《S7-1200 PLC编程及应用》第3版习题答案V2.0
习题答案V2.0由本文件和14个项目文件组成，几乎包含全部习题的答案。
第1章
1．填空
1）CPU 1214C最多可以扩展_8_个信号模块、_3个通信模块。信号模块安装在CPU的 右 边，通信模块安装在CPU的 左 边。
2）CPU 1214C有集成的 14 点数字量输入、 10 点数字量输出、 2 点模拟量输入， 6 点高速输出、 4 点高速输入。
3）模拟量输入模块输入的-10～+10V电压转换后对应的数字为 -27648 ～ 27648 。 2．S7-1200的硬件主要由哪些部件组成？
答：主要由CPU模块、信号板、信号模块和通信模块组成。 3．信号模块是哪些模块的总称？ 答：信号模块包括数字量输入模块和数字量输出模块，模拟量输入模块和模拟量输出模块。
4．怎样设置才能在打开博途时用项目视图打开最近的项目？ 答：执行菜单命令“选项”→“设置”，选中工作区左边浏览窗口的“常规”，勾选复选框“打开最近的项目”（见图1-15）。
5．硬件组态有什么任务？
答：设备组态的任务就是在设备视图和网络视图中，生成一个与实际的硬件系统对应的虚拟系统，PLC、HMI和PLC各模块的型号、订货号和版本号，模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。此外还应设置模块的参数，即给参数赋值。
6．怎样设置保存项目的默认的文件夹？ 答：执行菜单命令“选项”→“设置”，选中工作区左边浏览窗口的“常规”。选中“存储设置”区中的“默认存储位置”。用“浏览”按钮设置保存项目和库的文件夹（见图1-15）。
7．怎样设置数字量输入点的上升沿中断功能？
答：选中设备视图或设备概览中的CPU或有数字量输入的信号板，然后选中巡视窗口的“属性 > 常规 > 数字量输入”文件夹中的某个通道（见图1-17）。用复选框启用通道的上升沿中断和下降沿中断功能，设置产生中断事件时调用的硬件中断组织块。
8．怎样设置数字量输出点的替代值？
答：首先选中设备视图或设备概览中的CPU、数字量输出模块或信号板，用巡视窗口选中“数字量输出”，选择在CPU进入STOP模式时使用替代值（见图1-18）。选中左边窗口的某个输出通道，用复选框设置其替代值。复选框内有“√”表示替代值为1，反之为0（默认
的替代值）。
9．怎样设置时钟存储器字节？时钟存储器字节哪一位的时钟脉冲周期为500ms？ 答：选中设备视图中的CPU，再选中巡视窗口的“属性 > 常规 > 系统和时钟存储器” （见图1-21），用复选框启用时钟存储器字节和设置它的地址值。时钟存储器字节的第3位的时钟脉冲周期为500ms。
10．使用系统存储器默认的地址MB1，哪一位是首次扫描位？ 答：M1.0是首次扫描位。
第2章
1．填空
1）数字量输入模块某一外部输入电路接通时，对应的过程映像输入位为 1状态 ，梯形图中对应的常开触点 接通 ，常闭触点 断开 。
2）若梯形图中某一过程映像输出位Q的线圈“断电”，对应的过程映像输出位为 0状态 ，在写入输出模块阶段之后，继电器型输出模块对应的硬件继电器的线圈 断电 ，其常开触点 断开 ，外部负载 断电 。
3）二进制数2#0100 0001 1000 0101对应的十六进制数是16#4185，对应的十进制数是16773，绝对值与它相同的负数的补码是2#1011 1110 0111 1011。
4）二进制补码2#1111 1111 1010 0101对应的十进制数为-91 。 5) Q4.2是输出字节 QB4 的第 2 位。
6) MW 4由 MB 4 和 MB 5 组成，MB 4 是它的高位字节。
7) MD104由MW 104 和MW 106 组成，MB 107 是它的最低位字节。 2．S7-1200可以使用哪些编程语言？ 答：可以使用梯形图（LAD）、函数块图（FDB）和结构化控制语言（SCL）。 3．S7-1200的代码块包括哪些块？代码块有什么特点？ 答：OB、FB、FC统称为代码块，代码块包含程序。 4．RAM与FEPROM各有什么特点？
答：芯片的电源消失后，RAM存储的数据将会丢失，而EEPROM存储的数据不会丢失。RAM的价格便宜，工作频率比EEPROM高得多。
5．装载存储器和工作存储器各有什么作用？
答：装载存储器是非易失性的存储器，用于保存用户程序、数据和组态信息。工作存储器是集成在CPU中的高速存取的RAM，CPU将用户程序中与程序执行有关的部分复制到工作存储器。CPU断电时，工作存储器中的内容将会丢失。
6．字符串的第一个字节和第二个字节存放的是什么？
答：字符串的第一个字节是字符串的最大字符长度，第二个字节是字符串当前有效字符的个数。
7．数组元素的下标的下限值和上限值分别为1和10，数组元素的数据类型为Word，写出数组的数据类型表达式。
答：数组的数据类型表达式为Array[1..10] of Word。
