可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用習(xí)題全部答案(湖南科技大學(xué)信息學(xué)院適用)

1、可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用習(xí)題集老師點(diǎn)的題目的答案（全）第一章概述1.1簡述可編程控制器的定義答：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。定義表明了可編程控制器的本質(zhì)特征、功能、設(shè)計(jì)原則、適應(yīng)環(huán)境。1.2可編程控制器的主要特點(diǎn)有哪些？答：主要有7個(gè)特點(diǎn)。（1）編程方法簡單易學(xué)。梯形圖是使用最多的可編程控制器的編

2、程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理相似；梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。（梯形圖的兩個(gè)特征）梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的高級(jí)語言，可編程控制器在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言后執(zhí)行。與直接用匯編語言編寫的程序相比，它的執(zhí)行時(shí)間要長些，由于可編程控制器的運(yùn)算速度不斷提高，對于一般的控制設(shè)備來說，執(zhí)行速度完全滿足要求。（可編程控制器的程序執(zhí)行過程與特點(diǎn)）（2）功能強(qiáng)，性價(jià)比高一臺(tái)小型可編程控制器內(nèi)部有成百上千個(gè)內(nèi)部繼電器，幾十到幾百個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，幾十個(gè)特殊繼電器，功能很強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能；一臺(tái)可編程控制器可以控制幾臺(tái)設(shè)備，還可以聯(lián)網(wǎng)通信。實(shí)現(xiàn)分散控制、

3、集中管理。（功能強(qiáng)大）（3）配件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編程控制器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊炭刂破鞯陌惭b接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線，可編程控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。（配套齊全，使用方便）硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。（適應(yīng)性）（4）無觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。觸點(diǎn)和接線多，難免接觸不良，容易出故障?？删幊炭刂破饔密浖娲罅康?/p>

4、中間繼電器和時(shí)間繼電器，剩下少量的與輸入和輸出有關(guān)的接線，一般為繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，接觸不良造成的故障率大大減低。（無觸點(diǎn)免配線的優(yōu)勢）可編程控制器采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，如濾波、隔離、屏蔽、自診斷、自恢復(fù)等。有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，可編程控制器已被廣大用戶認(rèn)為是最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（抗干擾措施，可靠性指標(biāo)）（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小可編程控制器用軟件功能取代繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。(以軟代硬的優(yōu)勢)對于復(fù)雜的控

5、制系統(tǒng)，梯形圖設(shè)計(jì)所花的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于繼電器電路花的時(shí)間。可編程控制器的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，輸出信號(hào)的狀態(tài)可以觀察控制器上的發(fā)光二極管，測試好后再將可編程控制器安裝在現(xiàn)場調(diào)試，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，調(diào)試的時(shí)間比繼電器少得多。維修工作量小，維修方便可編程控制器的故障很低，并且有完善的自診斷和顯示功能?？删幊炭刂破骰蛲獠康妮斎胙b置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速查明故障原因，排出故障。體積小，能耗低可編程控制器的使用，減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2-1/10

6、。能耗也大大降低。1.3與一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，可編程控制器有哪些優(yōu)勢？答：1.PLC的工作環(huán)境要求比PC低，PLC抗干擾能力強(qiáng)2.PLC編程比PC編程簡單易學(xué)3.PLC設(shè)計(jì)調(diào)試周期短4.PC應(yīng)用領(lǐng)域與PLC不同5.PLC維護(hù)比PC容易1.4與一般的繼電器控制系統(tǒng)相比，可編程控制器有哪些優(yōu)勢？答：PLC與繼電器控制的區(qū)別主要體現(xiàn)在：組成器件不同，PLC中是軟繼電器；觸點(diǎn)數(shù)量不同，PLC編程中無觸點(diǎn)數(shù)的限制；實(shí)施控制的方法不同，PLC主要是軟件編程控制，而繼電器控制依靠硬件連線完成1.5可編程控制器可以用在哪些領(lǐng)域？答：主要應(yīng)用領(lǐng)域有5個(gè)。開關(guān)量邏輯控制運(yùn)動(dòng)控制閉環(huán)過程控制數(shù)據(jù)處理通信聯(lián)網(wǎng)可

7、編程控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺(tái)可編程控制器之間的通信、可編程控制器與其他智能設(shè)備(計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置)之間的通信，可以組成集中管理、分散控制的分布式控制系統(tǒng)。第二章可編程控制器的硬件與工作原理2.1簡述可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)答：(1)可編程控制器主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源四個(gè)部分組成。輔助繼電器的線圈斷電時(shí)，其常開點(diǎn)斷開，常閉點(diǎn)閉合。FX系列型號(hào)名稱含義：三菱FX2N48MR有48個(gè)I/O點(diǎn)，繼電器輸出型的基本單元。課本24頁。2-2簡述可編程控制器的掃描工作過程。答：可編程控制器有兩種基本工作狀態(tài)，即運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，可編程控制器通過

