式（漏型/源型）。答案：漏型解析：S7-1200数字量输入模块默认支持漏型输入（NPN型传感器），部分模块可通过DIP开关切换为源型（PNP型）。4.功能块（FB）的输入参数用________关键字定义，输出参数用________关键字定义。答案：VAR_INPUT；VAR_OUTPUT解析：FB的参数声明区中，VAR_INPUT定义输入参数，VAR_OUTPUT定义输出参数，VAR定义内部变量。5.PLC的工作过程分为输入采样、________、输出刷新三个阶段。答案：程序执行解析：PLC循环扫描过程包括：输入采样（读取输入信号到映像区）、程序执行（按逻辑运算结果更新内部变量）、输出刷新（将输出映像区数据写入物理输出点）。6.S7-1200中，定时器的时间基准有1ms、________、100ms三种。答案：10ms解析：S7-1200定时器时基等级为1ms（TON_TIMER）、10ms（TON_TIMER_10MS）、100ms（TON_TIMER_100MS），决定计时精度。7.PROFINET通信中，用于设备与控制器之间实时数据交换的协议是________。答案：PROFINETIO解析：PROFINETIO是基于工业以太网的实时通信协议，用于控制器（如PLC）与IO设备（如远程模块、驱动器）之间的数据交换。8.模拟量输入模块将4-20mA电流信号转换为________范围内的数字量。答案：0-27648解析：S7-1200模拟量模块默认将4-20mA电流信号线性转换为0-27648的数字量（13位分辨率时），0mA对应0，20mA对应27648。9.组织块OB100在PLC________时执行一次。答案：上电启动（或从STOP模式切换到RUN模式）解析：OB100为启动组织块，仅在PLC上电或从STOP→RUN切换时执行一次，用于初始化参数。10.在TIAPortal中，使用________工具可以监控程序中变量的实时值。答案：变量表（或“监控表”）解析：变量表（VariableTable）用于定义需监控的变量地址及格式，在线模式下可实时显示和修改变量值。三、判断题（共10题，每题1分，共10分，正确的打√，错误的打×）1.S7-1200PLC的CPU模块必须配合扩展模块才能工作。（）答案：×解析：S7-1200CPU集成了数字量I/O，可独立工作；扩展模块仅用于增加I/O点数或特殊功能（如模拟量、通信）。2.梯形图（LAD）编程中，线圈必须放在逻辑行的最右侧。（）答案：√解析：梯形图遵循“从左到右、从上到下”的原则，线圈作为输出元件，需置于逻辑行末端。3.数据块（DB）中的数据在PLC断电后会丢失。（）答案：×解析：全局DB和背景DB默认具有掉电保持功能（可在属性中设置），数据断电后不丢失；临时局部数据（L区）断电丢失。4.S7-1200支持多任务处理，可同时执行多个组织块。（）答案：√解析：S7-1200支持优先级中断机制，可同时处理OB1（循环）、OB35（循环中断）、OB100（启动）等不同组织块。5.定时器TONR的当前值在输入信号断开后会自动复位。（）答案：×解析：TONR（保持型接通延时定时器）在输入信号断开后当前值保持，需通过复位信号（R）手动复位。6.模拟量输入模块的分辨率越高，测量精度越高。（）答案：√解析：分辨率表示模拟量信号转换为数字量的细分程度，分辨率越高（如16位比13位），可识别的信号变化越小，精度越高。7.PROFINET的通信速率固定为100Mbps。（）答案：×解析：PROFINET支持自适应速率（10/100Mbps），默认工作在100Mbps全双工模式。8.在ST语言中，“IF...THEN...ELSE”结构用于实现条件判断。（）答案：√解析：ST语言中，条件分支结构通过“IF条件THEN语句；ELSE语句；END_IF;”实现。9.S7-1200的CPU1214C最多可扩展8个信号模块。（）答案：√解析：S7-1200CPU1214C支持最多8个扩展模块（信号模块或通信模块），1211C支持2个，1212C支持4个。10.所有组织块（OB）的优先级都相同。（）答案：×解析：不同OB具有不同优先级（如OB100优先级最低，错误处理OB优先级最高），高优先级OB可中断低优先级OB的执行。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述S7-1200PLC的主要组成部分及其功能。答案：S7-1200主要由以下部分组成：（1）CPU模块：核心部件，负责程序执行、数据处理、I/O控制及通信管理，集成数字量I/O和以太网接口。（2）电源模块（PS）：将AC220V转换为DC24V，为CPU及扩展模块供电。