8．在符号名为Pump的数据块中生成一个由50个整数组成的一维数组，数组的符号名为Press。此外生成一个由Bool变量Start、Stop和Int变量Speed组成的结构，结构的符号名为Motor。
解：数组和结构见下图。
9．在程序中怎样用符号地址表示第8题中数组Press的下标为15的元素？怎样用符号地址表示第8题的结构中的元素Start？
答：数据块Pump中数组Press的下标为15的元素：”Pump”. Press[15]，结构Motor中的元素Start：”Pump”.Motor.Start。
10．在变量表中生成一个名为“双字”的变量，数据类型为DWord，写出它的第23位和第3号字节的符号名。
答：名为“双字”的变量第23位：“双字”.x23，第3号字节：“双字”.b3。 11．I0.3:P和I0.3有什么区别，为什么不能写外设输入点？ 答：I0.3:P是外设输入，可以用它立即读取CPU的数字量输入端I0.3外部的电路的状态。I0.3是CPU内部的存储器中的过程映像输入位。在每次扫描循环开始时，CPU读取I0.3的外部输入电路的状态，并将它们存入过程映像输入区。
12．怎样将Q4.5的值立即写入到对应的输出模块？ 答：用Q4.5的常开触点控制Q4.5:P的线圈。
13．怎样设置梯形图中触点的宽度和字符的大小？
答：用菜单命令“选项”→“设置”打开“设置”编辑器（见图2-23），选中工作区左边窗口中的“PLC编程”文件夹，右边窗口“字体”区的“大小”选择框用来设置程序编辑器中字体的大小。用“操作数域”的“最大宽度”设置操作数域水平方向可以输入的最大字符数。
14．怎样切换程序中地址的显示方式？
答：单击程序编辑器工具栏上的按钮，用下拉式菜单选择只显示绝对地址、只显示符号地址，或同时显示两种地址。单击工具栏上的按钮，可以在上述3种地址显示方式之间切换。
15．怎样设置块的“优化的块访问”属性？“优化的块访问”有什么特点？
答：用右键单击项目树中的某个全局数据块、FB或FC，选中快捷菜单中的“属性”，再勾选打开的对话框的“属性”视图中的“优化的块访问”复选框。
设置后变量以优化的方式保存，可以提高存储区的利用率。只能用符号地址的方式访问
声明的变量。
16．什么是MAC地址和IP地址？子网掩码有什么作用？
答：MAC地址是以太网接口设备的物理地址。通常由设备生产厂家将MAC地址写入EEPROM或闪存芯片。在网络底层的物理传输过程中，通过MAC地址来识别发送和接收数据的主机。MAC地址是48位二进制数，分为6个字节，一般用十六进制数表示。
IP地址由32位二进制数组成，是网际协议地址。IP地址通常用十进制数表示，用小数点分隔。
子网掩码由32位二进制数组成，用于将IP地址划分为子网地址和子网内节点的地址。 17．计算机与S7-1200通信时，怎样设置网卡的IP地址和子网掩码？
答：计算机网卡的IP地址中前3个字节的子网地址应与PLC的相同，IP地址的第4个字节是子网内设备的地址，可以取0～255中的某个值，但是不能与子网中其他设备的IP地址重叠。
18．写出S7-1200 CPU默认的IP地址和子网掩码。
答：S7-1200 CPU默认的IP地址和子网掩码分别为192.168.0.1和255.255.255.0。 19．怎样打开S7-PLCSIM和下载程序到S7-PLCSIM？
答：选中项目树中的PLC，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，S7-PLCSIM被启动。如果出现“扩展的下载到设备”对话框，设置好“PG/PC接口的类型”为PN/IE，“PG/PC接口”为PLCSIM S7-1200/1500，用以太网接口下载程序。单击“开始搜索”按钮，“目标子网中的兼容设备”列表中显示出搜索到的仿真CPU的以太网接口的IP地址。单击“下载”按钮，开始下载。
20．程序状态监控有什么优点？什么情况应使用监控表？
答：使用程序状态监控，可以形象直观地看到梯形图中触点、线圈的状态和指令方框输入、输出参数的当前值。
如果需要同时监控的变量不能在程序编辑器中同时显示，可以使用状态表监控功能。 21．修改变量和强制变量有什么区别？
答：修改变量功能将数值写入PLC中的变量，不能写入I区的地址。写入的数据可能因为程序的运行被改写。
只能强制外设输入和外设输出。在执行用户程序之前，强制值被用于输入过程映像。在处理程序时，使用的是输入点的强制值。在写外设输出点时，强制值被送给过程映像输出，输出值被强制值覆盖。强制值在外设输出点出现，并且被用于过程。
变量被强制的值不会因为用户程序的执行而改变。被强制的变量只能读取，不能用写访问来改变其强制值。
第3章
本章程序在项目“3章习题答案”中。 1．填空
1) RLO是 逻辑运算结果 的简称。
2）接通延时定时器的IN输入电路_接通 时开始定时，定时时间大于等于预设时间时，
输出Q变为 1状态 。IN输入电路断开时，当前时间值ET 被清0 ，输出Q变为0状态 。
