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PLC 原理及应用实验指导书嘉应学院电子信息工程系 王小增目录实验一 楼梯灯控制实验3实验二 交通灯控制实验5实验三 霓虹灯控制实验8实验四 电机启动、正反转及Y降压启动控制实验10实验五 电机转速控制实验13实验六 24小时时钟控制实验15实验七 数据控制功能实验17实验八 混料罐控制实验19实验九 计件实验21实验十 传输实验23实验十一 刀具库实验25实验十二 检瓶实验27实验十三 电梯模型控制实验29实验十四 冲压实验32实验一 楼梯灯控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握定时器及计数器的使用方法。二要求实现的控制功能要求用一个按钮进行控制。按钮按下一次楼梯灯亮一分钟后熄灭；连续按(间隔时间少于1秒钟)按钮两次，灯常亮；按下按钮时间超过两秒钟，灯熄灭。实验原理图如图所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线)。图1.1实验原理图三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序和指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1设计一个电路，控制三台电机的启动，启动一台电机要关闭另外两台电机。2定时器的定时时间是如何确定的？3计数器的计数次数是如何确定的？4写出下面梯形图的指令表程序，并分析工作原理；画出各元件的时序图。其中X1为触点开关。图1.2单按钮起停控制梯形图实验二 交通灯控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握定时器及计数器的使用方法。4掌握交通灯控制程序的编写方法。二要求实现的控制功能在一个十字路口，南北方向的车流量较大，东西方向较小。所以要求东西方向上绿灯亮30秒，黄灯亮5秒且闪烁，然后红灯亮45秒，在红灯亮的最后5秒闪烁；南北方向上绿灯亮40秒，黄灯亮5秒且闪烁，然后红灯亮35秒，在红灯亮的最后5秒闪烁。十字路口红绿灯布置如图所示。设置一个启动按钮和一个停止按钮。实验原理图如图2.2所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线)。图2.1红绿灯示意图提示：1虽然十字路口有12只红绿灯，但是同一方向上的同色灯同时动作，应为一个输出。所以共有六个输出。2由于一个方向上红灯或黄灯亮时，另一个方向上肯定是红灯亮。图2.2实验原理图三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1练习编写喷泉控制程序，喷泉由三组喷头组成，要求编写程序实现A组喷泉喷5秒后，停止，B组喷头开始喷，喷5秒后停止，C组喷头开始喷，喷5秒后停止，过5秒后ABC同时喷，喷5秒后全部停止。2在一个控制程序中如何确定定时器的个数？3写出下面梯形图的指令表程序，并分析工作原理；画出x1、M0、Y1、Y2的时序图。其中X1为触点开关。图2.3延时得电延时失电梯形图实验三 霓虹灯控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握定时器及计数器的使用方法。4掌握霓虹灯控制电路设计方法。5熟悉SFC编程方法，分析控制过程中的状态及状态的转移条件。二要求实现的控制功能设计一个霓虹灯控制电路，要求按如下方法控制霓红灯A、B、C的亮灭：1A亮一秒；2B亮一秒；3C亮一秒；4ABC灭一秒；5ABC亮一秒；6ABC灭一秒；7ABC亮一秒；8ABC灭一秒。实验原理图如图3.1所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线)。图3.1实验原理图三实验步骤1确定输入与输出量。2画该控制过程的状态转移图（SFC）。3编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。4进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。5按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2. 画出控制过程的状态转移图。3写出梯形图程序及指令表程序。4画出可编程序控制器的接线图。5观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1添加一个启动和停止按钮，程序该如何改动？2试述使用定时器进行程序控制的方法？3写出下面梯形图的指令表程序，并分析工作原理；画出X0、Y0、Y1、Y2的时序图。其中X1为触点开关。图3.2顺序控制梯形图实验四 电机启动、正反转及Y降压启动控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握电机启动的控制方法。4熟悉电机降压启动的控制方法。二要求实现的控制功能1.设计一个电机起停保控制程序。按下按钮SB1，继电器KM1触点闭合，电机启动，按下按钮SB2电机停止运转。