8、執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，為使可編程控制器的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不停地重復(fù)執(zhí)行，直到可編程控制器停機(jī)或切換到STOP狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序外，在每次循環(huán)過程中，可編程控制器還要完成內(nèi)部處理、通信等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段：內(nèi)部處理階段、通信服務(wù)階段、輸入處理階段、程序執(zhí)行階段、輸出處理階段，可編程控制器的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時(shí)完成的。內(nèi)部處理1通信服務(wù)1輸入處理1程序執(zhí)行輸出處理2-3可編程控制器常用哪幾種存儲(chǔ)器？它們各有什么特點(diǎn)？分別用來存儲(chǔ)什么

9、信息?存儲(chǔ)器特點(diǎn)存儲(chǔ)信息RAM工作速度高;斷電后信息丟失存儲(chǔ)各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào)試的程序。ROM只能讀，不能寫；斷電后，仍能保存存儲(chǔ)內(nèi)容存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。？2-4交流輸入模塊與直流輸入模塊各有什么特點(diǎn)？它們分別適用于什么場合？答：直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，用于直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接;交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。2-5開關(guān)量輸出模塊有哪幾種類型？它們各有什么特點(diǎn)?輸出形式特點(diǎn)繼電器輸出低速大功率可控硅輸出高速大功率晶體管輸出高速小功率2.-6可編程控制器有哪幾種編程器？各有什么特點(diǎn)?答：編程設(shè)備可以是專用的手持式的編

10、程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。1.補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)：繼電器在控制系統(tǒng)中的作用：功率放大；電氣隔離；邏輯運(yùn)算。第三章可編程控制器的編程語言與基本邏輯指令復(fù)習(xí)題3-1至3-9,3-11,3-153-1填空外部的輸入電路接通時(shí)，對應(yīng)的輸入映象寄存器為1狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。若梯形圖中輸出繼電器的線圈通電，對應(yīng)的輸出映象寄存器為1狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開點(diǎn)閉合，外部負(fù)載通電定時(shí)器的線圈通電時(shí)開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)其常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開通用定時(shí)器的線圈斷電時(shí)被復(fù)位，復(fù)位后其常開點(diǎn)斷開，常閉點(diǎn)閉合，

11、當(dāng)前值等于0計(jì)數(shù)器的復(fù)位輸入電路斷開，計(jì)數(shù)輸入電路由斷開變?yōu)榻油?，?dāng)前值小于設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1計(jì)數(shù)當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，其常開點(diǎn)接通，常閉點(diǎn)斷開。再來計(jì)數(shù)脈沖時(shí)當(dāng)前值保持不變。復(fù)位輸入電路接通時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，復(fù)位后其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通當(dāng)前值等于。OUT指令不能用于輸入繼電器。M8002是初始化脈沖，當(dāng)PLC由stop變?yōu)閛n時(shí)，它ON一個(gè)掃描周期，當(dāng)可編程控制器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，M8000一直為ON與主控觸點(diǎn)下端相連的常閉觸點(diǎn)應(yīng)使用LDI指令。(9)編程元件只有輸入繼電器和輸出繼電器的元件號(hào)采用八進(jìn)制數(shù)。答:LDX0ANDX5ORY1OUTT2ANITOORBOUTYOK15LD

12、M100LDIY1ANDX6ENDANDX4ORCOOUTM110ORIX2ANBANIX73-2寫出圖中的指令表程序3-3寫出圖3.38所示梯形圖的指令表程序X)HfX5T1X2TYllX14M24X7UpXD廠HlMl12HK30S3.39LDX1ORM24OUTY15OUTT133ORIX5ANDX14ANIX7K30LDT1ORBOUTY2ANIX2ANBANDM112LDIY11ORX0INV3-4畫出下列指令表對應(yīng)的梯形圖LDXOANDM4ORX5ANIM102ORIXIORBANBOUTMIOANIX3LDIX2ORIM7ANIX5LDT1ANDlK-LX4OUTYOOUTM10

