第三章
? PLC有哪些基本组成部分？
1.中央处理器(CPU)2.存储器3.输入/输出单元4.通信接口5.智能接口模块6.编程设备7.电源8.其他外部设备
? PLC控制系统与传统的继电器控制系统有何区别？ 比 较 项 目 控制逻辑 控制速度 定时控制 设计与施工 可靠性与维护 价格
? 梯形图与继电器控制系统存在哪些差异？
1.组成器件不同 继电器控制线路是由许多真正的硬件继电器组成的。而PLC是由许多“软继电器”组成的，这些“继电器”实际上是存储器中的触发器，可以置“0”或置“1”。
2.触点的数量不同 硬继电器的触点数有限，一般只有4至8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限对，因为触发器状态可取用任意次。
3.控制方法不同 继电器控制是通过元件之间的硬接线来实现的，?因此其控制功能就固定在线路中了，因此功能专一，不灵活；而PLC控制是通过软件编程来解决的，只要程序改变，功能可跟着改变，控制很灵活。又因PLC是通过循环扫描工作的，不存在继电器控制线路中的联锁与互锁电路，控制设计大大简化了。
4.工作方式不同 在继电器控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器都处于受制约
继电器控制系统 硬接线多，体积大，连线多 通过触点开关实现控制，动作受继电器硬件限制，通常超过10ms 由时间继电器控制，精度差 设计、施工、调试必须按照顺序进行，周期长 触点寿命短，可靠性和维护性差 低廉 PLC 软逻辑，体积小，接线少，控制灵活 由半导体电路实现控制、指令执行时间段，一般为微秒级 由集成电路的定时器完成，精度高 系统设计完成后，施工与程序设计同时进行，周期短 无触点，寿命长，可靠性高，有自诊断功能 昂贵 状态，该合的合，该断的断。而在PLC的梯形图中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，从客观上看，每个“软继电器”受条件制约，接通时间是短暂的。也就是说继电器在控制的工作方式是并行的，而PLC的工作方式是串行的。 ? PLC的工作原理是什么？简述PLC的扫描工作过程。
工作原理:
1. PLC的工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，
CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始不断循环。
2. PLC的工作原理可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序，对控
制要求进行处理判断，并通过执行用户程序来实现控制任务。 扫描工作过程：
第一部分是上电处理。对PLC系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O 模块配置运行方式检查，停电保持范围设定及其他初始化处理等。
第二部分是主要工作过程。先完成输入处理，其次完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN方式时，完成用户程序的执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。
第三部分是出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否异常或出错。 ? PLC的输入、输出延迟响应时间由哪些因素决定？
1)输入电路的滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。 2)输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。
第四章
? P90
MSB 15 0 MSB 15 14 数据值12位 单极性数据 数据值12位 双极性数据 图
3 0 2 0 1 0 4-17
LSB 0 0 LSB 0 0 2 1 0 0 ?
电压输出和电流输出的分辨率分别为12位和11位。
对于电流输出的数据：其2个字节的存储单元的低4位均为0，最高有效位为0，表示是正值数据。全量程输入范围对应的数字量为0～32000。
对于电压输出的数据：其2个字节的存储单元的低4位均为0，最高有效位是符号位，0表示正值，1表示负值。全量程输入范围对应的数字量为-32000～+32000。 ? 简述S7-200PLC系统的基本构成。
1.基本单元：基本单元（S7-200 CPU模块）也称为主机。 由中央处理单元（CPU）、电源以及数字量输入输出单元组成。这些都被紧凑地安装在
一个独立的装置中。基本单元可以构成一个独立的控制系统。
2.编程设备：编程设备的功能是编制程序、修改程序、测试程序，并将测试合格的程序下载到PLC系统中。
3.通信电缆：主要有三种：PC/PPI通信电缆、RS-232C/PPI多主站通信电缆、USB/PPI多主站通信电缆。
4.人机界面：文本显示器、触摸屏
5.WinCC：为SIMATIC HMI 操作员提供工程软件，从而达到控制和监视设备的目的 ? 数字量输出模块有哪几种类型？各有什么特点？
(1)直流输出模块(晶体管输出方式) 特点：响应速度快
(2)交流输出模块(双向晶闸管输出方式) 特点：启动电流大
(3)交直流输出模块(继电器输出方式)
特点：输出电流大（2A-4A），可带交、直流负载，适应性强，但响应速度慢.
