PLCS7-300课后习题答案

课后题：

第一章：

1.什么是可编程控制器？

答：可编程序控制器（Programmable Controller）：可通过编程或软件配置改变控制对策的控制器。是一台专业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入输出接口，并且具有较强的驱动能力。

2.可编程控制器是如何分类的？简述其特点。

答：一体化紧凑型PLC：电源，CPU中央处理系统，I/O接口都集成在一个机壳内。标准模块式结构化PLC：各种模块相互独立，并安装在固定的机架上，构成一个完整的PLC应用系统。

3.简述可编程控制器的工作原理，如何理解PLC的循环扫描工作过程？

答：当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC采用循环扫描的工作方式，对输入信号进行的是一次性“采样”。采用这种工作方式，在一个PLC程序循环周期内，即使实际输入信号状态发生变化，也不会影响到PLC 程序的正确执行，从而提高了程序执行的可靠性。

用户程序通过编程器或其他输入设备存放在PLC的用户存储器中。当PLC 开始运行时，CPU根据系统监控程序的规定顺序，通过扫描，可完成各输入点状态采集或输入数据采集，用户程序的执行，各输出点状态的更新，编程器键入响应和显示器更新及CPU自检等功能。

PLC的扫描可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的顺序执行。

4.简述PLC与继电接触器控制在工作方式上各有什么特点。

在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，同他们在梯形图中的位置有关，这种工作方式称为串行工作方式。

5.PLC能用于工业现场的主要原因是什么？

答：因为它能较好地解决工业控制领域中用户普遍关心的可靠，安全，灵活，方便，经济等问题。

1．可靠性高，抗干扰能力强；2．灵活性好，扩展性强；3．控制速度快，稳定性强；4．延时调整方便，精度较高；5．系统设计安装快，维修方便；6．丰富的I/O接口模块；7．采用模块化结构；8．功能完善，编程简单，易于使用；9．总体价格低。

6.详细说明PLC在扫描的过程中，输入映像寄存器和输出映像寄存器各起什么作用？

输入采样阶段：PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入状态进行采样，并将采样结果分别存入相应的输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段，在程序执行期间即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只在下一个工作工作周期的输入才被从新采样到。输出刷新阶段：当所有指令执行完后，进入输出刷新阶段。此时，PLC将输出映像寄存器中所有与输出有关的输出继电器的状态转存到输出锁存器中，并通过一定的方式输出，驱动外部负载。

7．PLC控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式，相比之下，PLC的控制结果有什么特殊性？

答：（1）输入/输出滞后现象：与PLC的集中输入集中刷新、程序循环执行、输入滤波器造成的时间常数、输出继电器机械滞后以及程序设计不当的附加影响等有关。（2）多重输出不允许：关于步进梯形图多重输出的情况，将在后面具体讲述的PLC指令时予以介绍。

8. PLC、单片机系统的主要区别在哪里？

答：（1）PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。（2）单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。（3）不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。（4）单片机用来实现自动控制时，一般要在I/O接口上做大量的工作。例如要考虑现场与单片机的连接，接口的扩展，I/O信号的处理，接口工作方式等问题，除了要设计控制程序外，还要在单片机的外围做很多软硬件工作，系统的调试也较复杂。PLC的I/O口已经做好，输入接口可以与输入信号直接连线，非常方便，输出接口也具有一定的驱动能力。

第二章：

1．SIMATIC S7-300 MPI接口有何用途？

答：MPI是多点接口(Multi Point Interface)的简称，是西门子公司开发的用于PLC 之间通讯的保密的协议。MPI通讯是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。

2．DI模块接口电路有哪些？DO接口电路有哪些？

答：直流32点数字量输入模块的内部电路；交流32点数字量输入模块的内部电路。32点数字量晶体管输出模块的内部电路；32点数字量晶管输出模块的内部电路；16点数字量继电器输出模块的内部电路。

3．PLC的工作方式有几种？如何改变PLC的工作方式？

答：一．PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式

二．中断处理。

1）．每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。2）．输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。3）．一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。

4）．元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。

5）．扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数

6）．由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。

4．PLC按电源分类有哪几种输出模块？若按开关器件分类，有哪几种输出方式？如何选PLC输出类型？

答：直流驱动输出模块、交流驱动输出模块。有继电器输出模块、晶体管输出模块、晶闸管输出模块。驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交流负载的双向晶闸管或固态继电器，以及既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载的小型继电器。可根据实际情况按照上述规则选取。

5．PLC中的“软继电器“与实际的继电器相比，有哪些特点？

答：（1）反应速度快，噪音低，能耗小。体积小；

（2）功能强大，编程方便，可以随时修改程序；

（3）控制精度高，可进行复杂的程序控制；

（4）能够对控制过程进行自动检测；

（5）系统稳定，安全可靠；

6．何谓通道和通道号？PC的通道分哪几类？

答：计算机系统中传送信息和数据的装置，主要有主存储器读写通道和输入、输出通道。能接收中央处理机的命令，独立执行通道程序，协助中央处理机控制与管理外部设备。通道号则是对某个通道的称谓。

分类：字节多路通道、数组多路通道、选择通道。

第四章：

1．S7-300有哪几种寻址方式？直接寻址与间接寻址有何区别？

S7-300有4种寻址方式：立即寻址、存储器直接寻址、存储器间接寻址、寄存器间接寻址。

存储器直接寻址，简称直接寻址，这种寻址方式在指令中直接给出操作数的存储单元地址。

存储器间接寻址，简称间接寻址，这种寻址方式在指令中以存储器的形式给出操作数所在存储单元地址，也就是说该存储器的内容是操作数所在存储单元的地址。