S7-200可编程控制器原理及应用习题答案

可编程控制器原理及应用

PLC习题解答

（S7-200系列PLC）

第一章 可编程控制器概述

1-1、简述可编程的定义

答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有

逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。 87年新定义：

可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带

有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。

1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？

答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数

据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。 1-3、可编程控制器有哪几种分类方法? 答：按I/O点数分类：

小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点； 按结构分类：整体结构和模块结构； 按用途分类：有通用型和专用型。 1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？

答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更

强、应用更广泛。

第二章 可编程控制器构成原理

２-１ PLC由哪几部分组成？

答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；② 存储器；③ 基本I/O接口电路；④ 接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤ 电源（+24V）。 2-2 PLC的I/O接口电路有哪几种形式?

答：PLC的输入部分，有三种接口电路：① 干结点式；②直流输入式；③ 交流输入式。 PLC的输出部分，有三种接口电路：① 继电器式；② 晶体管式；③ 晶闸管式 输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。 2-3 PLC的主要技术指标有哪些？ 答：PLC的主要技术指标如下：

① Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；

② 存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源； ③ 扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；

④ 可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。 ⑤ 指令系统：要求指令功能丰富；

⑥ 通讯功能：要与其它智能设备之间能够通讯。

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第三章 Ｓ７－２００系列可编程控制器

3-1 S7系列PLC有哪些子系列?

答：西门子公司的S7系列可编程控制器有三个子系列：

① S7-200PLC 属小型机 ② S7-300PLC属中型机 ③ S7-400PLC 属大型机

3-2 CPU22X系列PLC有哪些型号?

答:西门子公司CPU22X系列PLC有如下型号：见表3.1 P12 ① CPU221

② CPU222 ③ CPU224 ④ CPU226 ⑤ CPU226X

3-3 S7-200 PLC有哪些输出方式？各适应什么类型的负载？

答：S7-200PLC输出方式有三大类：继电器输出；晶体管输出、晶闸管。

继电器输出可带电机类电感、电容等负载，晶体管高速输出，也可带电阻性负载。 3-4 CPU22系列PLC的用户程序下载后放在什么存储器中，掉电后是否会丢失？

答：当用户程序下载到ＰＬＣ后，用户程序、CPU组态、配置、程序数据送入RAM存储区、V

寄存器和M寄存器中；下电时又自动将V寄存器和M寄存器的内容拷贝到EEPROM中，永久保存，程序和数据不会丢失。

3-5 S7-200 CPU的一个机器周期分为哪几个阶段?各执行什么操作？ 答： S7-200 CPU的一个机器周期分为5个阶段：

① 读输入阶段，将数字量输入的状态送入输入映像寄存器；对于模拟量输入，需经A/D

转换后送入输入映像寄存器；

② 执行程序，按梯形图（程序）顺序执行、允许对I/O量处理、响应中断。 ③ 处理通信请求，PLC从通信口收/发信息； ④ CPU自诊断。检查硬件故障和I/O状态；

⑤ 写输出，每个扫描周期的结尾，CPU把输出映像寄存器的内容送到对应的输出点上。 3-6 S7-200 CPU有哪些工作模式?在脱机时如何改变工作模式？联机操作时，改变工作模式的

最佳方法是什么？

答：S7-200CPU 有两种工作模式：

① STOP（停止），CPU停止工作，不执行程序，PC机可向PLC下载程序和系统设置；

② RUN （运行），运行用户程序。 脱机时改变工作模式的方法：

① 把PLC工作开关打到“RUN”位置，启动程序运行； ② 把PLC工作开关打到“ＳＴＯＰ”位置，停止程序运行。

③ 把PLC工作开关打到“TERM”位置，暂停。程序暂时停止运行，由软件改变工作状态，在联机时，用STEP7-Micro/Win32 软件设置PLC工作方式，即在“PLC”菜单下，点击“RUN”，

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PLC运行；点击“ＳＴＯＰ”，PLC停止运行。 3-7、S7-200 有哪几种寻址方式? 答：S7-200有三种寻址方式：

