項(xiàng)目一習(xí)題答案1.PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。2.（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；（2）編程方便，操作性強(qiáng)；（3）功能完善，應(yīng)用靈活；（4）使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便。3.目前，PLC已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電子、機(jī)械制造、汽車(chē)、船舶、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、娛樂(lè)等各行各業(yè)。4.PLC硬件主要由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、I/O接口電路、電源和外部設(shè)備等組成。5.與普通計(jì)算機(jī)一樣，CPU是系統(tǒng)的核心部件，按系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作，完成運(yùn)算和控制任務(wù)。CPU的主要用途如下：①接收從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。②用掃描方式接收輸入設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)（輸入映像寄存器）。③監(jiān)測(cè)和診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和用戶(hù)編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。④執(zhí)行用戶(hù)程序。從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶(hù)指令，完成各種數(shù)據(jù)的運(yùn)算、傳送和存儲(chǔ)等功能。⑤根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，刷新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器狀態(tài)表的內(nèi)容，再經(jīng)過(guò)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。6.開(kāi)關(guān)量I/O接口即開(kāi)關(guān)量輸入接口和開(kāi)關(guān)量輸出接口。（1）開(kāi)關(guān)量輸入接口電路主要用于連接各種開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器等開(kāi)關(guān)型輸入器件，將外部輸入信號(hào)傳入PLC內(nèi)部，供程序處理。按現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)可以接納的電源類(lèi)型不同，開(kāi)關(guān)量輸入接口電路可分為3類(lèi)：直流輸入接口、交流輸入接口和交直流輸入接口。使用時(shí)要根據(jù)輸入信號(hào)的類(lèi)型選擇合適的輸入模塊。（2）開(kāi)關(guān)量輸出接口電路的作用是將PLC的輸出信號(hào)傳送到用戶(hù)開(kāi)關(guān)量輸出設(shè)備。按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類(lèi)不同，PLC的輸出有3種形式，即繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出。其中，晶體管輸出型接口只能接直流負(fù)載，為直流輸出接口；雙向晶閘管輸出型接口只能接交流負(fù)載，為交流輸出接口；繼電器輸出型接口既可接直流負(fù)載，也可接交流負(fù)載，為交直流輸出接口。7.周期掃描過(guò)程包含輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。在輸入采樣階段，PLC首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的各輸入映像寄存器中。在程序執(zhí)行階段，根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，CPU按先左后右、先上后下的步序逐句掃描執(zhí)行語(yǔ)句。在所有指令執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出刷新階段，將輸出映像寄存器中所有輸出繼電器Y的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路使輸出端子向外界發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。8.啟保停結(jié)構(gòu)的PLC內(nèi)部等效電路如下圖所示：9.PLC執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，CPU是按照從上往下、從左往右的順序，一行一行地順序掃描執(zhí)行的，所以說(shuō)PLC是“串行”工作方式。程序運(yùn)行結(jié)果與梯形圖順序有關(guān)，因?yàn)镻LC的程序是按順序掃描執(zhí)行的，例如某一個(gè)軟繼電器的線(xiàn)圈接通，則該線(xiàn)圈的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)并不一定都會(huì)立即動(dòng)作，只有CPU掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。項(xiàng)目二習(xí)題答案1.定時(shí)器地址以“T”開(kāi)頭，編號(hào)范圍為T(mén)0-T255，共256個(gè)定時(shí)器。