2471可編程控制器應(yīng)用復(fù)習(xí)

電大可編程控制器應(yīng)用期末復(fù)習(xí)模擬試卷及參考答案一、填空題（每空2分，共30分）1. PLC的輸入/輸出繼電器采用 八 進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)，其它所有軟元件均采用 十 進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)。(八 十)2. PLC的狀態(tài)元件中 (S2S9) 用于初始狀態(tài)。(S2S9)3. 描述PLC的主要技術(shù)指標(biāo)有 、 、 、 、 和特殊功能模塊六種。(I/O總點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)容量掃描速度內(nèi)部寄存器編程語(yǔ)言與指令系統(tǒng))4. PLC的輸出形式主要有 輸出、 輸出和 輸出三種。(繼電器晶體管晶閘管)5. 說(shuō)明下列指令意義。 MOV RST ORB LD (數(shù)據(jù)傳送指令復(fù)位指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令取指令)6、可編程序控制器采用微處理器作為中央處理單元，可以對(duì) 進(jìn)行控制，也可以對(duì) 進(jìn)行控制。 (邏輯量 模擬量)7、PLC具有邏輯運(yùn)算功能，能夠描述繼電器觸點(diǎn)的 和 等各種連接。(串聯(lián) 并聯(lián))8、PLC具有 和 功能，完成對(duì)模擬量的控制與調(diào)節(jié)。(模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換） 數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A轉(zhuǎn)換）9、按結(jié)構(gòu)形式分類，PLC可分為 式和 式兩種。(整體式 模塊式)10、 模塊是可編程序控制器系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心。(CPU)11、 是安裝可編程控制器各類模板的機(jī)架，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。(導(dǎo)軌)12、 模板用于對(duì)PLC內(nèi)部電路供電。(電源)13、 是用來(lái)將輸入端不同電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電平信號(hào)。(輸入電壓轉(zhuǎn)換)14、輸出電平轉(zhuǎn)換是用來(lái)將 控制的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備所需的電壓或電流信號(hào)。(微處理器)15、 是在微處理器與I/O回路之間采用的防干擾措施。(電氣隔離)16、S7-300/S4-400可以通過(guò) 接口組成PLC網(wǎng)絡(luò)。多點(diǎn)接口（MPI）17、MPI是 的簡(jiǎn)稱，MPI網(wǎng)采用 的通信模式。（多點(diǎn)接口 全局?jǐn)?shù)據(jù)（或GD）18、全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）通信方式以 分支網(wǎng)為基礎(chǔ)，是為循環(huán)的傳送少量數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。（多點(diǎn)接口（MPI）19、 通信方式以MPI分支網(wǎng)為基礎(chǔ)，是為循環(huán)的傳送少量數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。（全局?jǐn)?shù)據(jù)（或GD）20、可編程序控制器系統(tǒng)中，主站之間的通信方式為 ，主站與從站之間為 ，以及這兩種方式的混合。（令牌方式 主從方式）21、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)由 、從站、 等構(gòu)成。（主站 網(wǎng)絡(luò)部件）22、DCS是 的簡(jiǎn)稱，由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)。（集散控制系統(tǒng)）二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1. 簡(jiǎn)述PLC的硬件結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)1.答： PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，硬件主要由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、采用掃描工作方式的I/O接口電路和電源等組成。PLC的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序組成。2. 什么叫掃描工作方式？什么叫掃描周期？它主要受哪些影響？2. 答：與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，PLC的CPU是采用分時(shí)操作的原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，隨著時(shí)間的延伸一個(gè)動(dòng)作接一個(gè)動(dòng)作順序地進(jìn)行。這種分時(shí)操作進(jìn)程稱為CPU對(duì)程序的掃描。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中按序號(hào)順序排列。CPU從第一條指令開(kāi)始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束。然后，返回第一條指令開(kāi)始新的一輪掃描，這就是PLC的掃描工作方式。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次掃描過(guò)程中還要完成輸入、輸出處理等工作。掃描一次所用的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)短，首先與每條指令執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，其次與指令類型及包含指令條數(shù)的多少有關(guān)。3. 可編程控制器梯形圖編程規(guī)則的主要內(nèi)容是什么？3. 答：梯形圖程序編程的基本原則包括：（1）梯形圖中的階梯都是始于左母線終于右母線。（2）接點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不要畫在垂直線上。（3）并聯(lián)塊串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將接點(diǎn)多的支路放在梯形圖的左方。