①、立即寻址：立即数在指令中以常数出现。例：JMP 20 ②、直接寻址：直接使用存储器或元件地址编号。例：LD I0.1

③、间接寻址：使用地址指针来存取存储器中的数据。例：MOVW ＊AC，AC0

3-8、S7-200PLC 有哪些内部元器件？各元件地址分配和操作数范围怎么定？

答：S7-200 PLC有13种内部元器件，操作数范围按元器件后带字符而定：B、字节；W、字；

D、双字。它们规定了操作数范围。内部元器件如下：

①、I：输入映像寄存器 I0.0-I15.7

②、Q：输出映像寄存器 Q0.0-Q15.7 ③、M：内部标志寄存器 M0.0-M31.7 ④、SM：特殊标志寄存器 SM0.0-.SM179.7 ⑤、S：顺序控制寄存器 S0.0-S31.7 ⑥、V:变量寄存器 VB0-VB10239 ⑦、L：局部变量寄存器 LB0-LB63 ⑧、T：定时器 T0-T255 ⑨、C：计数器 C0-C255 ⑩、AI：模拟量输入映像寄存器 AIW0-AIW62 ⑾、AQ：模拟量输出映像寄存器 AQW0-AQW62 ⑿、AC：累加器 AC0-AC3 ⒀、HC：高速计数器 HC0-HC5

3-9、S7-200PLC有哪几种扩展模块？最大可扩展的I/O地址范围是多大? 答：S7-200 PLC扩展模块有：

①、数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223；

②、模拟量扩展模块：EM231、EM232、EM235； ③、通信模块 ：EM277； ④、现场设备扩展模块：CP243；

最多可扩展7个模块、I/O点可达128点。

3-10、梯形图程序能否转换成语句表程序?所有语句表程序能否转换成梯形图程序？

答：STEP7-Micro/Win32编程软件具有梯形图程序和语句表指令的相互转换功能，也就是梯形图程序能转换成语句表程序；但语句表程序中有些语句不能转换成梯形图：例：END

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第四章、STEP7-Micro/Win32编程软件的安装与使用

4-1、对变化缓慢的输入信号能否采用数字滤波?数字滤波设置的最大延时时间为多少? 答：PLC允许部分或全部主机数字输入量有选择地设置输入滤波器，对输入噪声脉冲干扰进

行抑制。最大滤波延迟时间为12.8ms（范围：0.2-12.8ms），默认延迟时间为6.4ms。对于输入信号变化缓慢或高速变化信号，一般不用数字滤波。

4-2、输入脉冲过窄时（小于一个机器扫描周期），采用什么方法可以不丢失脉冲?

答：当数字量输入脉冲过窄、未保持到输入采样阶段的输入脉冲信号可能会丢失。为克服此

问题，需采用脉冲捕捉功能。脉冲截取后，输入状态的改变被锁存，并保持到下一次输入更新为止。（如图4-10、P40所示）

4-3、编译快捷键的功能是什么？

答：采用“编译快捷键”，会在编译后，可在显示器下方的输出窗口显示编译结果，并能明确

指出出错的网络段，可以根据出错提示对程序进行修改，然后再次编译，直至无误为止。

4-4、简述SIMATIC指令与IEC指令的设置方法。

答：SIMATIC和IEC两指令的设置方法是：拉开工具采单，打开选项目录，在弹出的对话框

中选择指令系统。例如，选择SIMATIC指令、记忆表选国际（不选SIMATIC），即选中了西门子指令系统。选IEC1131-3也用周样方法。

4-5、简述网络段的拷贝方法

答：网络段的复制：将光标拖到网络段，按住左键不放，拖动光标或用SHIFT+上、下移动

键，选择单个或多个网络并变“黑”，然后单击“编辑\\复制”，再移动光标到所需处，再单击“粘帖”即可。

4-6、用帮助系统查找STEP7-Micro/Win32编辑软件主要支持哪些快捷键? 答：该编辑软件的快捷键支持有：

①、F4、弹出触点菜单； ②、F6、弹出线圈下拉菜单； ③、F9、弹出指令合下拉菜单。

4-7、简述系统块配置中脉冲截取位的功能，以及脉冲截取的原理。

答：在系统块界面下、点击“脉冲截取位”标签，进入脉冲捕捉功能选项，如图所示： 7 6 5 4 3 2 1 0

I0 I1 冲捕捉。

在对应选框中的某位点击一下、即该位便设置了脉冲捕捉，否则，系统默认所有点不为脉

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第五章、S7-200系列PLC基本指令

5-1、写出下面梯形图程序对应的语句表指令。

LD I0.0 LD I0.2 O I0.3 A I0.4 OLD A I0.5 = Q0.1 LD I1.0 LPS A I1,1 = Q0.2

LPP

A

5-2、根据下列语句表程序，写出梯形图程序。 答：梯形图程序如下： LD I0.0 AN I0.1 LD I0.2 A I0.3 O I0.4 A I0.5 OLD LPS A I0.6 = Q0.1 LPP A I0.7 = Q0.2 A I1.1 = Q0.3

