《S71200PLC编程及应用技术》试题试卷含答案

《S71200PLC编程及应用技术》试题试卷含答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1.5分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选或未选均无分。1.S7-1200PLC本机集成的数字量输入接口默认的输入类型为（）A.源型B.漏型C.混合型D.交流型2.使用TIAPortal博途软件对S7-1200PLC进行编程开发时，以下不属于S7-1200PLC标准程序块类型的是（）A.组织块（OB）B.功能块（FB）C.功能（FC）D.状态块（SB）3.S7-1200PLC中，用于标识过程映像输入区的标识符是（）A.IB.QC.PID.PQ4.当S7-1200PLC需要调用中断功能，处理优先等级高于主循环的事件时，需要使用的组织块类型是（）A.主循环组织块OB1B.启动组织块OB100C.中断组织块D.错误处理组织块5.S7-1200PLC的位存储器标志区的标识符是（）A.VB.MC.LD.DB6.在S7-1200PLC编程中，以下哪种数据类型占用的存储空间为1个字节（8位）（）A.BoolB.IntC.ByteD.DWord7.S7-1200PLC支持的通信协议中，用于实现PLC与HMI、PLC之间高速通信，默认集成在CPU本体以太网接口的协议是（）A.PROFINETB.PROFIBUS-DPC.MODBUSRTUD.CANopen8.在TIA博途的S7-1200编程中，要实现接通延时定时器功能，常用的定时器指令是（）A.TOFB.TPC.TOND.TONR9.S7-1200PLC中，保持型继电器（即使PLC掉电后数据也能保持）的位存储区，默认情况下以下哪个区域可以设置保持性（）A.只能是DB块B.M区、DB块都可以设置C.只能是M区D.I区、Q区可以设置10.当需要在S7-1200中创建带有独立背景数据块的可重复调用程序块时，应当创建哪种程序块（）A.OBB.FBC.FCD.DB11.S7-1200PLC中，外设输入区PIW的访问，主要用于以下哪种场景（）A.访问本机集成的数字量输入B.访问扩展模块的模拟量输入，不经过过程映像刷新C.访问扩展模块的模拟量输出，不经过过程映像刷新D.访问位存储区的中间变量12.在S7-1200的比较指令中，用于判断两个整数是否相等的指令是（）A.CMP==IB.CMP>IC.CMP<>ID.CMP>=I13.S7-1200PLCCPU本体的以太网接口默认的IP地址，出厂设置一般为（）A.B.C.00D.14.以下关于S7-1200PLC运动控制功能的描述，错误的是（）A.S7-1200CPU本体可以输出脉冲，驱动步进电机或伺服电机B.S7-1200自带运动控制指令，不需要额外授权即可使用C.S7-1200最多只能支持1轴运动控制D.S7-1200可以实现绝对定位、相对定位、点动等运动控制功能15.在S7-1200PLC编程中，上升沿检测指令的作用是（）A.检测到输入信号的下降沿时输出一个扫描周期的高电平B.检测到输入信号的上升沿时输出一个扫描周期的高电平C.保持输出信号不变D.翻转输出信号16.当S7-1200PLC进行上电进入运行模式后，首先执行的组织块是（）A.OB1B.OB100启动组织块C.OB121编程错误中断D.任意组织块17.以下关于S7-1200PLC全局数据块和背景数据块的描述，正确的是（）A.背景数据块是专门存储全局共享数据，由用户手动创建B.全局数据块是自动生成，对应FB块的参数和静态变量C.全局数据块用于存储用户程序的全局变量，可以被所有程序块访问D.背景数据块不能设置保持性18.在S7-1200PLC中，要实现将一个整数INT转换为双整数DINT，使用的转换指令是（）A.I_DIB.DI_RC.B_ID.I_BCD19.S7-1200PLC中，高速计数器HSC的主要作用是（）A.实现普通定时器的计数功能B.计数比PLC扫描频率更高的脉冲信号，测量转速、位置等C.实现高速输出脉冲D.处理普通数字量输入的计数20.当使用MODBUSTCP通信在S7-1200作为服务器时，默认的通信端口号是（）A.502B.102C.8080D.80二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内，错选、多选、少选或未选均无分。