3）在加计数器的复位输入R为 0状态，加计数脉冲输入信号CU的 上升沿 ，如果计数器值CV小于 允许的最大值 ，CV加1。CV大于等于预设计数值PV时，输出Q为 1状态 。复位输入R为1状态时，CV被 清0 ，输出Q变为 0状态。
4）每一位BCD码用 4 位二进制数来表示，其取值范围为二进制数2#0000～2#1001。BCD码2#0000 0001 1000 0101对应的十进制数是185。
EN输入端有能流流入且指令执行时出错，5）如果方框指令的ENO输出为深色，则ENO
端 没有 能流流出。
6）MB2的值为2#1011 0110， 循环左移2位后为2# 1101 1010 ，再左移2位后为2# 0110 1000。7）整数MW4的值为2#1011 0110 1100 0010，右移4位后为2# 1111 1011 0110 1100。 2．4种边沿检测指令各有什么特点？
答：以上升沿检测为例，P触点用于检测触点上面的地址的上升沿，并且直接输出上升沿脉冲。其他3种指令都是用来检测RLO的上升沿。P线圈用于检测能流的上升沿，并用线圈上面的地址来输出上升沿脉冲。其他3种指令都是直接输出检测结果。R_TRIG指令用背
景数据块保存上一次扫描循环CLK端信号的状态，而P_TRIG指令用边沿存储位来保存它。
3．用TON线圈指令实现图3-22振荡电路的功能。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
4．在全局数据块中生成数据类型为IEC_TIMER的变量T1，用它提供定时器的背景数据，实现接通延时定时器的功能。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
5．在全局数据块中生成数据类型为IEC_CONTER的变量C1，用它提供计数器的背景数据，实现加计数器的功能。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
6．在MW2等于3592或MW4大于27369时将M6.6置位，反之将M6.6复位。用比较指令设计出满足要求的程序。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
7．监控表用什么数据格式显示BCD码？ 答：用十六进制格式16#。
8．AIW64中A/D转换得到的数值0～27648正比于温度值0～800?C。用整数运算指令编写程序，在I0.2的上升沿，将IW64输出的模拟值转换为对应的温度值（单位为0.1?C），存放在MW30中。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
9．频率变送器的量程为45～55Hz，被IW96转换为0～27648的整数。用“标准化”指令和“缩放”指令编写程序，在I0.2的上升沿，将AIW96输出的模拟值转换为对应的浮点数频率值，单位为Hz，存放在MD34中。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
10．编写程序，在I0.5的下降沿将MW50～MW68清零。
答案之一的程序见下图和项目“3章习题答案”。
11．用I1.0控制接在QB1上的8个彩灯是否移位，每2s循环左移1位。用IB0设置彩灯的初始值，在I1.1的上升沿将IB0的值传送到QB1，设计出梯形图程序。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
12．字节交换指令SWAP为什么必须采用脉冲执行方式？
答：如果不采用脉冲执行方式，每个扫描周期都要执行一次交换指令，最终交换了多少次是不确定的，如果交换了偶数次，实际上没有交换。
13．编写程序，将MW10中的电梯轿厢所在的楼层数转换为2位BCD码后送给QB2，通过两片译码驱动芯片和七段显示器显示楼层数（见图3-41）。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
14．半径（小于1000的整数）在DB4.DBW2中，取圆周率为3.1416，用浮点数运算指令编写计算圆周长的程序，运算结果转换为整数，存放在DB4.DBW4中。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
15．以0.1度为单位的整数格式的角度值在MW8中，在I0.5的上升沿，求出该角度的正弦值，运算结果转换为以10?5为单位的双整数，存放在MD12中，设计出程序。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
16．编写程序，在I0.3的上升沿，用“与”运算指令将MW16的最高3位清零，其余各位保持不变。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
17．编写程序，在I0.4的上升沿，用“或”运算指令将Q3.2～Q3.4变为1，QB3其余各位保持不变。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