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I1.2

= Q0.3

5-3、使用置位、复位指令，编写两套电动机（两台）的控制程序，两套控制程序要求如下： ①、启动时，电动机M1先启动，才能启动电动机M2；停止时，电动机M1、M2同时停止。

②、启动时、电动机M1、M2同时启动；停止时，只有在电动机M2停止时，电动机M1才

能停止。

解①、编辑的程序如下：

解②、编辑的程序如下：

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LD I0.0 S Q0.0, 1 TON T37, 50 LD T37 A Q0.0 S Q0.1, 1 LD I0.1 R Q0.0, 1 R Q0.1, 1 LD I0.0 S Q0.0，1 S Q0.1，1 LD I0.1 R Q0.1，1 TON T33，+500 LD T33 R

Q0.0，1

5-4、设计周期为5S，占空比为20％的方波输出信号程序（输出点可以使用Q0.0）.

解：输出方波程序如下：

5-5、编写断电延时5S后，M0.0和Q0.0置位的程序。 解：电延时5S后，M0.0和Q0.0置位的程序如下：

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LD I0.0 LPS A Q0.0 TON T33, +100 LRD A T33 EU R Q0.0, 1 LRD AN Q0.0 TON T34, +400 LPP A T34 EU

S Q0.1, 1

I0.0 TOF T37, +50 R M0.0,1 R Q0.0,1 T37

M0.0, 1 Q0.0, 1

LD

S S

LDN

5-6、运用算术指令完成下列算式的运算：

①、[（100+200）×10]/3 程序如下：

LD MOVW +I MOVW *I MOVW /I

②、计算6

解：6 =EXP [68*LN (6)]

LD LN MOVR *R

结果：AC1 = 1123266021

③、求Sin(65°)的函数值 解：先将65°化为弧度值，然后再求Sin值，程序如下：

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78I0.0 +100, AC0 +200, AC0 AC0, AC1 +10, AC1 AC1, AC2 +3, AC2

I0.0 6, AC0 AC0, AC1 68, AC1

LD MOVR /R *R SIN

I0.0

3.141592, AC0 180.0, AC0 65.0, AC0 AC0, VD10

运行结果：VD0 = 0.90631

5-7、用逻辑操作指令编写一段数据处理程序，将累加器AC0与VW100存储单元数据实现逻

辑与操作，并将运算结果存入累加器AC0中。 解：程序如下：

LD I0.0 LPS

MOV-W 380,AC0 LRD

MOV-W 260,VW100 LPP

MOV-W AC0,AC1 ANDW VW100,AC1 结果 VW300=260

5-8、编写一段程序，将VB100开始的50个字的数据传送到VB1000开始的存储区中。 解：先将VB100开始的50个字赋值，然后才传送。程序如下：

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LD I0.0

FILL 5555,VW100,50 BMB VB100,VB1000,100

5-9、分析寄存器移位和左、右移位指令的区别。

答：?、当移位次数N = 正数，为左移。每个扫描周期，整个寄存器内容全部左移一位： ①、数据从最低位S_Bit移入

②、数据从最高位SMB移出，并送SM1.1

?、当移位次数N = 负数，为右移。每个扫描周期，整个寄存器内容全部右移一位： ①、数据从最高位SMB移入

②、数据从最低位S_Bit移出，并送SM1.1

?、寄存器移位，不论左移、右移，数据再SMB-S_Bit区间移动，其余位不管； ?、最高位的计算公式

ＭＳＢ．ｂ ＝ S?BIT的字节号 ＋

（[N]-1+S-BIT的位号）8 （余数为MSB的位号）

得出：移位后的字节号和MSB.b的位号。 例：S?BIT = V33.4 N = 14 则MSB.b = v33.4 + = v33 +

（[14]-1+4）8

178 =v33 + 2 （余1）[余0则为V35.0，余1则为V35.1] =V35.1

5-10、编写一段程序，将VB0开始的256个字节存储单元清零。 解：程序如下

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LD I0.0 MOV-B 0, VB300 BMB VB300, VB0, 255

5-11、编写出将IW0字节高4位和低4位数据交换。然后，送入定时器T37作为定时器的预置值的程序段。 程序如下：

LD I0.0 MOV-B IB0, VB0 ROL VB0, 4 BTI VB0,VW10 TON T37, VW10 =Q0.0

T37的PT=25600 检验

5-12、写出能循环执行五次程序段的循环体梯形图。 解：梯形图程序如下：

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LD I0.0 MOVW 0, CO FOR CO, 1,5 LD I0.1 FOR CO 1,5 LDW= NEXT