1.以下属于S7-1200PLC可以扩展的模块类型有（）A.数字量输入输出模块B.模拟量输入输出模块C.通信模块D.工艺模块E.电源模块2.S7-1200PLC中，OB块按照功能可以分为哪几类（）A.启动类OBB.主循环类OBC.中断类OBD.错误处理类OBE.数据存储类OB3.以下关于S7-1200PLC中FB和FC的描述，正确的有（）A.FB块带有独立的背景数据块，FC块不需要背景数据块B.FB块的静态变量会存储在背景数据块中，掉电可以保持，FC块没有静态变量C.FB和FC都可以实现参数化，方便重复调用D.FC块只能用来编写逻辑程序，不能处理数据E.FB块不能调用其他FB块，FC块可以调用4.S7-1200PLC可以实现的工艺功能包括以下哪些（）A.脉冲输出运动控制B.PID工艺控制C.高速计数D.凸轮同步E.工业机器人整机控制5.在TIA博途软件中，对S7-1200PLC可以完成的操作有（）A.硬件组态配置B.程序编写调试C.通信参数设置D.运动控制组态E.PID参数自整定三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）正确的打“√”，错误的打“×”，请将答案填写在题后的括号内。1.S7-1200PLC只能使用TIAPortal博途软件进行编程，不能使用STEP7V5.x编程。（）2.S7-1200PLC的过程映像区会在每个扫描周期开始时刷新输入，结束时刷新输出。（）3.背景数据块中的数据是对应FB块的参数和静态变量，用户不能直接修改背景数据块的结构。（）4.S7-1200PLC的M区所有地址都默认是掉电保持的，不需要额外设置。（）5.接通延时定时器TON的作用是当输入端接通后，延时设定时间到后输出端接通。（）6.S7-1200PLC不支持PROFINETIO通信，只能支持普通以太网通信。（）7.中断组织块的优先级高于主循环OB1，中断事件触发时，PLC会暂停当前程序，优先执行中断组织块。（）8.在S7-1200中，标识符DB就是数据块，用于存储用户程序的变量数据。（）9.PID指令在S7-1200中属于工艺指令，需要调用专门的PID工艺对象来使用。（）10.S7-1200PLC的RS485通信模块必须调用MODBUSRTU指令库才能实现MODBUSRTU通信。（）四、简答题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.请简述S7-1200PLC程序扫描工作的三个主要阶段，以及每个阶段的主要工作内容。2.请说明S7-1200PLC中FB块和FC块的核心区别，分别说明各自的适用场景。五、综合应用题（本大题共1小题，共20分）某小型传送带生产线要求使用S7-1200PLC控制一台传送带电机，控制要求如下：（1）系统配置启动按钮SB1（输入地址分配范围I0.0）、停止按钮SB2（输入地址分配范围I0.1），电机接触器KM输出地址分配范围Q0.0；（2）按下启动按钮SB1后，传送带延时5秒自动启动，按下停止按钮SB2后，传送带立即停止运行；（3）增加过载保护功能，热继电器FR触点接数字量输入，热继电器过载动作（常闭触点断开）后，传送带立即停止，同时蜂鸣器HA（输出地址Q0.1）触发报警；（4）要求报警触发后，必须按下复位按钮SB3（输入地址I0.3）才能解除报警，允许重新启动电机。请根据上述控制要求，完成以下任务：（1）完成完整的I/O地址分配，说明每个输入输出对应的功能（4分）；（2）画出控制程序的顺序功能图（6分）；（3）编写符合要求的S7-1200控制程序，可采用梯形图逻辑描述或指令逻辑说明（10分）。参考答案一、单项选择题参考答案1.B解析：S7-1200PLC本机集成的数字量输入默认设置为漏型输入，可通过硬件配置修改为源型输入，适配不同类型的传感器输出。2.D解析：S7-1200PLC的标准程序块包括组织块OB、功能块FB、功能FC和数据块DB，不存在状态块SB这种标准程序块类型。3.A解析：过程映像输入区标识符为I，过程映像输出区为Q，直接外设输入为PI，直接外设输出为PQ，需要区分过程映像访问和直接外设访问的差异。4.C解析：中断组织块用于处理各类优先级高于主循环的中断事件，包括硬件中断、时间中断等，触发后会打断当前程序执行，优先执行中断处理程序。