串聯(lián)塊并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將接點(diǎn)多的并聯(lián)支路放在梯形圖的上方。（4）不宜使用雙線圈輸出。4. 為什么稱PLC的內(nèi)部繼電器為軟繼電器？和硬件繼電器相比，軟繼電器的觸點(diǎn)在使用上有何特點(diǎn)？ 4. 答：PLC內(nèi)部的繼電器并不是實(shí)際的硬繼電器，而是PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)單元。因此，稱為“軟繼電器”，梯形圖是由這些“軟繼電器”組成的梯形圖控制線路圖，它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系的連接，稱為“軟連接”。當(dāng)存儲(chǔ)單元某位狀態(tài)為1時(shí)，相當(dāng)于某個(gè)繼電器線圈得電；當(dāng)該位狀態(tài)為0時(shí)，相當(dāng)于該繼電器線圈斷電。軟繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)可以在程序中使用無(wú)數(shù)多次5、傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？答：傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)為“硬接線”程序控制系統(tǒng)，通過(guò)修改控制器件和接線來(lái)改變控制功能；可編程控制系統(tǒng)為“軟接線”程序控制系統(tǒng)，通過(guò)修改PLC程序并改動(dòng)少量接線端子來(lái)改變控制功能。6、簡(jiǎn)述可編程控制器的特點(diǎn)。 答：高可靠性，應(yīng)用靈活，編程簡(jiǎn)單，但價(jià)格較高。（詳細(xì)解答也可）7、可編程控制器的性能指標(biāo)有哪些？ 答：衡量PLC的性能指標(biāo)分為硬件指標(biāo)和軟件指標(biāo)。硬件指標(biāo)包括環(huán)境溫度、濕度、抗干擾能力、使用環(huán)境和輸入輸出特性等；軟件指標(biāo)包括掃描速度、存儲(chǔ)容量、指令功能和編程語(yǔ)言等。8、可編程控制系統(tǒng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、集散控制系統(tǒng)的主要區(qū)別在哪些？答：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)適用于要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制；集散控制系統(tǒng)在模擬量處理和回路調(diào)節(jié)方面具有優(yōu)勢(shì)，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能；可編程控制系統(tǒng)在數(shù)字處理和順序控制方面具有優(yōu)勢(shì)，主要側(cè)重于開(kāi)關(guān)量順序控制，具有很高的可靠性和抗干擾性。9、簡(jiǎn)述可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及其各部分功能。答：（1）導(dǎo)軌：安裝PLC各類模塊的機(jī)架；（2）電源模塊：用于對(duì)PLC供電；（3）CPU模塊：CPU模塊為系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心，根據(jù)系統(tǒng)的程序要求接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)，診斷PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，完成用戶程序規(guī)定的運(yùn)算任務(wù)，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)輸出控制和數(shù)據(jù)通信等功能；（4）輸入輸出模板：連接CPU模板與現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出元件或設(shè)備。10、PLC配置電氣隔離的作用是什么？ 答：電氣隔離是在微處理器與I/O回路之間采用的防干擾措施。11、西門子（SIEMENS）公司有哪些主要系列的PLC產(chǎn)品？可以采用哪幾種編程語(yǔ)言？答：西門子（SIEMENS）公司主要的PLC產(chǎn)品有早期的S3系列、S5系列和當(dāng)前的S7系列。S7系列可采用的編程語(yǔ)言如下：（1）梯形圖（LAD）；（2）語(yǔ)句表（STL）；（3）功能塊圖/邏輯功能圖（FBD）；（4）標(biāo)準(zhǔn)控制語(yǔ)言（SCL）；（5）順序控制（S7-Graph）；（6）連續(xù)功能圖（CFC）。12、集散控制系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答：集散控制系統(tǒng)在模擬量處理和回路調(diào)節(jié)方面具有優(yōu)勢(shì)，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能；可編程控制系統(tǒng)在數(shù)字處理和順序控制方面具有優(yōu)勢(shì)，主要側(cè)重于開(kāi)關(guān)量順序控制。13、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)適用于要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制；可編程控制系統(tǒng)具有很高的可靠性和抗干擾性。14、在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為重要的原則是什么？答：在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為重要的原則是滿足控制對(duì)象的控制要求、確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠性、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。三、請(qǐng)寫出以下指令表對(duì)應(yīng)的梯形圖（每小題8分，共16分）1 LDX000ORY001ANIX003ANIY002OUTY001LDX002ORY002ANIX003ANIY001OUTY002END1.X000Y001Y002X003Y001Y002X003X002Y002Y0012.LDX000ORX001LDX002ANDX003LDIX004ANDX005ORBORX006ANBORX003OUTY000ENDY0002. X003X002X001X000X005X004X006X003 3. LD I0.1A I0.2AN I0.3= M0.0LDN I0.1O I0.2O I0.3A I0.4NOT= M0.1四、請(qǐng)寫出以下梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表（每小題10分，共20分）1.1 LDIX0 ANDX1LDX2ANIX3ORBANDX4LDIX5ANDX7LDX6ANIM3ORBANBANIX10ANDX11OUTT0K100ANDTOOUTY222. LDX000SETS20STLS20OUTY000 LDX001SETS21STLS21OUTY002LDX002SETS22STLS22OUTY003LDX003SETS26STLS26OUTY006LDX004OUTS213LDN M0.0A M0.1= Q4.1 LDN M0.0= Q4.24。