5-13、使用顺序控制程序结构、编写出实现红、黄、绿三种颜色信号灯循环显示程序（要求循环时间间隔为1S），并画出该程序的功能流程图。 解：梯形图程序如下：

LD I0.0

S M0.0, 1 LD I0.0

S S0.0, 1 LSCR S0.0 LD M0.0

S Q0.0, 1 R Q0.1, 1 R Q0.2, 1

TON T37, +20

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C0,5

= Q0.0

LD T37 SCRT S0.1 SCRE LSCR S0.1 LD M0.0 R Q0.0, 1 S Q0.1, 1 R Q0.2, 1 TON T38, +20

LD T38 SCRT S0.2 SCRE LSCR S0.2 LD M0.0 R Q0.0, 1 R Q0.1, 1 S Q0.2, 1 TON T39, +20

LD T39 SCRT S0.0

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SCRE LD I0.2 R M0.0, 1 TON T39 SCRT S0.0 SCRE

LD I0.2 R M0.0, 1

注：1、启动时，I0.0、

I0.1、I0.2为“1”；

2、在输出由Q0.0

到Q0.1转换之间，关闭I0.0、I0.1、I0.2，仍可自动循环。

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5-14、用循环指令编写一段输出控制程序，假设有8个指示灯，从左到右0.5秒速度依次点亮，

保持任一时刻只有一个指示灯亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮，每按一次启动按钮，循环显示20次。

解：按照题意，所编梯形图程序如下：

LD

I0.0

MOVB 1, QB0 S M0.0, 1 MOVW 1, C0 LD

M0.0

FOR C0, 1, 9 LDN T32 TON T32, 100 LD NEXT LD T32 LDN CTU LDW

结论：1.依次点亮1-8个灯，循环20次

2.参数还需进一步调整

M0.0 C1, 20 >= C1, 20 T32

R0L-B QB0, 1

R M0.0, 1

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第六章、S7-200系列PLC功能指令

6-1、用数据类型转换指令实现100英寸转换成厘米

解：按照题意，所编梯形图程序如下：

LD

I0.0 MOVW 100, AC1 MOVR 2.54, VD4 LD

I0.1

DTR AC1, VD0 MOVR VD0, VD8 *R

结果：（VD12） = 254

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VD4, VD8

ROUND VD8, VD12 //实数转换到字整数

6-2、编程输出字符A的七段显示码 解：按照题意，所编梯形图程序如下：

LD

I0.0

MOVB 10, VB0 //将“A”先送到VB0 SEG VB0, QB0 //再将VB0中数据转换成ASCII码

结果：在QB0端输出字符“A”

6-3、编程实现将VD100中存储ASCII码字符串37，42，44，32转换成十六进制数，并存储到

VW200中。

解：按照题意，所编梯形图程序如下：

LD MOVB MOVB MOVB MOVB LD

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I0.0

16#37, VB100 16#42, VB101 16#44, VB102 16#32, VB103 I0.2 VB100, VB200

ATH

MOVB MOVB

运行结果：（VB201）= 210 （VB200）= 123 16

6-4、编制实现定时中断，当连接在输入端I0.1的开关接通时，闪烁频率减半；当连接在输入端

I0.0的开关接通时，又恢复原来的闪烁频率。

解：按照题意，所编梯形图程序如下：

LD

I0.0 //当I0.2=“1”，

//调用子程序

CALL SBR_0, SBR0 // 子程序 LD 置

定时中断（中

MOVB 100, SMB34 //的时

间间隔100ms,即100ms产

ATCH

INT_0, INT0 //生一个定时

断。

EIN //连接：中断事件（定时中断为0） LD SM0.0 //为10号事件 MOVW

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VB200, VB300 VB201, VB301

进制数为：

1000010000000100100011

SM0.0 //SMB34为设

中

AIW4, VW100 //∵SM0.0上电后

为“1”

LD SM0.5

//∴每隔100ms读一次

A

IW4的值

A I0.1

//∵SM0.5周期为1秒

脉

冲的脉冲串

LD C1

//

STD C1, 1 //当I0.1=“1”，C1计

数

产生方波

LD A

SM0.5 //输出.F=

12f

I0.0 //当I0.0=“1”，C0计

数器产生方波

// 输 出，F=1f

LD

C1 //用C0，C1去置位、

复位Q0.1

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gubg.html