PLC课后习题答案之欧阳化创编.docx

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PLC课后习题答案之欧阳化创编

可编程序控制器习题答案

时间：

2021.02.06

创作：

欧阳化

第一章习题答案

1、什么是可编程序控制器？

答：

可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。

2、可编程序控制器主要有哪些特点？

答：

1、可靠性高，抗干扰能力强

2、通用性强，使用方便

3、程序设计简单，易学易懂

4、采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便

5、系统设计周期短

6、安装简便，调试方便，维护工作量小

7、对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产

3、举例说明可编程序控制器目前的应用场合。

答：

可编程序控制器的应用形式主要有以下几种类型：

1.开关逻辑控制

2.模拟量控制

3.顺序（步进）控制

4.定时控制

5.计数控制

6.闭环过程控制

7.数据处理

8.通信和联网

针对以上的应用形式，目前可编程序控制器已广泛地应用在选煤、酿酒、化工、反应堆、锅炉以及位置和速度等控制中。

4、简述PLC的发展概况和发展趋势。

答：

1、向高速、大存储容量方向发展

2、向多品种方向发展

a、在结构上由整体结构向小型模块化方向发展，使系统配置更加方便灵活。

b、开发更丰富的I/O模块

c、PLC的规模向两端发展

d、发展容错技术

e、增强通信网络功能

f、实现软、硬件标准化

第二章习题答案

1、可编程序控制器主要构成有哪几部分？

各部分功能是什么？

答：

可编程序控制器主要有中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等组成。

中央处理器包括微处理器和控制接口电路，微处理器是PLC的运算和控制中心，能实现逻辑运算、数字运算、协调控制系统内部各部分功能的作用，控制接口电路是微处理器与主机内部其他单元进行联系的部件，主要有数据缓冲、单元选择、信号匹配、中断管理等功能。

存贮器主要用于存储系统程序和用户程序等功能。

输入/输出单元是可编程序控制器的CPU与现场输入、输出装置或其他外部设备之间的连接接口电路。

电源单元是PLC的电源供电部分，他的功能是把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。

2、可编程序控制器与继电接触器控制相比有何优缺点？

答：

可编程序控制器控制比继电器控制具有更多的优点：

可编程序控制器的控制速度比较快，而且所需要的硬件成本也比较低，比较继电器来说最重要的是可靠性比较高。

3、可编程序控制器与个人计算机工作方式有何不同？

答：

可编程序控制器是工业控制计算机的一种，它的工作原理与计算机十分相似，而主要区别是可编程控制器采用的是循环扫描的工作方式，并且伴有输入、输出延迟的现象。

个人计算机的工作原理是各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来，整个过程由控制器进行控制。

4、可编程序控制器的输入/输出处理规则是什么？

答：

（1）输入映像寄存器的内容，由上一个扫描周期输入端子的状态决定

（2）输出映像寄存器的状态，由程序执行期间输出指令的执行结果决定

（3）输出锁存器的状态，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器的状态决定

（4）输出端子板上各输出端的状态，由输出锁存器来决定

（5）执行程序时所用的输入、输出状态值，取决于输入、输出映像寄存器的状态。

5、试述可编程序控制器的工作原理？

答：

首先建立I/O映像区，将采集到的输入信号状态存放在输入映像区对应的位上，然后PLC执行循环扫描的工作方式，当所有指令执行完毕后，CPU将输出映像区的内容存到输出锁存器，然后传到输出端子，最后驱动输出负载。

6、可编程序控制器的滞后现象是怎样产生的？

答：

由于可编程序控制器采用的是循环扫描的工作方式，对信息进行串行处理，把处理好的结果存储在输出映像寄存器内，待所有程序执行完后输出执行结果，这就造成滞后现象的发生，同时编程中语句指令的安排也会影响响应时间。

7、梯形图编程语言为什么是可编程序控制器的主要编程语言？

答：

因为可编程控制器是在传统的继电器控制发展起来的，而梯形图是与电气控制电路图相呼应的图形语言，它沿用了继电器、触点、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，梯形图是融逻辑操作、控制于一体，面向对象的、实用的、图形化的编程语言，梯形图信号流向清楚、简单、易懂，很适合电气工程人员使用，所以说梯形图编程语言是可编程序控制器的主要编程语言。