主电路如图4.1（a）所示。实验原理图如图4.2所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线)。2设计一个电机正反转控制程序。按下按钮SB1继电器KM1触点闭合电机正转，按下按钮SB2继电器KM2触点闭合电机反转，按下按钮SB3电机停止运转。主电路如图4.1（b）所示。实验原理图如图4.3所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线)。3设计一个电机Y降压启动控制程序。按下按钮SB1，KM1和KM3触点闭合电机降压启动，0.5秒后KM1和KM2触点闭合电机正常启动。按下按钮SB2电机停止。主电路如图4.1（c）所示。实验原理图如图4.4所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线)。(a) (b) (c)图4.1电机控制主回路图图4.2实验原理图 图4.3实验原理图图4.4实验原理图三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1PLC的内部继电器有哪些？各有什么用途？2PLC程序的执行分为哪几个阶段，是如何执行的？3写出下列语句表的梯形图。0 LD X0 8 AND X71 AND X1 9 ORB2 LD X2 10 ANB3 ANI X3 11 LD M1004 ORB 12 AND M1015 LD X4 13 ORB6 AND X5 14 AND M1027 LD X6 15 OUT Y0实验五 电机转速控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握复位及置位指令的使用方法。4掌握电机控制电路设计方法。5熟悉比较指令的使用方法。二要求实现的控制功能电机转速分为4挡，要求按下按钮1转速逐级提高；按下按钮2转速逐级降低。4级转速分别由四个继电器A、B、C、D控制。按钮1按下一次，继电器A接通；再按下一次继电器B接通，同时继电器A断开第四次按下按钮时继电器D接通，速度级4启动，再按一次按钮1又回到速度级1，如此往复循环；按下按钮2，电机转速逐级下降，每按一次电机转速下降一级。提示：1用一个双向计数器记录按钮按下的次数，按钮1按下时计数器为增计数器，按钮2按下时计数器为减计数器。2用常数1、2、3、4和双向计数器的当前值比较，从而确定接通哪一个继电器。三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1比较指令的源操作元件和目标操作元件分别为什么?2K4M10表示哪几个位软元件？3K2M0中的数据为01010101，向数据寄存器D12中传递后，D12中的数据是什么？4X000分别为ON和OFF时，下面的程序是如何执行的？图5.1子程序调用梯形图实验六 24小时时钟控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握加法和数据传送指令的使用方法。4掌握时钟电路设计方法。5熟悉比较指令的使用方法。二要求实现的控制功能要求编写一个24小时的时钟控制程序，时、分、秒分别放在数据寄存器D0、D1、D2中。提示：1利用M8013，产生一秒的脉冲。2每来一个脉冲，用ADD加法指令使D2中的数据加1，加到60后，让记录分钟的数据寄存器D1加1，同时数据寄存器D2复位；D1中的数据加到60后，让记录小时的计数器D0加1，同时D1清零。三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1不同长度字软元件的数据传送的规则是什么？2什么是字软元件和位软元件？3如果Z值为4，K2X000Z、C7Z分别代表什么？4写出下面梯形图的指令表程序，并分析X1和X2分别为ON后程序是如何执行的？图6.1练习题4图实验七 数据控制功能实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握数据传送指令的使用方法。4熟悉比较指令的使用方法。二要求实现的控制功能1给D0赋值K10；按钮1给D1赋值K0；按钮2给D1赋值K10;按钮3给D1赋值K20。比较D1与D0的大小：当D0<D1时，灯1亮；当D0D1时，灯2亮；当D0>D1时，灯3亮；设计一个控制电路，实现数据大小的比较，并观察输出的结果。2设计一个控制电路，用循环指令计算123+10，并用比较指令验算计算的结果是否正确。三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1如何用变址寄存器V、Z进行32位运算？2说明下面语句实现的功能。0 LD X0011 (D)MOV D10 D12和0 LD X0011 MOV D10 D123如果多个中断同时发生，哪一个的优先级高？如果在中断禁止区发生中断，程序如何处理？4如果程序的扫描时间过长（扫描时间不能再缩短），超过了警戒时钟，程序该如何处理？实验八 混料罐控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握液位控制技巧。4；了解传感器原理及使用方法。