13、5答3PMuT(4IMN3-5畫出下面的指令表程序?qū)?yīng)的梯形圖:LDM12LDX2ORM110OUTT6ORIXIANDX3OUTY5K40LDT1ORBANIX5ANIY1ANBANDX6|M佇3-6寫出3.40所示梯形圖的指令表程序LDIX7ANIM3OUTY4OUTY2ANDX0OUTY0MPPMPSMRDANDX3ANDXIANDX2ORIT23-7用進(jìn)棧、讀棧和出棧指令寫出圖3.41對應(yīng)的指令表程序。X7XDXINBX2T卜X3TFT2s)3.41圖題3-73-8用主控指令畫出圖示的等效梯形圖。答:HHXIX2iT羊MCN0M100M100(a)(b)3-9改畫圖3.43中的梯形圖，

14、使對應(yīng)的指令程序最短。答:3-11畫出圖中Y0的波形圖X0MOnMlYO3-15指出圖中的錯(cuò)誤答:錯(cuò)誤有7處。第四章功能指令1填空（1）執(zhí)行CJP指令的條件（不滿足）時(shí)，將執(zhí)行（標(biāo)號(hào)）和（CJP）指令之間的指令。（2）操作數(shù)K2X10表示（2）組位元件，既由（X1OX17）組成的（8）位數(shù)據(jù)。（3）圖4.122中的功能指令在X1（由OFF變?yōu)镺N）時(shí)，將（D11、D10）中的（32）位數(shù)據(jù)傳送到（D13，D12）中。4-3用ATL（交替輸出）指令設(shè)計(jì)一個(gè)子程序，當(dāng)XI為ON時(shí)，每0.5s改變一次Y0的狀態(tài)，每Is改變一次Y1的狀態(tài)，在主程序中調(diào)用該程序。第五章梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法1至5-95-

15、1簡述劃分步的原則答：步是根據(jù)PLC輸出狀態(tài)的變化來劃分的，在步內(nèi)，輸出狀態(tài)不變，但相鄰步之間輸出狀態(tài)不同，這樣邏輯關(guān)系簡單。5-2簡述轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件和轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)完成的操作。答：轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件：（1）該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步；（2）相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)完成的操作：使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)步。使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步。5-3設(shè)計(jì)滿足圖示的波形圖的梯形圖xonA!ILYO|YlIL圖5.24圖題57答:5-4在按鈕X0按下后Y0變?yōu)镺N并自保持,TO定時(shí)5s后，用CO對X12輸入的脈沖計(jì)數(shù),計(jì)滿3個(gè)脈沖后，Y0變?yōu)镺FF,同

16、時(shí)CO復(fù)位，在可編程控制器剛開始執(zhí)行用戶程序時(shí)CO也被復(fù)位，設(shè)計(jì)梯形圖。coX0Y0X0Y0TOK3TOCOYO5sXI7s26答C44K5O梯形圖如右:5-5試設(shè)計(jì)滿足圖5.26所示波形的梯形圖。題5亠5M8OO2X12X12ENDXP-一輕l/h-（s）1XiTO111丿K70RSTCO5-6設(shè)計(jì)滿足圖示波形的梯形圖XOOOX002Y000)Y000卄XT)XIX2X3_nnnn如iX001卄X002(Y001YIY2Y001卄圖5.27圖題5-6答:57題目篇幅較長，詳見課本128頁順序功能圖如下：XOOLX003(Y002順序功能圖如下:588i59順序功能圖如下:-一M妙2*_*卅3

17、第六章順序控制梯形圖的編程方式6-1答：6-2答:6-3答:圖46圖題6-34設(shè)計(jì)圖示的順序功能圖的梯形圖程序X4X5答:X4M0IM5IIM1111M80021M0M5M1M5X1M5M3M3M56-5設(shè)計(jì)圖示的順序功能圖的梯形圖解法一，起保停編程方式M3M0M0M1M0M4M1M2M2M3解法二，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式M8002M0M1M2M3M1M2M3M46-12如圖所示兩條運(yùn)輸帶順序相連,按下起動(dòng)按鈕,2號(hào)運(yùn)輸帶開始運(yùn)行,5s后1號(hào)運(yùn)輸帶自動(dòng)起動(dòng)。停機(jī)的順序剛好相反，間隔仍為5s。畫出順序功能圖，設(shè)計(jì)出梯形圖程序1號(hào)答：順序功能圖如下K50K50 xo起動(dòng)按鈕Xl_停止按鈕Yl1號(hào)運(yùn)輸帶Y22號(hào)運(yùn)輸帶梯形圖如下SOnl-lXO-S20nM8002SETSETSOS20K50TOSETS21S21nnS22nnXISETS22T1/JSOY2K50T1RET6-16寫出圖示梯形圖的指令表程序S21rmS24口口X2SETS22S22X3RET指令表程序如下:STLS21SETS22LDX3STLS24STLS22OUTS0LDX2OUTY3RST第七章可編程序在工業(yè)中的應(yīng)用7-1、PLC選型應(yīng)考慮哪些