LD M0.0 AN I0.1= M0.3A T5= Q0.0AN M0.4= Q0.15. LD I0.3A C20ON I0.1A I0.2= Q2.1 LDN I0.1A C20O I0.3AN I0.4= Q2.2五、計(jì)算題（共14分）1. 三菱電機(jī)FX2-40MR基本單元，其輸入/輸出點(diǎn)數(shù)為24/16，用戶程序?yàn)?000步基本指令，PLC運(yùn)行時(shí)不連接上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)。I/O掃描速度為0.03ms/8點(diǎn)，用戶程序的掃描速度取0.74s/步，自診斷所需時(shí)間設(shè)為0.96ms，試計(jì)算一個(gè)掃描周期所需的時(shí)間為多少？1. 解：掃描I/O的時(shí)間：T1=0.03ms40/8點(diǎn)=0.15ms 掃描程序的時(shí)間：T2=0.74s1000步=0.74ms 自診斷的時(shí)間： T3=0.96ms通信的時(shí)間： T4=0 掃描周期：T=T1+T2+T3+T4=（0.15+0.74+0.96）ms =1.85ms六、分析題1、某控制系統(tǒng)選用CPU224，其中模擬量擴(kuò)展模塊以2字節(jié)遞增的方式來(lái)分配地址。請(qǐng)按表中介紹的模塊連接形式，填寫模塊1和模塊3的地址分配。主機(jī)CPU224模塊1 DI4/DO4DC24V模塊2 DI8DC24V模塊3 AI4/AO112位模塊4 DI4/DO4DC24V模塊5 AI4/AO112位I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.5I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7 Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.71.答案主機(jī)CPU224模塊1 DI4/DO4DC24V模塊2 DI8DC24V模塊3 AI4/AO1模塊4 DO8DC24V模塊5 AI4/AO1I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.5I2.0 Q2.0I2.1 Q2.1I2.2 Q2.2I2.3 Q2.3I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7AIW0 AQW0AIW2 AIW4 AIW6 Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW142、某控制系統(tǒng)選用CPU224，請(qǐng)按表中介紹的模塊連接形式，填寫模塊1、模塊3和模塊4的地址分配。主機(jī)CPU224模塊1 EM221 DI8DC24V模塊2 EM222 DO8DC24V模塊3 EM235 AI4/AO112位模塊4 EM223 DI4/DO4DC24V模塊5 EM235 AI4/AO112位I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.1Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW142.答案主機(jī)I/O模塊1I/O模塊2I/O模塊3I/O模塊4I/O模塊5I/OI0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.1I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7AIW0 AQW0AIW2AIW4AIW6I3.0 Q3.0I3.1 Q3.1I3.2 Q3.2I3.3 Q3.3AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW14六、設(shè)計(jì)題1、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的電路如下圖（a）所示；PLC控制的接線如圖（b）所示。當(dāng)按下正向啟動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反向啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；停機(jī)時(shí)按下停機(jī)按鈕SB3。過(guò)載是熱繼電器FR動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停止。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。 圖（a）電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 圖（b）PLC控制接線圖1、(1) 表 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路IO分配表(2) 選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc)圖 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的PLC控制程序2、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的關(guān)聯(lián)控制：在某機(jī)械裝置上裝有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)按下正向起動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)一正轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反向起動(dòng)按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)一反轉(zhuǎn)；只有當(dāng)電動(dòng)機(jī)一運(yùn)行時(shí)，并按下起動(dòng)按鈕SB4，電動(dòng)機(jī)二才能運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)二為單向運(yùn)行；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)有同一個(gè)按鈕SB1控制停止。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。