18．按下起动按钮I0.0，Q0.5控制的电机运行30s，然后自动断电，同时Q0.6控制的制动电磁铁开始通电，10s后自动断电。设计梯形图程序。
程序见下图和项目“3章习题答案”。
19．编写程序，I0.2为1状态时求出MW50～MW56中最小的整数，存放在MW58中。 答案之一的程序见下图和项目“3章习题答案”。
20．系统时间和本地时间分别是什么时间？怎样设置本地时间的时区？
系统时间是格林尼治标准时间，本地时间是根据当地时区设置的本地标准时间。 选中设备视图中的CPU，再选中巡视窗口的“属性 > 常规 > 时间”，可以设置本地时间的时区。
第4章
1．填空 1）背景数据块中的数据是函数块的 接口区 中的参数和数据（不包括临时数据和常数）。 2）在梯形图中调用函数和函数块时，方框内是块的 形参，方框外是对应的实参。方框的左边是块的输入参数和输入/输出参数，右边是块的_输出 参数。
3）S7-1200在起动时调用 OB 100。 2．函数和函数块有什么区别？
答：函数块有背景数据块，函数没有背景数据块。只能在函数内部访问它的局部变量。其他代码块或HMI（人机界面）可以访问函数块的背景数据块中的变量。函数没有静态变量，函数块有保存在背景数据块中的静态变量。函数块的局部变量有默认值（初始值），函数的局部变量没有默认值。函数块的输出参数值不仅与来自外部的输入参数有关，还与用静态数据保存的内部状态数据有关。
3．什么情况应使用函数块？
答：如果代码块有执行完后需要保存的数据，应使用函数块，而不是函数。 4．组织块与FB和FC有什么区别？
答：出现事件或故障时，由操作系统调用对应的组织块，FB和FC是用户程序在代码块中调用的。组织块的输入参数是操作系统提供的启动信息。组织块没有输出参数、InOut参数和静态数据。
5．怎样实现多重背景？
答：首先生成函数块（例如FB1“电动机控制”），再生成FB3，去掉FB1和FB3“优化的块访问”属性。在FB3的接口区生成数据类型为FB1的静态变量“1号电动机”和“2号电动机”。在FB3中调用FB1，选中调用选项对话框中的“多重背景DB”。选中列表中的“1号电动机”，用FB3的静态变量“1号电动机”提供FB1的背景数据。
6．在什么地方能找到硬件数据类型变量的值？
答：PLC变量表的“系统常量”选项卡列出了项目中的硬件数据类型变量的值。
硬件组态时硬件组件和中断事件属性中的“硬件标识符”就是对应的硬件数据类型变量的值。
7．设计循环程序，求DB1中10个浮点数数组元素的平均值。 程序见下图和项目“4章习题7-9”。
在DB1中创建数据类型为Array[1..10] of real的数组“数组1”。
8．设计求圆周长的函数FC1。 程序见下图和项目“4章习题7-9”。
9．设计FC2来计算以度为单位的温度测量值。 程序见下图和项目“4章习题7-9”。
10．用循环中断组织块OB30，每2.8s将QW1的值加1。在I0.2的上升沿，将循环时间修改为1.5s。设计出主程序和OB30的程序。
答案见项目“4章习题10”。
11．编写程序，用I0.2启动时间中断，在指定的日期时间将Q0.0置位。在I0.3的上升沿取消时间中断。
答案见项目“4章习题11”。组态时设置时区为北京。
12．编写程序，在I0.3的下降沿时调用硬件中断组织块OB40，将MW10加1。在I0.2的上升沿时调用硬件中断组织块OB41，将MW10减1。
答案见项目“4章习题12”。
第5章
1．简述划分步的原则。
答：一般情况下步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步之内，各输出量的ON/OFF状态不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。
2．简述转换实现的条件和转换实现时应完成的操作。 答：转换实现必须同时满足两个条件：
1）该转换所有的前级步都是活动步。 2）相应的转换条件得到满足。 转换实现时应完成以下两个操作：
1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。 2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。 3．试设计满足图5-30所示波形的梯形图。
4．试设计满足图5-31所示波形的梯形图。
5．画出图5-32所示波形对应的顺序功能图。
6．冲床的顺序功能图:
7．小车运动的顺序功能图：M1.0M4.0I0.2M4.1Q0.0Q0.1 I0.0M4.2Q0.0Q0.2 I0.1M4.3Q0.2
I0.3M1.0初始化脉冲M4.0RQ0.0松开起动I0.0.I0.4.I0.3M4.1SQ0.0“T1”夹紧“T1”.Q2sM4.2 Q0.1工件右行I0.1右限位M4.3Q0.3冲头下行I0.2下限位M4.4Q0.4冲头上行I0.3上限位M4.5Q0.2工件左行I0.4左限位.