? 用于测量温度（0-99°）的变送器输出信号为4-20mA，模拟量输出模块将0-20mA转化
为数字量0-32000，试求当温度为40°时，转化后得到的二进制数N？
32000?6400N?6400?10?0p 将10改为99，P=40 例题4-1
? 一个由CPU222和扩展模块组成的系统，其数字量和模拟量的首地址分别为I0.0、Q0.0、
I1.0、Q1.0、AIW0、AQW0。试画出该系统的硬件图。
? 37个数字量输入、20个数字量输出、6个模拟量输入、2个模拟量输出
1) CPU主机型号
2) 扩展模块型号和数量
3) 画出主机与各个扩展模块的连接示意图，并进行地址分配 4) 对主机内部的DC5V电源的负载能力进行校验 习题（P94）表4-4
练习：41个数字量输入 30个数字量输出 5个模拟量输入 2个模拟量输出
1. 选择主机和扩展模块；2.验证CPU电源（＋5V）的负载能力；3.编址
第五章
? 作业+各种指令（除堆栈）
? 根据舞台灯光效果的要求，控制红、绿、黄三色灯。
控制要求：红灯先亮，2s后绿灯亮，再过3s后黄灯亮。待红、绿、黄灯全亮3min后，全部熄灭，试用SCR指令设计其控制程序。（P128） ? 闪烁控制程序（P133）
? 多台电动机顺序起动、停止控制程序
如要求三台电动机M1、M2、M3在按下自动起动按钮后顺序起动，起动的顺序为M1→M2→M3，顺序起动的时间间隔为1min，起动完毕，三台电动机正常运行。按下停止按钮后逆序停止，停止的顺序为M3→M2→M1。停止的时间间隔为30s。（P135） ? 定时器有几种类型?各有何特点？与定时器相关的变量有哪些？梯形图中如何表示这些
变量？
S7-200系列PLC的主机有256个定时器T0~T255，分为三种类型，每种类型的时间分辨率（或称为时基/时间增量/时间单位）又分为三种，如下表所示。 (1)接通延时定时器指令TON，用于接通单一间隔定时。
(2)有记忆接通延时定时器指令TONR，用于累计若干个时间间隔。只能用复位指令进行复位操作，使当前值清零。
(3)断开延时定时器指令TOF，用于断开后的单一间隔定时。 定时器类型 时间分辩率/ms 1 接通延时定时器TON 断开延时定时器TOF 10 100 1 有记忆接通延时定时器 TONR 10 100 计时范围/s 0~32.767 0~327.67 0~3276.7 0~32.767 0~327.67 0~3276.7 定时器号 T32，T96 T33～T36，T97～T100 T37～T63，T101～T255 T0，T64 T1～T4，T65～T68 T5～T31，T69～T95 与定时器相关的变量有：
一个16位的当前值寄存器，用以存放计时累计的当前值（INT，最大计时值32767，单位ms或10ms或100ms，取决于时间分辨率）；
一个16位的预设值寄存器，用以存放定时时间的预设值PT（INT）； 一位状态位（BOOL），用以反映定时器的定时时间是否达到的状态，称为定时器位。 使能输入IN，用于控制定时器的工作状态。
? 计数器有几种类型?各有何特点？与定时器相关的变量有哪些？梯形图中如何表示这些
变量？
类型：S7-200系列PLC的计数器指令有两大类：通用计数器指令和高速计数器指令。 通用计数器指令有3种：增计数器指令CTU、减计数器指令CTD和增减计数器指令CTUD。 特点：
(1)增计数器指令CTU
每当增计数输入CU发生一次从OFF到ON的转换（正跳变-上升沿）时，该计数器的当前值就增加1。
如果当前值Cxxx≥预设值PV，则计数器位=ON；否则，计数器位=OFF。
当前值达到预设值后继续计数，计数当前值到最大值（32,767）时，计数器停止。 当复位输入R接通或执行复位指令时，计数器被复位，计数器位=OFF，当前值=0。 (2)增减计数器指令CTUD
利用LD装载预设值。当装载输入LD接通时，计数器复位，计数器位=OFF，当前值=预设值PV。
每当减计数输入CD发生一次从OFF到ON的转换（正跳变-上升沿）时，该计数器的当前值就减1。
计数当前值到0时，计数器停止，计数器位=ON，当前值=0。
利用复位指令复位时，CTD计数器位变为OFF，当前值变为0（教材P131有误）。 (3)减计数器指令CTD
每当增计数输入CU发生一次从OFF到ON的转换时，该计数器的当前值就增1；每当
减计数输入CD发生一次从OFF到ON的转换时，该计数器的当前值就减1。 如果当前值Cxxx≥预设值PV，则计数器位=ON；否则，计数器位=OFF。 当前值达到预设值后继续计数(增或减)。
当增计数达到最大值（32,767）时，在增计数输入端CU的下一个上升沿导致当前计数值绕回到最小值（-32,768）。同样，计数达到最小值（-32,768）时，减计数输入端CD的下一个上升沿会导致当前计数值绕回到最大值（32,767）。所以，CTUD是一个循环计数器，计数范围从-32768~+32767。
当复位输入R接通或执行复位指令时，该计数器被复位。复位时，计数器位=OFF，当前值=0。
与计数器有关的变量及在梯形图中的表示方法： 计数器地址：C0~C255，常数 计数器当前值：C0~C255，INT型 计数器的预设值（PV）：INT型 计数器位：C0~C255，BOOL型
增/减计数信号输入：能流，BOOL型 复位输入：能流，BOOL型 装载信号输入：能流，BOOL型
? 不同分辨率的定时器的当前值是如何刷新的？
见P121
不同分辨率的定时器，它们当前值的刷新时机是不同的，具体情况如下：
1ms分辨率定时器启动后，定时器对1ms的时间间隔（时基信号）进行计时。定时器位和当前值每隔1ms刷新一次，与扫描周期不同步。换句话说，如果扫描周期大于1ms，则在一个扫描周期中定时器位和当前值可能要刷新多次。
10ms分辨率定时器启动后，定时器对10ms的时间间隔进行计时。程序执行时，在每次扫描周期开始对10ms定时器刷新，其方法是以当前值加上累积的10毫秒间隔的数目（自上一次扫描开始算起），所以在一个扫描周期内定时器当前值和定时器位保持不变。
100ms分辨率定时器启动后，定时器对100ms的时间间隔进行计时。只有在执行到这些定时器指令时，这些定时器的当前值才被刷新（当前值加上积累的100毫秒间隔的数目（自前一次扫描开始算起））。
第六章
? 重点：中断，PID ? P194：
题3：用循环移位指令设计一个彩灯控制程序，8路彩灯串按H1→H2→H3→?→H8的
顺序依次点亮，且不断重复循环。各路彩灯之间的间隔时间为0.1s。
答：用PLC输出端点Q0.0~Q0.7分别控制彩灯H1~H8。I0.0接启动按钮开关常开触点，I0.1接停止按钮开关常开触点，控制程序见答案图19。