第三章习题答案

1、梯形图的来源是什么？

答：

梯形图是在继电器、触点、串并联等符号和术语基础上发展而成的一种编程语言，梯形图具有传统继电器的特点，简单直观、易懂的特点很适合电气工程人员使用。

2、画出下面指令语句表对应的梯形图

（1）序号指令数据

0LDX0

1ANIX1

2LDX4

3ANDY0

4ORB

5LDIX2

6ANDX3

7LDM0

8ANIX5

9ORM1

10ORB

11ANB

12LDX6

13ANIX7

14ORB

15OUTY0

16END

答案：

（2）序号指令数据

1LDX0

2ANIT0

3LDX1

4ANDX4

5ORIY2

6ANDX5

7ORB

8LDIX6

9ORC1

10ANB

11ORY1

12OUTY0

13ANDX7

14OUTY2

15ANDX8

16OUTT2

K600

17END

答：

3、根据下面梯形图写出相应的指令语句表

（a）

答：

序号指令数据

0LDX1

1ORY2

2ANIT451

3OUTY2

4ANIX1

5OUTT451

K19

（b）

答：

序号指令数据

0LDX503

1ANIM104

2OUTM103

3LDX503

4OUTM104

5LDM103

6ANIY531

7LDIM103

8ANDY531

9ORB

10OUTY531

（c）

答：

序号指令数据

0LDX1

1ORY0

2ANIX2

3ORX3

4LDIT0

5ANDM0

6LDY1

7ORIX4

8ANIM1

9ANDX5

10ANB

11ORM2

12OUTYO

13OUTY1

4、按下按钮X0后，YO接通并保持，15s后Y0自动断开，试设计其梯形图程序。

答：

5、按下按钮X1后，YO接通并保持，5s后Y1接通，按下按钮X0后，Y0、Y1同时断开，试设计其梯形图程序。

答：

6、光电开关检测传送带上通过的产品数量，有产品通过时信号灯亮并计数；如果10s内没有产品通过则发出报警信号，报警信号只能手动解除，试设计其梯形图程序。

答：

X0产品通过传送带的信号

X1手动开关

Y0信号指示灯

Y1报警信号

7、设计三层电梯控制程序，要写出梯形图及指令表。

规定I/O编号（PB为层呼叫按钮；LS为层限位开关；F为层指示灯）：

输入：

PB3X0；PB2X1；PB1X2；LS3X3；LS2X4；LS1X5

输出：

上升Y01；下降Y00；1FY10；2FY09；3FY08

动作要求：

a）电梯停在1层或2层时，按3F，则电梯上升至LS3停。

b）电梯停在3层或2层时，按1F，则电梯下降至LS1停。

c）电梯停在1层时，按2F，则电梯上升至LS2停。

d）电梯停在3层时，按2F，则电梯下降至LS2停。

e）电梯停在1层时，而2F、3F均有人呼叫时，则电梯上升LS2时暂停2秒后继续上升至LS3停。

f）电梯停在3层时，而1F、2F均有呼叫时，则电梯下降至LS2时暂停2秒后继续下降至LS1停。

g）当电梯在上升途中，任何反方向（下降）按钮均无效。

h）当电梯在下降途中，任何反方向（上升）按钮均无效。

答：

I/O端子分配如下：

输入：

PB3X0

PB2X1

PB1X2

LS3X3

LS2X4

LS1X5

输出：

上升Y01

下降Y00

1FY10

2FY09

3FY08

三层楼电梯控制梯形图如下所示：

第四章习题答案

1、用PLC对自动售货机进行控制，根据工作要求，写出梯形图及指令表：

工作要求：

（1）此售货机可投入1元、2元、或10元硬币。

（2）当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。

（3）当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。

（4）当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。

（5）若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。

I/O编号：

输入输出

1元识别口：

X0咖啡出口：

Y10

5元识别口：

X1汽水出口：

Y11

10元识别口：

X2咖啡按钮指示灯：

Y12

咖啡按钮：

X3汽水按钮指示灯：

Y13

汽水按钮：

X4找钱指示灯：

Y14

记数手动复位：