M1.0M4.0起动 I0.2.I0.3Q0.0右行M4.1M4.2 I0.1Q0.1左行I0.0M4.3Q0.0I0.1M4.4I0.2Q0.1
8．指出图5-35的顺序功能图中的错误。
题8的答案：初始步应为双线框；最上面的转换旁边没有转换条件；步M0.2和M0.0之间无转换；转换I0.0与最上面的转换之间没有步，最上面的水平有向连线应放在最上面的转换之下。输入I0.5不能作为动作；一般用输入、定时器和计数器的触点和它们的逻辑组合作转换条件，不用输出位（Q）作转换条件；步M0.3的后面没有转换和步，系统运行到步M0.3时会“死机”。
图5-35 题8的图
9．某组合机床动力头进给运动控制系统的顺序功能图：
M1.0M4.0起动I0.0.I0.1Q0.0Q0.2快进 M4.1I0.2中限位 Q0.0M4.2I0.3右限位M4.3“T1”“T1”.Q工进 暂停5s Q0.2快退 图5-36 题9的图
M4.4Q0.1I0.1左限位
10．图5-37所示信号灯控制系统的顺序功能图，I0.0为启动信号。
M4.0I0.0M4.1 Q0.0“T1” 4s 6s “T3”5sM1.0Q0.0 “T1”.QM4.2Q0.1“T2” “T2”.QM4.3Q0.1Q0.2图5-37 题10的图
“T3”.Q
11．设计出图5-38所示的顺序功能图的梯形图程序，定时器”T1”的预设值为5s。 答案见项目“5章习题11”。
12．设计出图5-39所示的顺序功能图的梯形图程序。 答案见项目“5章习题12”。
13．设计出题5-6中冲床控制系统的梯形图。 答案见项目“5章习题13”。
14．设计出题5-7中小车控制系统的梯形图。 答案见项目“5章习题14”。
15．设计出题5-9中动力头控制系统的梯形图。 答案见项目“5章习题15”。
16．设计出题5-10中信号灯控制系统的梯形图。 答案见项目“5章习题16”。
17．设计出图5-40所示的顺序功能图的梯形图程序。 答案见项目“5章习题17”。调试时应注意，在I3.5为0状态时，如果转换条件I0.3满足，从步M4.3转换到M4.4以后，将会立刻转换到步M4.0。
18．设计出图5-41所示的顺序功能图的梯形图程序。 答案见项目“5章习题18”。
第6章
1．简述主从通信方式防止各站争用通信线采取的控制策略。
答：主从通信网络只有一个主站，其他的站都是从站。主站首先向某个从站发送请求帧（轮询报文），该从站接收到后才能向主站返回响应帧。主站按事先设置好的轮询表的排列顺序对从站进行周期性的查询，并分配总线的使用权。
2．简述以太网防止各站争用总线采取的控制策略。
答：发送站在发送报文之前，先监听一下总线是否空闲，如果空闲，则发送报文到总线上。在发送报文开始的一段时间边发送边接收，把接收到的数据和本站发送的数据相比较，若不相同则说明发生了冲突，立即停止发送报文，并发送一段简短的冲突标志，来通知总线上的其他站点。
3．简述令牌总线防止各站争用总线采取的控制策略。
答：令牌网开始运行时，由指定的站产生一个空令牌沿逻辑环传送。要发送报文的站等到令牌传给自己，判断为空令牌时才能发送报文。发送站写入要传送的信息，然后将载有报文的令牌送入环网传输。令牌返回发送站时，如果报文已被接收站复制，发送站将令牌置为“空”，送上环网继续传送，以供其他站使用。 4．开放式用户通信有什么特点？指令TSEND_C和TRCV_C有什么优点？
答：基于CPU集成的PN接口的开放式用户通信用程序建立和断开事件驱动的通信连接，在运行期间也可以修改连接。指令TSEND_C和TRCV_C有建立和断开连接的功能，使用它们以后不需要调用TCON和TDISCON指令。
5．简述开放式用户通信的组态和编程的过程。
答：生成两块CPU，设置CPU的IP地址和子网掩码。启用双方的MB0为时钟存储器字节。在网络视图中用拖拽的方法建立双方的连接。
可以用指令TCON来建立连接，用指令TDISCON来断开连接。指令TSEND和TRCV用于通过TCP和ISO-on-TCP协议发送和接收数据；指令TUSEND和TURCV用于通过UDP协议发送和接收数据。
S7-1200/1500还可以使用指令TSEND_C和TRCV_C，通过TCP和ISO-on-TCP协议发送和接收数据。
6．UDP协议通信有什么特点？
