发布时间 : 星期四 文章S7-1200 PLC编程及应用第三版 - 廖常初 - 课后习题答案更新完毕开始阅读bacbad3b988fcc22bcd126fff705cc1754275feb
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。