計(jì)數(shù)器地址以“C”開(kāi)頭，編號(hào)范圍為C0-C255，共256個(gè)計(jì)數(shù)器。定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的地址特性主要體現(xiàn)在固定編號(hào)范圍、專(zhuān)用字存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及依賴(lài)指令觸發(fā)的功能邏輯上，而其他編程元件（如I/Q、V/M）則更靈活，支持多種數(shù)據(jù)格式和尋址方式。2.不同。采用外部常閉觸點(diǎn)。因?yàn)榘踩愿撸敉獠烤€(xiàn)路故障（如斷線(xiàn)），PLC輸入信號(hào)丟失，程序邏輯自動(dòng)觸發(fā)停機(jī)，避免設(shè)備失控。3.觸點(diǎn)串聯(lián)指令可連續(xù)使用多次，無(wú)需特殊起始或結(jié)束指令；電路塊串聯(lián)指令的每個(gè)并聯(lián)電路塊必須以LD/LDI指令開(kāi)頭，每個(gè)電路塊結(jié)束時(shí)必須使用ANB指令連接。觸點(diǎn)并聯(lián)指令直接使用OR/ORI指令，無(wú)需額外指令分隔；電路塊并聯(lián)指令的每個(gè)串聯(lián)電路塊必須以LD/LDI指令開(kāi)頭，每個(gè)塊結(jié)束后必須使用ORB指令連接。4.（a）（b）5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.Q0.1在運(yùn)行10s后接通。因?yàn)镾M0.5為1HZ脈沖，計(jì)數(shù)器C0每1s加1,10s后計(jì)數(shù)到10，C0接通Q0.1。16.（a）（b）17.（a）（b）18.（a）（b）19.20.21.（a）（b）（c）22.23.24.26.28.29.30.項(xiàng)目三習(xí)題答案1.順序功能圖的三要素是步、轉(zhuǎn)換條件、動(dòng)作。有向連線(xiàn)是連接步與轉(zhuǎn)換條件的箭頭線(xiàn)段，用于指示控制流程的走向。2.順序控制繼電器裝載指令SCR，標(biāo)記順序控制段的起始位置，裝載狀態(tài)繼電器S的地址值，激活當(dāng)前步驟；順序控制繼電器轉(zhuǎn)移指令SCRT，實(shí)現(xiàn)步驟間的條件轉(zhuǎn)移，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足時(shí)激活下一步并關(guān)閉當(dāng)前步；順序控制繼電器結(jié)束指令SCRE，標(biāo)識(shí)當(dāng)前SCR段的結(jié)束，必須與SCR指令成對(duì)出現(xiàn)。3.4.（a）并行分支結(jié)構(gòu)LDSM0.1SS0.0,1RS0.1,40LDS0.0=Q0.0AI0.1SS1.1,1SS2.1,1SS3.1,1RS0.0,1LDS1.1=Q0.1AI0.2SS1.2,1RS1.1,1LDS1.2=Q0.2LDS2.1=Q0.3LDS3.1=Q0.4AI0.2SS3.2,1RS3.1,1LDS3.2=Q0.5LDS1.2AS2.1AS3.2AI0.4RS1.2,1RS2.1,1RS3.2,1SS4.0,1LDS4.0=Q0.6AI0.5SS0.0,1RS4.0,1（b）選擇分支結(jié)構(gòu)LDSM0.1SS0.0,1RS0.1,20LDS0.0LPSAI0.1RS0.0,1SS0.1,1LPPAI2.1RS0.0,1SS0.2,1LDS0.1=Q0.1AI0.2RS0.1,1SS0.3,1LDS0.2=Q0.3AI2.2RS0.2,1SS0.3,1LDS0.3=Q0.2AI1.0RS0.3,1SS0.0,15.6.7.8.9.10.11.項(xiàng)目四習(xí)題答案1.滿(mǎn)足“字”數(shù)據(jù)類(lèi)型的軟元件主要包括VW、T、C、AIW、AQW、SW、LW、SMW等。2.32位變量占用4個(gè)字節(jié)（32位）的連續(xù)存儲(chǔ)空間，每個(gè)地址對(duì)應(yīng)1字節(jié)（8位），因此32位數(shù)據(jù)需要4個(gè)連續(xù)地址的字節(jié)組合而成。示例：在PLC的變量存儲(chǔ)器（V區(qū)）中，雙字（DWord）格式的地址如VD0表示由VB0、VB1、VB2、VB3四個(gè)字節(jié)組成。3.I0.0輸入寄存器，1位；VW20變量存儲(chǔ)器，26位；SB4順序控制繼電器，8位；ID0輸入寄存器32位；C2計(jì)數(shù)器，16位；IB4輸入寄存器，8位；MW1輔助繼電器，16位。4.IB0:IB0;SW20:SB20-SB21;MD30:MB30-MB33;QD0:QB0-QB3;MW6:MB6-MB7。5.6.7.8.9.10.起始地址：必須為有效位地址且不越界。復(fù)位位數(shù)（N）：1~255，整數(shù)且不超出存儲(chǔ)區(qū)容量。11.12.略13.14.VW0結(jié)果為1011010110100000,SM1.1為015.16.跳轉(zhuǎn)指令（JMP/LBL）的注意事項(xiàng):JMP和LBL指令必須成對(duì)出現(xiàn)在同一程序塊（如主程序、子程序或中斷程序）內(nèi)，禁止跨程序塊跳轉(zhuǎn)。每個(gè)跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽（LBL）在程序塊內(nèi)必須唯一，不能重復(fù)定義；否則會(huì)導(dǎo)致邏輯混亂或編譯錯(cuò)誤。若跳轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)定時(shí)器或計(jì)數(shù)器正在運(yùn)行，則其當(dāng)前值可能暫停更新，待跳轉(zhuǎn)結(jié)束后繼續(xù)執(zhí)行，具體行為取決于定時(shí)器類(lèi)型。