答：UDP协议的通信双方使用“TADDR_Param”类型的数据块设置远程通信伙伴的IP地址和端口号，在程序运行过程中修改通信伙伴的IP地址和端口号，可以和不同的伙伴
通信。
7．怎样建立S7连接？
答：生成通信双方的PLC站点，单击工具栏上的“连接”按钮，设置连接类型为“S7连接”。用拖拽的方法建立两个CPU的PN接口之间的S7连接。
8．客户机和服务器在S7通信中各有什么作用？
答：客户机是向服务器请求服务的设备，客户机调用GET/PUT指令读、写服务器的存储区。服务器是通信中的被动方，用户不用编写服务器的S7通信程序，S7通信是由服务器的操作系统完成的。
9．S7-1200作S7通信的服务器时，在安全属性方面需要做什么设置？ 答：选中服务器设备视图中的CPU，再选中巡视窗口中的“属性 > 常规 > 保护”，在“连接机制”区勾选“允许从远程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET通信访问”复选框。
10．简述S7-1200作PROFINET的IO控制器的组态过程。 答：生成S7-1200站点，在网络视图中生成IO设备，组态好它们的IP地址。组态IO设备的设备名称。
右键单击CPU的PN接口，执行快捷菜单命令“添加IO系统”，生成PROFINET IO系统。 单击IO设备方框内蓝色的“未分配”，再单击出现的小方框中的IO控制器的PN接口，IO设备被分配给该IO控制器的PN接口。
11．怎样分配IO设备的设备名称？ 答：用以太网电缆连接好IO控制器、IO设备和计算机的以太网接口。如果IO控制器和IO设备的故障LED亮，用右键单击网络视图中的IO设备，执行快捷菜单命令“分配设备名称”。单击打开的对话框中的“更新列表”按钮，分配和下载各IO设备的设备名称。下载的设备名称与组态的设备名称一致时，IO设备上的错误 LED熄灭。
12．简述组态DP智能从站的过程。
生成DP主站和智能从站S7-1200的CPU，用拖拽的方法生成DP主站系统。
选中CM 1242-5从站模块的DP接口，然后选中下面的巡视窗口的“属性 > 常规 > 操作模式> 智能从站通信”，双击右边窗口“传输区”列表中的<新增>,在第一行生成“传输区_1”。选中左边窗口中的“传输区_1”，在右边窗口定义主站（伙伴）发送数据、智能从站（本地）接收数据的I、Q地址区。用同样的方法定义主站接收数据、智能从站发送数据的I、Q地址区。
13．什么是偶校验？
答：偶校验用硬件保证发送方发送的每一个字符的数据位和奇偶校验位中“1”的个数为偶数。接收方对接收到的每一个字符的奇偶性进行校验，检查奇偶校验是否出错。 14．什么是半双工通信方式？
答：半双工方式用同一组线接收和发送数据，通信的双方在同一时刻只能发送数据或只能接收数据。
15．Modbus串行链路协议有什么特点？ 答：Modbus串行链路协议是一个主-从协议，采用请求-响应方式，总线上只有一个主站，主站发送带有从站地址的请求帧，具有该地址的从站接收到后发送响应帧进行应答。从站没有收到来自主站的请求时，不会发送数据，从站之间也不会互相通信。
16．通过USS协议通信，S7-1200最多可以控制多少台变频器？
答：每个CPU最多可以连接3个通信模块，建立3个USS网络。每个USS网络最多支持16个变频器，总共最多支持48个变频器。
18．OB82和OB86的作用是什么？CPU在什么时候调用它们？ 答：具有诊断中断功能并启用了诊断中断的模块检测出其诊断状态发生变化（出现故障或有组件要求维护、故障消失或没有组件需要维护），操作系统将会分别调用一次OB82。
如果检测到DP主站系统或PROFINET IO系统发生故障、DP从站或IO设备发生故障，故障出现和故障消失时，操作系统将分别调用一次OB86。PROFINET智能设备的部分子模块发生故障时，操作系统也会调用OB86。
19．OB83的作用是什么？ 答：如果拔出或插入了已组态且未禁用的分布式I/O模块或子模块，操作系统将调用拔出/插入中断组织块OB83。
20．怎样用博途诊断有故障的IO设备和IO设备中的模块？ 答：在线时双击项目树CPU文件夹中的“在线和诊断”，在工作区打开“在线和诊断”视图。单击工具栏上的“在线”按钮，进入在线模式。可以用诊断缓冲区诊断故障。