二要求实现的控制功能开始运行PLC程序后，先开进料泵1，中液位传感器报警后，关进料泵1，开进料泵2；高液位传感器报警后，关进料泵2，混料泵开；3秒后，关混料泵，出料泵开；低液位传感器报警后，开进料泵1。如图所示。图8.1混料罐示意图提示：1该控制程序有三个输入量，分别是低液位传感器（HLS3）、中液位传感器（HLS2）、高液位传感器（HLS1）。2控制程序有四个输出量，分别是控制进料泵1（HL1）、进料泵2（HL2）、混料泵（HL3）、出料泵（HL4）。三实验步骤1确定输入与输出量。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1通用计时器和积算计时器有什么区别？定时时间分别为多少？2写出下面梯形图的指令表程序，并画出X1、Y1的时序图。图8.2练习题2图实验九 计件实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握传输控制技巧。4了解传感器原理和使用方法。二要求实现的控制功能用按钮控制传送带的起停。按下启动按钮，接到KS2装料箱空信号，启动传送带1，对器件计数；计数到10后，停止传送带1，启动传送带2，计数器清零。三实验步骤1确定输入与输出量。在实验箱上用左上角的转盘模拟传送带1，转盘上的磁钢代表器件；左下角的电梯代表传送带2。当启动实验后电梯第四层亮代表包装箱。输入有3个,分别是：实验箱上DJS1为传感器输出信号，计数器记录信号输出次数；P07为实验启动按钮；KS2为包装箱空信号。输出有2个，分别是：DJTD代表传送带1的启动信号，由转盘代替；SD2代表传送带2的启动信号，由电梯代替。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习写出下面梯形图的指令表程序，并分析X0接通后的2s、4s、6s时，Y0、Y1、Y2、Y3输出情况。图9.1练习题图实验十 传输实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握传输控制技巧。4了解传感器原理和使用方法。二要求实现的控制功能按下启动按钮后，给出YS1（加工工件到位准备进入工位）信号；传送带启动。检测各工位，到工位1时，停1秒，传送带1启动；到工位2时，停1秒，传送带2启动；到工位3时，停1秒，传送带3启动；到料满后结束程序。三实验步骤1确定输入与输出量。输入继电器X0接信号YSS1（代表工位1）；输入继电器X1接信号YSS2（代表工位2）；输入继电器X2接信号YSS3（代表工位3）；输入继电器X3接启动按钮P01。输出继电器Y3接SD2（代表传送带启动信号）；输出继电器Y4接YS1（代表加工工件到位准备进入工位）。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1写出下面梯形图的指令表程序，并画出输出元件的时序图。图10.1练习题1图2什么叫做PLC的扫描周期？扫描周期的时间和什么有关？实验十一 刀具库实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握刀具库的控制技巧。4学习计数器的使用。5了解传感器原理和使用方法。二要求实现的控制功能开始时将转盘1转到传感器的位置，按请求按钮后，控制转盘转动，到达刀具所需位置后转盘停转（加反向转动，所加时间能让转盘在瞬间停住即可：3050ms），取刀具，3秒后将刀具放回。三实验步骤1确定输入与输出量。实验箱左上角的转盘模拟刀具库，转盘上的磁钢代表刀具。输入继电器X0接按钮PO1（代表1号刀具请求信号）输入插孔。输入继电器X1接按钮PO2（代表2号刀具请求信号）输入插孔。输入继电器X2接按钮PO3（代表3号刀具请求信号）输入插孔。输入继电器X3接按钮PO4（代表4号刀具请求信号）输入插孔。输入继电器X4接按钮PO5（代表5号刀具请求信号）输入插孔。输入继电器X5接按钮PO6（代表6号刀具请求信号）输入插孔。输入继电器X6接按钮DJS1；程序运行时，将位转至S1位置。输出继电器Y0接转盘控制通、断的插孔DJTD。输出继电器Y1接刀具取、放（“1”取刀具、“0”放刀具）控制插孔QFD。输出继电器Y2接转盘控制正、反的插孔DJZF。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习1FX1N16MRD 的含义是什么？2PLC的组成部分包括哪些？3PLC包含的指令当中，哪些指令是两步的，哪些是3步的？实验十二 检瓶实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握检瓶工艺及控制方法。4了解传感器原理和使用方法。二要求实现的控制功能按下启动按钮后，接包装箱欠料信号，启动传送带，检测包装瓶，发现空瓶，传送带停止运转，机械手动作，拿走空瓶。三实验步骤1确定输入与输出量。输入继电器X0接JPS1（检查有无包装瓶，“1”有瓶，“0”无瓶）；输入继电器X1接JPK8（检查包装瓶是否为空瓶，“1”满瓶，“0”空瓶）；输入继电器X2接P010启动信号；输入继电器X3接JP5代表检出的空瓶未满（欠料）。