子程序調(diào)用（SBR/CALL）的注意事項(xiàng)：同一子程序被多次調(diào)用時(shí)，其局部變量（L寄存器）會(huì)被同一地址區(qū)域覆蓋，導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂。若子程序內(nèi)部使用了定時(shí)器（如T37）或計(jì)數(shù)器（C0），且同一子程序被多次調(diào)用，會(huì)導(dǎo)致多個(gè)調(diào)用實(shí)例共享同一計(jì)時(shí)器編號(hào)，引發(fā)邏輯錯(cuò)誤，需為每次調(diào)用分配獨(dú)立編號(hào)或通過(guò)參數(shù)傳遞解決。子程序最多支持8層嵌套調(diào)用，超過(guò)此限制可能導(dǎo)致PLC停機(jī)或不可預(yù)測(cè)行為。S7-200SMART最多允許調(diào)用128個(gè)子程序，需合理規(guī)劃程序結(jié)構(gòu)。17.18.項(xiàng)目五習(xí)題答案1.高速脈沖輸出與運(yùn)動(dòng)控制模塊，支持PTO（脈沖串輸出）和PWM（脈寬調(diào)制）模式，可實(shí)現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。信號(hào)板擴(kuò)展模塊，用戶(hù)可靈活擴(kuò)展通信端口（如RS485/RS232）、數(shù)字量I/O通道或模擬量輸入輸出通道，無(wú)需占用額外安裝空間。模擬量模塊，支持模擬量輸入/輸出（如0-10V或4-20mA信號(hào)），用于連接溫度傳感器、壓力變送器或變頻器。2.S_ITR指令用于將模擬量輸入信號(hào)（整數(shù)類(lèi)型）轉(zhuǎn)換為實(shí)際工程值（實(shí)數(shù)類(lèi)型）。例如，將PLC采集的0-27648范圍的數(shù)字量（對(duì)應(yīng)4-20mA或0-10V傳感器信號(hào)）轉(zhuǎn)換為0.0-100.0MPa的壓力值或0.0-500.0℃的溫度值。S_RTI指令用于將實(shí)際的工程值（實(shí)數(shù)類(lèi)型）轉(zhuǎn)換為模擬量輸出的整數(shù)信號(hào)。例如，將0.0-100.0%的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-27648范圍的數(shù)字量，驅(qū)動(dòng)變頻器或閥門(mén)。3.4.參照任務(wù)二的“任務(wù)實(shí)施”。5.項(xiàng)目六習(xí)題答案1.（1）東西向：綠燈（Q0.0）亮6s，綠燈閃3次（亮0.5s滅0.5s），黃燈（Q0.1）亮2s，紅燈（Q0.2）亮11s。（2）北向：紅燈（Q0.5）亮11s，綠燈（Q0.3）亮6s，綠燈閃3次，黃燈（Q0.4）亮2s。2.將任務(wù)三程序中的I0.0用M5.0替換，I0.6用M5.1替換，增加如下所示程序。在屏幕繪制“手動(dòng)回原點(diǎn)”、“啟動(dòng)”按鈕，分別連接“M0.1”、“M0.1”，其他顯示根據(jù)自身需求自由添加。項(xiàng)目七習(xí)題答案1.點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行是指通過(guò)觸發(fā)特定信號(hào)（如端子、按鈕或面板操作）使電機(jī)以預(yù)設(shè)的固定低速短時(shí)間運(yùn)行，常用于設(shè)備調(diào)試、機(jī)械調(diào)整或精準(zhǔn)定位場(chǎng)景。運(yùn)行期間需持續(xù)觸發(fā)信號(hào)，信號(hào)停止則電機(jī)停止。多段速運(yùn)行通過(guò)預(yù)設(shè)多個(gè)固定轉(zhuǎn)速檔位（通常為3-16段），通過(guò)外部數(shù)字量輸入信號(hào)組合（如DI1、DI2、DI3）切換不同速度，適用于周期性或可變負(fù)載的連續(xù)運(yùn)行場(chǎng)景（如傳送帶、攪拌機(jī)）。2.使能M0.0和M0.1啟動(dòng)程序塊；M0.2接通選擇寫(xiě)模式；MW2設(shè)置1120；MD6為20；MW16設(shè)置地址值；設(shè)置如下左圖，仿真如下右圖。同理設(shè)置下降時(shí)間。程序圖仿真圖項(xiàng)目八習(xí)題答案1.靈活性與可編程性提升：（1）邏輯修改無(wú)需硬件改動(dòng)PLC通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)控制邏輯，調(diào)整加工流程或新增功能時(shí)僅需修改程序，無(wú)需重新布線(xiàn)或更換物理繼電器。例如，臥式車(chē)床需新增刀具切換流程時(shí)，傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)需重新設(shè)計(jì)電路，而PLC只需更新梯形圖程序即可。（2）復(fù)雜邏輯實(shí)現(xiàn)能力PLC支持定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)運(yùn)算等高級(jí)功能，可輕松實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)控制、故障聯(lián)鎖保護(hù)等復(fù)雜邏輯，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)的物理觸點(diǎn)限制。例如，C650臥式車(chē)床通過(guò)PLC精確協(xié)調(diào)主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度，提升加工效率。2.在設(shè)計(jì)具有多種工作方式的控制系統(tǒng)時(shí)，需綜合考慮硬件架構(gòu)、軟件邏輯、安全性及擴(kuò)展性等多方面因素。（1）模式劃分與沖突規(guī)避需預(yù)先定義手動(dòng)、自動(dòng)（單周期/連續(xù)）、回原點(diǎn)等模式的觸發(fā)條件與優(yōu)先級(jí)，并通過(guò)硬件開(kāi)關(guān)