X5

答：

输入信号：

X0、X1、X2、X3、X4、X5

输出信号：

Y10、Y11、Y12、Y13、Y14

其逻辑梯形图程序为：

2、利用PLC做一电机转速检测显示及控制装置，写出梯形图及指令表。

电机上装有一个转速检测装置（每转输出10个脉冲），电机转速由PWM输出控制。

设计一个程序：

（1）检测电机转速，并在7段数码显示器上显示；

（2）当检测值与给定值不同时改变PWM输出，使实际转速与给定值相等；

（3）加上16键输入电路，用于输入给定值。

第五章习题答案

5-1简述PLC系统设计的基本原则。

答：

在PLC系统设计时应注意以下基本原则：

（1）最大限度地满足被控对象的控制要求

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单经济，使用和维护方便

（3）保证系统的安全、可靠

（4）考虑以后技术改造和工艺需求，在设计系统时应考虑冗余。

5-2简述PLC系统设计的主要内容。

答：

（1）拟订控制系统设计的技术条件

（2）选择用户输入设备、输出设备以及由输出设备驱动的控制对象

（3）PLC的选型

（4）分配I/O点

（5）设计控制程序

（6）设计操作站、电器柜、及非标准电器元部件

（7）编制控制系统的技术文件，包括说明书、电器图、电器元件明细表等。

5-3设计一个报时器，其功能如下：

（1）具有整点报时功能。

按上、下午区分，1点和13点接通音响1次，持续时间为1s；2点和14点接通音响2次，每次持续时间为1s，间隔时间为1s；3点和15点接通音响3次，每次持续时间为1s，间隔时间为1s；以此类推。

（2）具有随机报时功能，可根据外部设定在某时某分报时，报时时接通一个音乐电路5s，若不进行复位，可连续报时3次，每次间隔时间为3s。

（4）通过报时方式选择开关选择上述两种报时功能。

答：

5-4设计一个三台电动机顺序自动启动，间隔时间为10s，逆序自动停车，间隔时间为5s的控制电路。

答：

输入信号XO启动按钮SB1

X1停止按钮SB2

输出信号YO接触器KM1

Y1接触器KM2

Y2接触器KM3

其控制梯形图如下所示：

5-5设计一个智力竞赛抢答控制装置，当出题人说出问题且按下开始按钮SB1后，在10s之内，4个参赛者只有最早按下抢答按钮的人抢答有效，抢答桌上的灯亮3s，赛场上的音响装置响2s，且使SB1复位（断开保持回路），使定时器复位。

10s后抢答无效，SB1及定时器复位。

5-6设计一个报警电路。

输入点X0为ON时，报警灯Y0闪烁，闪烁频率为亮、灭各0.5s，报警蜂鸣器Y1有音响输出。

报警响应X1为ON时，报警灯由闪烁变为常亮且停止音响。

按下报警解除按钮X2，报警灯熄灭。

为测试报警灯和报警蜂鸣器的好坏，可用测试按钮X3随时测试。

答：

输入信号：

X0、X1、X2、X3

输出信号：

Y0、Y1

梯形图控制程序如下：

5-7有四组节日彩灯，每组由红、绿、黄三盏顺序排放，请实现下列控制要求：

1、每0.5s移动一个灯位；

2、每次亮1s；

3、可用一个开关选择点亮方式：

（1）每次点亮一盏彩灯；

（2）每次点亮一组彩灯。

答：

5-8某装料小车可以从任意位置启动左行，到达左端压下行程开关SQ1，小车开始装料，15s后装料结束自动开始右行，到达右端压下行程开关SQ2，小车开始卸料，10s后小车卸料完毕，自动左行去装料，如此自动往复循环，直到按下停止按钮，小车停止运行。

试设计该小车的自动控制程序。

答：

输入点：

X0停车按钮

X1启动按钮

X2A地限位开关

X3B地限位开关

输出点：

Y0电动机正转

Y1电动机反转

Y2卸料门控制电磁铁

程序梯形图可参考第144页图6-7某装料小车往返运行控制梯形图。

第六章习题答案

思考与练习

1、简述PLC程序设计的基本原则及其步骤。

答：

PLC程序设计的基本原则有：

（1）最大限度地满足被控对象的控制要求

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单经济，使用和维护方便

（3）保证系统的安全、可靠

（4）考虑以后技术改造和工艺需求，在设计系统时应考虑冗余。

PLC程序设计的步骤为：

3、分析了解被控对象的工艺条件和控制要求，明确控制任务

4、选择PLC的类型

5、分配I/O点数

6、设计控制系统梯形图

7、将梯形图转换成指令语句

8、输入调试程序

9、固化程序

2、简述PLC实现顺序控制有哪些方法?