在线模式下打开网络视图，可以看到CPU和IO设备上的故障符号。双击有故障的设备，打开它的设备视图和设备概览，可以看到有故障的模块。双击故障模块，在“在线和诊断”工作区打开它的诊断视图。可以查看它的“诊断状态”和进行“通道诊断”。
21．怎样设置CPU的实时时钟的时间值？
答：打开“在线和诊断”视图后，选中工作区左边窗口中的“设置时间”，可以在右边窗口设置PLC的实时时钟。勾选复选框“从PG/PC获取”，单击“应用”按钮，PLC的实时时钟将会与计算机的实时时钟同步。未勾选该复选框时，可以手工设置CPU的日期和时间，设置好后单击“应用”按钮确认。
22．怎样用S7-1200的Web服务器诊断故障？
答：选中PLC的设备视图中的CPU，再选中巡视窗口中的“Web服务器”。勾选“在此设备的所有模块上激活Web服务器”复选框。单击“用户管理”表格最下面一行的“新增用户”，输入用户名和密码。单击“访问级别”列的按钮，用打开的对话框中的复选框为该用户授予多个附加权限。
将上述组态和程序下载到CPU，连接PC和CPU的以太网接口，打开IE浏览器。输入CPU的IP地址，按回车键后出现CPU的Web页面。在起始页面输入用户名和密码。登陆成功后就可以用Web服务器诊断故障了。
第7章
1．什么是人机界面？它的英文缩写是什么？
答：人机界面是操作人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备。其英文缩写为HMI。
2．触摸屏有什么优点？
答：触摸屏使用直观方便，易于操作。画面上的按钮和指示灯可以取代相应的硬件元件，减少PLC需要的I/O点数，降低系统的成本，提高设备的性能和附加价值。
3．人机界面的内部变量和外部变量各有什么特点？
外部变量是PLC的存储单元的映像，其值随PLC程序的执行而改变。人机界面和PLC都可以访问外部变量。内部变量存贮在人机界面的存储器中，与PLC没有连接关系，只有人机界面能访问内部变量。内部变量用名称来区分，没有地址。
4．组态时怎样建立PLC与HMI之间的HMI连接？
答：生成PLC和HMI站点，单击工具栏上的“连接”按钮，连接类型为默认的“HMI连接”。用拖拽的方法连接PLC和HMI的以太网接口，生成“HMI_连接_1”。
5．在画面上组态一个指示灯，用来显示PLC中Q0.0的状态。 6．在画面上组态两个按钮，分别用来将PLC中的Q0.0置位和复位。 7．在画面上组态一个输出域，用5位整数显示PLC中MW10的值。
8．在画面上组态一个输入/输出域，用5位整数格式修改PLC中MW10的值。 5~8题的答案见项目“7章5-8题”。
9．怎样组态具有点动功能的按钮？
答：选中画面上的按钮后，选中巡视窗口的“属性 > 事件 > 按下”，组态按下按钮时置位某个位变量。用同样的方法设置在按钮释放时将同一位变量复位。
10．HMI有哪几种仿真调试的方法？各有什么特点？ 答：使用变量仿真器仿真的方法因为没有运行PLC的用户程序，模拟系统与实际系统的性能有很大的差异。
集成仿真用WinCC的运行系统对HMI设备仿真，用PLC的仿真软件S7-PLCSIM对PLC仿真。不需要HMI设备和PLC的硬件，可以很好地模拟实际控制系统的功能。
连接硬件PLC的HMI仿真用计算机模拟HMI设备的功能。这种仿真的效果与实际系统基本上相同。
11．怎样用HMI的控制面板设置它的PN接口的IP地址？
答：HMI通电后，单击装载对话框中的“Control Panel”按钮，打开控制面板。双击控制面板中的“Network and Dial-up Connections”（网络与拨号连接），打开网络连接对话框。双击网络连接对话框中的PN_X1图标，打开“'PN_X1' Settings”对话框，用单选框选中“Specify an IP address”，由用户设置IP地址。用屏幕键盘输入IP地址和子网掩码。 12．为了实现S7-1200 CPU与HMI的以太网通信，需要做哪些操作？
答：用HMI的控制面板设置HMI的IP地址和子网掩码。
用“设置PG/PC接口”对话框，设置应用程序访问点为实际使用的计算机网卡和通信协议。设置计算机的以太网卡的IP地址。将程序和组态信息下载到PLC。将组态信息下载到HMI。用以太网电缆连接CPU和HMI的以太网接口。两台设备通电后，就可以验证通信是否成功了。
13．怎样实现PLC和HMI的集成仿真调试？