输出继电器Y0接SD1（代表传送带启动）；输出继电器Y1接JP2（代表机械手伸出）；输出继电器Y2接JP1（代表机械手动作）；输出继电器Y3接JP3（代表机械手旋转）。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习如果M0到M15分别为0101010101010101，执行下面的程序后，Y0、Y1、Y2、Y3输出为1的有哪些？图12.1练习题图实验十三 电梯模型控制实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握电梯控制的基本技巧。4了解传感器原理和使用方法。二要求实现的控制功能接到请求信号后，停到相应的楼层，开门（开门时蜂鸣器响）。按下关门键关门或延时2秒后自动关门。三实验步骤1确定输入与输出量。输入继电器X0接P08电梯实验启动信号；输入继电器X1接传感器输出S2（第三层到达信号）；输入继电器X2接传感器输出S3（第二层到达信号）；输入继电器X3接传感器输出S4（第一层到达信号）；输入继电器X4接按钮PB3（第三层请求下）；输入继电器X5接按钮PB4（第二层请求上）；输入继电器X6接按钮PB5（第二层请求下）；输入继电器X7接按钮PB6（第一层请求上）；输入继电器X8接按钮3输出插孔PC3（到第三层）；输入继电器X9接按钮2输出插孔PC2（到第二层）；输入继电器X10接按钮1输出插孔PC1（到第一层）；输入继电器X11接（开门信号）按钮；输入继电器X12接（关门信号）按钮；输入继电器X13接传感器S1（第四层达到信号）；输入继电器X14接（第四层请求下）按钮PB1；输入继电器X15接（第三层请求上）按钮PB2；输入继电器X16接（到第四层）按钮4输出插孔PC4。输出继电器Y0接第三层到达指示灯FL3；输出继电器Y1接第二层到达指示灯FL2；输出继电器Y2接第一层到达指示灯FL1；输出继电器Y3接FMQ蜂鸣器（电梯开门）；输出继电器Y4接LED指示灯（电梯关门）；输出继电器Y5接电机通断（电梯起停）TD；输出继电器Y6接电机正反转（电梯升降）ZF；输出继电器Y7接（第三层请求下）指示灯PB03；输出继电器Y8接（第二层请求上）指示灯PB04；输出继电器Y9接（第二层请求下）指示灯PB05；输出继电器Y10接（第一层请求上）指示灯PB06；输出继电器Y11接（到第三层）指示灯PC03；输出继电器Y12接（到第二层）指示灯PC02；输出继电器Y13接（到第一层）指示灯PC01；输出继电器Y14接（到第四层）指示灯FL4；输出继电器Y15接（第四层请求下）指示灯PB01；输出继电器Y16接（第三层请求上）指示灯PB02；输出继电器Y17接（到第四层）指示灯PC04；如果用数码显示到达第几层，分别将Y0接数码显示端1；Y1接数码显示端2；Y2接数码显示端4；Y14接数码显示端8。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习分析下面梯形图的工作原理，并写出指令表程序。图13.1练习题图实验十四 冲压实验一实验目的：1熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法。2熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。3掌握掌握自动冲压机床控制方法。4了解传感器原理和使用方法。二要求实现的控制功能按下启动按钮，进料传送带电机转动，工件到达工位1后进料电机停止；进料吸盘吸住工件；进料机械手把工件送入工作台，直到工件到达工位2后停止；吸料盘放下工件；进料机械手退出加工台；进料机械手后退到位后，冲压模具下降，完成冲压后上升；出料机械手进入工作台；出料吸盘吸住工件；出料机械手退出加工台，直到工件到达工位3停止；出料吸盘放下工件；出料传送带电机转动，运走工件；进料传送带电机转动，运来下一个工件，直到工件到达工位1停止开始下一个循环。三实验步骤1确定输入与输出量。输入继电器X0接启动按键P010输出插孔；输入继电器X1接工位1 到位信号ZJS1；输入继电器X2接工位2 到位信号ZJS2；输入继电器X3接工位3 到位信号ZJS3；输出继电器Y0接ZJ1（代表进料传送电机）；输出继电器Y1接ZJ5（代表出料传送电机）；输出继电器Y2接ZJ2（代表进料机械手控制阀）；输出继电器Y3接ZJ3（代表进料吸盘控制阀）；输出继电器Y4接ZJ4（代表冲压模具控制阀）；输出继电器Y5接ZJ6（代表出料机械手控制阀）；输出继电器Y6接ZJ7（代表出料吸盘控制阀）；输出继电器Y7接传送带启动信号SD1。2编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序。3进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。4按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。四实验报告要求1写出输入和输出量，并分配内部继电器。2写出梯形图程序及指令表程序。3画出可编程序控制器的接线图。4观察实验现象，发现问题找出原因及解决的方法。五思考与练习用两个16位计数器编写程序，计数实现1000000次。33