2、（1）關(guān)聯(lián)控制功能的I/O分配表SB1I0.0總停按鈕，常閉觸點(diǎn)SB2I0.1電動(dòng)機(jī)一正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)SB3I0.2電動(dòng)機(jī)一反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)SB4I0.3電動(dòng)機(jī)二起動(dòng)按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)KM1Q2.1電動(dòng)機(jī)一正轉(zhuǎn)運(yùn)行KM2Q2.2電動(dòng)機(jī)一反轉(zhuǎn)運(yùn)行KM3Q2.3電動(dòng)機(jī)二運(yùn)行（2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc)圖 電動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)控制的PLC控制程序3、用接在輸入端的光電開(kāi)關(guān)SB1檢測(cè)傳送帶上通過(guò)的產(chǎn)品，有產(chǎn)品通過(guò)時(shí)SB1為常開(kāi)狀態(tài)，如果在10s內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)品通過(guò)，由輸出電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，用外接的開(kāi)關(guān)SB2解除報(bào)警信號(hào)。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖；（3）寫出對(duì)應(yīng)的指令表程序。3、（1）產(chǎn)品檢測(cè)控制電路I/O分配表SB1I0.0光電開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸點(diǎn)SB2I0.1解除報(bào)警開(kāi)關(guān)，常閉觸點(diǎn)Q0.0報(bào)警信號(hào)T37時(shí)間繼電器（2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc)圖 產(chǎn)品報(bào)警檢測(cè)的PLC控制程序4、下圖是小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的主電路和繼電器控制電路圖。其中KMl和KM2分別是控制正轉(zhuǎn)運(yùn)行和反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器。用KMl和KM2的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電機(jī)的三相電源的相序，即可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。圖中的FR是熱繼電器，在電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，它的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KMl和KM2的線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。工作時(shí)，按下右行起動(dòng)按鈕SB2或左行起動(dòng)按鈕SB3后，要求小車在左限位開(kāi)關(guān)SQ1和右限位開(kāi)關(guān)SQ2之間不停的循環(huán)往返，直到按下停止按鈕SB1。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。圖 小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的繼電器控制電路圖4、（1）小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制電路I/O分配表SB1I0.2停止按鈕，常閉觸點(diǎn)SB2I0.0右行起動(dòng)按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)SB3I0.1左行起動(dòng)按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)SQ1I0.3左限位開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸點(diǎn)SQ2I0.4右限位開(kāi)關(guān)，常開(kāi)觸點(diǎn)FRI0.5熱保護(hù)，常閉觸點(diǎn)KM1Q0.0正轉(zhuǎn)運(yùn)行KM2Q0.1反轉(zhuǎn)運(yùn)行（2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc)圖 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的PLC控制程序3、由兩臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)M1、M2組成的控制系統(tǒng)的工作工程為：當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB1電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)工作；延時(shí)5s后，電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)工作；當(dāng)按下停止按鈕SB2，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)；若電動(dòng)機(jī)M1過(guò)載，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)；若電動(dòng)機(jī)M2過(guò)載，則電動(dòng)機(jī)M2停機(jī)而電動(dòng)機(jī)M1不停機(jī)。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。（1）電動(dòng)機(jī)控制的I/O分配表SB1I0.0起動(dòng)按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)SB2I0.1停機(jī)按鈕，常閉觸點(diǎn)FR1I0.2電動(dòng)機(jī)M1熱保護(hù)，常閉觸點(diǎn)FR2I0.3電動(dòng)機(jī)M2熱保護(hù)，常閉觸點(diǎn)KM1Q2.1電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行KM2Q2.2電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)行T38時(shí)間繼電器(2)選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc)第11頁(yè)（共11頁(yè)）