5.B解析：S7-1200中位存储器标志区的标识符为M，局部变量存储区为L，数据块存储区为DB，V存储区是S7-200系列的命名方式。6.C解析：Bool类型占1位存储空间，Int类型占2字节（16位），Byte占1字节（8位），DWord占4字节（32位）。7.A解析：PROFINET是S7-1200CPU本体以太网默认支持的高速工业以太网通信协议，用于HMI、PLC之间以及分布式IO设备通信，是S7-1200的核心通信协议。8.C解析：TON为接通延时定时器，TP为脉冲定时器，TOF为断开延时定时器，TONR为保持型接通延时定时器，不同定时器适配不同计时场景。9.B解析：S7-1200PLC中，M存储区和DB块都可以灵活设置地址范围的保持性，掉电后可保留数据，I、Q区过程映像不需要设置保持性。10.B解析：FB块是带背景数据块的功能块，创建FB时会自动生成对应的背景数据块，用于存储FB的参数和静态变量，支持多次重复调用。11.B解析：PI是外设输入区，PIW是16位外设输入，主要用于直接访问扩展模块的模拟量输入，不经过过程映像刷新，实时性更高，适合对响应速度要求高的模拟量采集场景。12.A解析：CMP==I是整数相等比较，CMP<>I是整数不相等比较，CMP>I是整数大于比较，CMP>=I是整数大于等于比较。13.C解析：西门子S7-1200PLC出厂默认IP地址为00，子网掩码默认，用户可根据组网需求修改。14.C解析：S7-1200PLC不同CPU型号最多可支持2到8轴的脉冲输出运动控制，并非仅支持1轴，可满足多轴简单运动控制需求。15.B解析：上升沿检测指令在检测到输入信号从0到1的跳变（上升沿）时，输出一个扫描周期的高电平，常用于触发单次动作，比如按钮按下触发启动。16.B解析：S7-1200PLC上电进入运行模式后，首先执行一次启动组织块OB100，完成用户初始化操作后，才开始循环执行主循环组织块OB1。17.C解析：全局数据块由用户手动创建，专门存储全局共享数据，所有程序块都可以访问；背景数据块对应FB块自动生成，存储FB的参数和静态变量，两者都可以灵活设置保持性。18.A解析：I_DI是INT转DINT指令，DI_R是双整数转浮点数指令，B_I是字节转整数指令，I_BCD是整数转BCD码指令。19.B解析：高速计数器HSC可以捕获频率远高于PLC扫描周期的脉冲信号，用于转速测量、位置计数、增量编码器位置检测等工业场景。20.A解析：MODBUSTCP协议默认端口号为502，S7通信协议默认端口号为102，HTTP默认端口为80。二、多项选择题参考答案1.ABCD解析：S7-1200PLC的电源由CPU本体集成电源或导轨专用系统电源供电，不需要用户额外扩展独立电源模块，可扩展数字量IO模块、模拟量IO模块、通信模块、工艺模块等类型。2.ABCD解析：数据存储功能由DB数据块实现，不属于OB块的功能分类，OB按功能可分为启动OB、主循环OB、中断OB、错误处理OB四类。3.ABC解析：FB和FC都可以处理各类数据，也都可以调用其他程序块，因此DE选项描述错误；ABC描述正确：FB自带背景数据块，拥有静态变量，可实现数据掉电保持，FC无背景数据块和静态变量，两者都支持参数化，可重复调用。4.ABCD解析：S7-1200PLC标准配置下，可以实现脉冲输出运动控制、PID闭环控制、高速计数、凸轮同步等工艺功能，整机工业机器人控制需要更高性能的专用控制器或高端PLC，不属于S7-1200的标准工艺功能。5.ABCDE解析：TIA博途是全集成自动化开发平台，支持S7-1200从硬件组态、编程调试、通信参数设置、运动控制组态到PID参数自整定的全流程开发调试操作。三、判断题参考答案1.√解析：S7-1200是博途平台推出的PLC产品，仅支持TIAPortal博途软件编程，不支持老版本的STEP7V5.x开发软件。2.√解析：S7-1200采用循环扫描工作机制，每个扫描周期分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，输入采样阶段统一刷新过程映像输入区，输出刷新阶段统一更新过程映像输出区到物理端子。3.√解析：背景数据块的结构由对应FB块的接口参数自动生成，用户不能直接修改背景数据块的结构，修改FB接口后背景数据块结构会自动更新。