（3）信号模块（SM）：包括数字量输入/输出模块（DI/DO）、模拟量输入/输出模块（AI/AO），用于扩展I/O点数，实现外部信号的采集与控制。（4）通信模块（CM）：如PROFIBUS-DP模块、RS485模块等，扩展PLC的通信接口，实现与其他设备（如HMI、变频器）的通信。（5）存储卡（SD卡）：用于程序存储、数据备份及固件升级。2.解释PLC的循环扫描工作原理，并说明其对程序执行的影响。答案：PLC循环扫描工作原理是指PLC按照固定顺序重复执行以下过程：（1）输入采样阶段：读取所有数字量输入信号的状态，并将其存入输入映像区，此时输入信号的变化不会影响当前扫描周期的程序执行。（2）程序执行阶段：按从上到下、从左到右的顺序执行用户程序，根据输入映像区和内部寄存器的数据进行逻辑运算，结果存入输出映像区或内部变量。（3）输出刷新阶段：将输出映像区的结果写入物理输出端子，驱动外部设备。影响：①程序执行期间输入状态保持不变，避免信号波动导致逻辑错误；②输出信号仅在扫描周期结束时更新，存在一定响应延迟（扫描周期通常为毫秒级）；③需合理设计程序结构，避免扫描周期过长影响实时性。3.比较定时器TON、TOF、TONR的功能及应用场景。答案：（1）TON（接通延时定时器）：输入信号为ON时开始计时，达到预设时间后输出为ON；输入OFF时计时复位，输出OFF。应用场景：需延时启动的场合，如电机启动前的预警灯延时点亮。（2）TOF（断开延时定时器）：输入信号为ON时输出立即ON；输入OFF时开始计时，达到预设时间后输出OFF。应用场景：需延时停止的场合，如设备停机后散热风扇延时关闭。（3）TONR（保持型接通延时定时器）：输入ON时计时，输入OFF时计时暂停（当前值保持）；再次输入ON时继续计时，达到预设时间后输出ON；需复位信号（R）清除当前值。应用场景：累计计时场合，如设备运行时间统计（非连续工作时）。4.简述数据块（DB）在S7-1200中的作用，并说明全局DB与背景DB的区别。答案：数据块（DB）的作用：用于存储用户程序中的变量数据，实现数据的共享与管理，是PLC内部数据存储的主要方式。区别：（1）全局DB：独立创建的数据块，可被所有组织块（OB）、功能（FC）、功能块（FB）访问，变量需手动定义，适用于全局共享数据（如生产计数、系统参数）。（2）背景DB：由FB调用时自动生成，与FB一一对应，存储FB的输入/输出参数及内部变量，仅在调用该FB时有效，适用于FB的实例化数据（如多个电机控制FB的独立参数）。5.说明使用TIAPortal软件进行S7-1200项目开发的基本步骤。答案：基本步骤如下：（1）创建新项目：启动TIAPortal，选择“创建新项目”，输入项目名称和存储路径。（2）添加设备：在项目树中选择“添加新设备”，选择S7-1200CPU型号（如1214CDC/DC/DC），完成硬件配置。（3）硬件组态：根据实际需求添加扩展模块（如SM1231AI、SM1222DO），设置模块地址及参数（如模拟量量程、数字量输入类型）。（4）网络配置：配置PROFINET网络，分配设备名称和IP地址（如CPU的IP为192.168.0.1）。（5）程序设计：创建组织块（如OB1），选择编程语言（LAD/FBD/ST），编写控制逻辑（如定时器、计数器、逻辑运算）。（6）编译与下载：对项目进行编译（检查语法错误），通过以太网或USB将程序下载到PLC。（7）在线监控与调试：建立在线连接，使用变量表监控数据，通过强制功能或修改程序调试逻辑。五、论述题（共1题，20分）结合S7-1200PLC的特点，设计一个基于PLC的自动上料控制系统，要求如下：（1）控制对象：传送带电机M1（负责送料）、推料气缸Y1（负责将物料推至加工位）；（2）输入信号：启动按钮SB1（I0.0）、停止按钮SB2（I0.1）、物料检测传感器S1（I0.2，有物料时为ON）、加工位到位传感器S2（I0.3，物料到位时为ON）；（3）控制要求：①按下SB1，系统启动，M1运行，开始送料；②当S1检测到物料时，M1停止，延时2秒后Y1伸出（推料）；③Y1伸出后，若S2检测到物料到位，延时1秒后Y1缩回；④Y1缩回后，M1重新启动送料，循环执行；⑤按下SB2，系统停止，所有输出复位。请完成以下任务：（1）画出I/O分配表；（2）写出控制逻辑（可使用梯形图或语句表描述核心逻辑）；（3）说明程序设计中需要注意的关键问题。答案：（1）I/O分配表信号类型符号地址说明输入SB1I0.0启动按钮（常开）输入SB2I0.1停止按钮（常闭）输入S1I0.2物料检测传感器（有料ON）输入S2I0.3加工位到位传感器（到位ON）输出M1Q0.0传送带电机（ON运行）输出Y1Q0.1推料气缸（ON伸出，OFF缩回）（2）控制