答：

PLC实现顺序控制有两种方法：

方法一：

可以用定时器去实现顺序控制，使被控对象按照设定的时间进行顺序控制。

方法二：

依据顺序功能图将控制程序进行逻辑分段，进而实现顺序控制。

3．试分别设计如练习图6-1所示的梯形图程序。

（a）（b）

练习图6-1

题6-3（a）参考梯形图如下：

题6-3（b）参考梯形图如下：

4．如练习图6-2所示。

按下按钮Xl后，Y0接通并保持，5s后Y1接通，按下按钮X0后，Y1断开，3s后Y0断开，试设计其梯形图程序。

5．如练习图6-3所示。

按下按钮X0后Y0为ON并自保持，到定时5s后，用C0对输入的脉冲进行计数，计满4个脉冲后，Y0变为OFF，同时CO复位，在PLC开始执行程序后，CO也被复位，试设计其梯形图程序。

练习图6-2练习图6-3

6-4题图6-2时序图对应的梯形图如下：

6-5题图6-3时序图对应的梯形图如下：

6．写出如练习图6-4所示梯形图的指令表程序。

练习图6-4

题6-6指令程序为：

地址指令数据

1STLS21

2STLS22

3ANDX5

4SETS23

5STLS23

6OUTY2

7LDX6

8OUTY0

9RET

7．按下按钮X0后，Y0，Y1，Y2的变化如练习图6-5所示。

试设计其梯形图程序。

8．如练习图6-6所示。

试设计其梯形图程序。

练习图6-5练习图6-6

题6-7参考梯形图为:

题6-8参考梯形图如下：

9、熟悉的工业控制过程，设计出用PLC控制的自控系统，有条件者应实验模拟出控制结果。

第七章习题答案

7-1什么是区域网?

它有几种形式?

答：

局域网是一种小范围地域内的微机组网，一般由微型计算机、外部设备、网络接口卡和通信线路等硬件连接而成，并配有相应的网络控制软件。

局域网的主要形式有星型、环型和总线型三种。

7-2什么是单工、半双工、全双工?

简述串行数据通信、并行数据通信，它们有什么特点?

答：

单工通信就是指信息的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送；半双工

通信就是指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送；全双工通信能在两个方向上同时发送和接收。

串行通信仅需一根到两根传送线，在长距离传送时，通信线路简单成本低，但与并行通信相比传送速度较慢，故常用于长距离传送而速度要求不高的场合。

并行通信传送速度快，但由于一个并行数据有多少位二进制数，就需要多少根传输线，常用于近距离的通信，在远距离传送的情况下，导致通信线路复杂，成本高。

7-3TCP／IP是什么通信协议?

答：

TCP/IP是TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议，是Internet最基本的协议，由底层的IP协议和TCP协议组成的。

7-4试述CC-Link网的特点，以及构建CC-Link网的一般方法。

答：

CC-Link网具有强大的网络监督和数据链接功能。

当主站的CPU或电源故障，系统可以切换到备用主站继续进行数据链接。

当某一个站的模块因停电而失效，也不会影响其它站的正常通信。

构建CC-Link网的一般方法为：

（1）配置CC-Link网的设备，选择主站／本地站的CPU和模块；选择远程I／O站模块；选择远程设备站模块。

（2）设置主站／本地站的站号和传送速率；设置远程I／O站、远程设备站的站号和传送速率。

站号的设置是连续的。

例如设置主站的站号为0，下一个远程I／0站（占用4个站）的站号设为l，下一个远程设备站（占用两个站）的站号应设为5，依此类推。

同一网络的传

送速率应设为一样。

（3）设置主站／本地站的网络参数和自动刷新参数。

7-5试述图7-24程序的执行过程。

答：

图7-24程序的执行过程表述远程I/O站的输入状态。

通过链接扫描自动存入主站的“远程输入RX”缓冲存储器，再将缓冲寄存器的内容自动刷新到PLC内CPU的输入继电器中。

远程I/O每站有16个输入点，“远程输入RX”为每站留32点。

7-6试解释主站与本地站的数据通信的意义。

答：

主站和本地站数据通信说明了主站和本地站数据通信的链接方式、通信关系等。

对工业控制领域实现远距离控制具有信息交换灵活、可靠性高等优点。

对实现工业实时控制具有重要的现实意义。

时间：

2021.02.06

创作：

欧阳化