4.×解析：S7-1200PLC的M区默认只有低地址的部分空间是掉电保持，需要用户手动设置保持性的地址范围，并不是所有M地址默认都支持掉电保持。5.√解析：接通延时定时器TON的逻辑为：输入端接通后开始计时，计时时间达到设定值后输出端接通，输入端断开后输出立即复位，符合描述。6.×解析：S7-1200PLC本体以太网接口原生支持PROFINETIO通信，可作为IO控制器或IO设备使用，支持分布式IO组态。7.√解析：S7-1200的中断组织块优先级高于主循环OB1，当对应的中断事件触发时，PLC会立即暂停当前执行的程序，保存断点后优先执行中断组织块，执行完成后返回断点继续执行原程序。8.√解析：DB是S7-1200PLC的数据块标识符，专门用于存储程序运行过程中的变量数据，分为全局数据块和背景数据块两类。9.√解析：S7-1200的PID控制通过工艺对象实现，需要在博途中创建PID工艺对象，调用对应的PID指令块，支持自动参数自整定功能。10.√解析：S7-1200扩展RS485通信模块后，要实现MODBUSRTU通信，需要调用西门子官方提供的MODBUSRTU指令块，完成串口配置和数据收发处理。四、简答题参考答案1.S7-1200PLC采用循环扫描的工作方式，一个完整的扫描周期分为三个主要阶段，各阶段工作内容如下：（1）输入采样阶段：PLC在每个扫描周期的开始，会将所有外部输入端子的当前状态一次性读取到过程映像输入区中刷新存储，在接下来的程序执行阶段，无论外部输入信号状态如何变化，过程映像输入区的状态保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才会更新。该阶段保证了程序执行过程中输入状态的一致性，避免逻辑混乱。（3分）（2）程序执行阶段：PLC按照从上到下、从左到右的顺序依次执行用户编写的程序逻辑，根据过程映像输入区和其他存储区的变量状态进行逻辑运算，将运算结果写入对应的过程映像输出区或其他存储区中，更新对应变量的状态。（3分）（3）输出刷新阶段：程序执行完成后，PLC将过程映像输出区中存储的所有输出变量状态一次性传输到物理输出端子，驱动外部执行机构完成输出更新，之后进入下一个扫描周期，重复上述三个阶段，直到PLC切换到停止模式，扫描过程停止。（4分）2.S7-1200PLC中FB块和FC块的核心区别，以及适用场景如下：核心区别：（1）数据存储方式不同：FB块自带独立的背景数据块，FB的接口参数、静态变量都存储在对应的背景数据块中；FC块没有背景数据块，FC的参数仅通过临时局部存储区传递，没有静态变量。（2分）（2）掉电保持性不同：FB块的参数和静态变量存储在背景数据块中，可以灵活设置为掉电保持，PLC掉电重启后数据依然保留；FC块没有静态变量，参数仅在调用时临时存储，无法实现掉电保持。（2分）（3）数据独立性不同：FB块每次调用可以分配独立的背景数据块，多个同一FB块的调用之间数据相互独立，不会互相干扰；FC块没有独立存储区，调用时参数需要每次传递，若参数处理不当容易出现数据冲突。（2分）适用场景：FB块适用于需要保存运行状态数据、需要重复调用的功能，比如多个同规格电机控制、多回路PID控制、多轴运动控制功能，每个设备调用一个FB块，各自的数据独立，方便程序的模块化管理和维护；FC块适用于不需要保存状态，仅完成特定逻辑运算或处理，一次执行后不需要保留中间数据的功能，比如通用数据转换、固定逻辑运算子程序，或者不需要保持状态的通用功能模块，调用灵活，不占用额外的存储资源。（4分）五、综合应用题参考答案（1）完整I/O地址分配如下：输入：I0.0：启动按钮SB1，常开触点，按下接通；I0.1：停止按钮SB2，常开触点，按下接通；I0.2：热继电器FR，常闭触点，正常运行时接通（输入为1），过载动作时断开（输入为0）；I0.3：复位按钮SB3，常开触点，按下接通；输出：Q0.0：电机接触器KM，接通后电机运行，断开后电机停止；Q0.1：报警蜂鸣器HA，接通后触发报警，断开后停止报警。（4分，错一个功能扣1分，扣完为止）（2）顺序功能图设计：①初始步：系统上电后进入初始步S0，Q0.0=0，Q0.1=0，报警标志M0.0=0，电机停止，报警未触发；②转换条件：初始步下满足转换条件I0.0上升沿∧I0.2=1∧M0.0=