答：在Windows 7的控制面板中打开“设置PG/PC接口”对话框，单击选中“为使用的接口分配参数”列表框中的“S7-PLCSIM S7-1200/ S7-1500.TCPIP.1”，设置“应用程序访问点”为“S7ONLINE (STEP 7) -->S7-PLCSIM S7-1200/S7-1500.TCPIP.1”。
选中项目树中的PLC_1，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，打开S7-PLCSIM。将程
，起动HMI运行系统
序下载到仿真CPU。
选中项目树中的HMI_1站点，单击工具栏上的“开始仿真”按钮仿真器，就可以仿真了。
第8章
1．为什么在模拟信号远传时应使用电流信号，而不是电压信号？
答：模拟量输入模块的电压输入端的输入阻抗很高，微小的干扰信号电流将在模块的输入阻抗上产生很高的干扰电压。远程传送的模拟量电压信号的抗干扰能力很差。
电流输出型变送器的内阻很大。模拟量输入模块的输入为电流时，输入阻抗低，线路上的干扰信号在模块的输入阻抗上产生的干扰电压很低。
2．怎样判别闭环控制中反馈的极性？
答：在调试时断开模拟量输出模块与执行机构之间的连线，如果控制器有积分环节，模拟量输出模块的输出电压或电流会向一个方向变化。这时如果假设接上执行机构，能减小误差，则为负反馈，反之为正反馈。
3．PID控制为什么会得到广泛的使用？ 答：这是因为PID控制具有以下优点：
1）即使没有控制系统的数学模型，也能得到比较满意的控制效果。 2）程序设计简单，参数调整方便。
3）有较强的灵活性和适应性，可以采用P、PI、PD和PID等方式，S7-1200的PID指令还采用了一些改进的控制方式。
4．超调量反映了系统的什么特性？
答：超调量反映了系统的相对稳定性，超调量越小，动态稳定性越好。 5．PID_Compact指令采用了哪些改进的控制算法？
答：PID_Compact指令具有抗积分饱和的功能，并且能够对比例作用和微分作用进行加权运算。微分部分有一阶惯性滤波环节。
6．增大增益对系统的动态性能有什么影响？
答：增大增益可能增大超调量或使系统不稳定，还会减小上升时间。 7．PID输出中的积分部分有什么作用？ 答：PID输出中的积分部分可消除稳态误差。 8．增大积分时间对系统的性能有什么影响？ 增大积分时间减小了积分的滞后作用，可减小超调量。积分时间过大消除误差的速度慢。9．PID输出中的微分部分有什么作用？
答：适当的微分控制作用可以使超调量减小，调节时间缩短。如果微分作用太强（TD太大），将会使响应曲线变化迟缓，超调量反而可能增大。
10．如果闭环响应的超调量过大，应调节哪些参数，怎样调节？
答：应减小控制器的增益或增大积分时间。可以加入微分作用，反复调节增益、积分时间和微分时间，直到满足要求。
11．阶跃响应没有超调，但是被控量上升过于缓慢，应调节哪些参数，怎样调节？ 答：应增大控制器的增益或减小积分时间。 12．消除误差的速度太慢，应调节什么参数？ 答：应适当减小积分时间，增强积分作用。
13．上升时间过长应调节什么参数，怎样调节？
答：可以适当增大增益。如果因此使超调量增大，可以通过增大积分时间和调节微分时间来补偿。
14．怎样确定PID控制的采样周期？
答：应保证在被控量迅速变化的区段，能有足够多的采样点。将各采样点的过程变量连接起来，应能基本上复现模拟量过程变量曲线。但是采样周期太小会增加CPU的运算工作量。 15．怎样确定PID控制器参数的初始值？
答：为了保证系统的安全，第一次试运行时设置尽量保守的参数，即增益不要太大，积分时间不要太小，以保证不会出现较大的超调量。试运行后根据响应曲线的特征和调整PID控制器参数的规则，来修改控制器的参数。
16．启动PID参数预调节应满足哪些条件？
1）PID控制器处于“未激活”“手动模式”和“自动模式”这3种状态之一。 2）PID_Compact指令的输入参数ManualEnable和Reset均为FALSE。 3）设定值和过程值均在组态的极限值范围内。
4）设定值和过程值的差值的绝对值应大于过程值上、下限之差的30%，还应大于设定值的50%。
17．启动PID参数精确调节应满足哪些条件？ 精确调节要求的前3个条件与预调节的相同。此外，还要求启动时过程变量处于稳定状态，没有干扰的影响。