可编程序控制器的编程方法与工程应用习题全部答案湖南科技大学信息学院适用.docx

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可编程序控制器的编程方法与工程应用习题全部答案湖南科技大学信息学院适用

可编程序控制器的编程方法与工程应用习题集

老师点的题目的答案（全）

第一章概述

简述可编程控制器的定义

答：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

定义表明了可编程控制器的本质特征、功能、设计原则、适应环境。

可编程控制器的主要特点有哪些

答：

主要有7个特点。

（1）编程方法简单易学。

梯形图是使用最多的可编程控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理相似；梯形图语言形象直观，易学易懂。

（梯形图的两个特征）

梯形图语言实际上是一种面向用户的高级语言，可编程控制器在执行梯形图程序时，用解释程序将它翻译成汇编语言后执行。

与直接用汇编语言编写的程序相比，它的执行时间要长些，由于可编程控制器的运算速度不断提高，对于一般的控制设备来说，执行速度完全满足要求。

（可编程控制器的程序执行过程与特点）

（2）功能强，性价比高

一台小型可编程控制器内部有成百上千个内部继电器，几十到几百个定时器和计数器，几十个特殊继电器，功能很强大，可以实现非常复杂的控制功能；一台可编程控制器可以控制几台设备，还可以联网通信。

实现分散控制、集中管理。

（功能强大）

（3）配件配套齐全，用户使用方便，适应性强

可编程控制器已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。

可编程控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线，可编程控制器有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。

（配套齐全，使用方便）

硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

（适应性）

（4）无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强

传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。

触点和接线多，难免接触不良，容易出故障。

可编程控制器用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，剩下少量的与输入和输出有关的接线，一般为继电器控制系统的1/10–1/100，接触不良造成的故障率大大减低。

（无触点免配线的优势）

可编程控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，如滤波、隔离、屏蔽、自诊断、自恢复等。

有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程控制器已被广大用户认为是最可靠的工业控制设备之一。

（抗干扰措施，可靠性指标）

（5）系统的设计、安装、调试工作量小

可编程控制器用软件功能取代继电器控制系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

（以软代硬的优势）

对于复杂的控制系统，梯形图设计所花的时间远远少于继电器电路花的时间。

可编程控制器的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，输出信号的状态可以观察控制器上的发光二极管，测试好后再将可编程控制器安装在现场调试，调试过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，调试的时间比继电器少得多。

（6）维修工作量小，维修方便

可编程控制器的故障很低，并且有完善的自诊断和显示功能。

可编程控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速查明故障原因，排出故障。

（7）体积小，能耗低

可编程控制器的使用，减少大量的中间继电器和时间继电器，可将开关柜的体积缩小到原来的1/2-1/10。

能耗也大大降低。

与一般的计算机控制系统相比，可编程控制器有哪些优势

答：

的工作环境要求比PC低，PLC抗干扰能力强编程比PC编程简单易学

设计调试周期短应用领域与PLC不同维护比PC容易

与一般的继电器控制系统相比，可编程控制器有哪些优势

答：

PLC与继电器控制的区别主要体现在：

组成器件不同，PLC中是软继电器；触点数量不同，PLC编程中无触点数的限制；实施控制的方法不同，PLC主要是软件编程控制，而继电器控制依靠硬件连线完成

可编程控制器可以用在哪些领域

答：

主要应用领域有5个。

（1）开关量逻辑控制

（2）运动控制

（3）闭环过程控制

（4）数据处理

（5）通信联网

可编程控制器的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台可编程控制器之间的通信、可编程控制器与其他智能设备（计算机、变频器、数控装置）之间的通信，可以组成集中管理、分散控制的分布式控制系统。

第二章可编程控制器的硬件与工作原理

简述可编程控制器的基本结构

答：

（1）可编程控制器主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源四个部分组成。

（2）辅助继电器的线圈断电时，其常开点断开，常闭点闭合。

（3）FX系列型号名称含义：

三菱FX2N-48MR有48个I/O点，继电器输出型的基本单元。

课本24页。

2-2简述可编程控制器的扫描工作过程。

答：

可编程控制器有两种基本工作状态，即运行状态和停止状态。

在运行状态，可编程控制器通过执行用户程序实现控制功能，为使可编程控制器的输出及时响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不停地重复执行，直到可编程控制器停机或切换到STOP状态。

除了执行用户程序外，在每次循环过程中，可编程控制器还要完成内部处理、通信等工作，一次循环可分为5个阶段：

内部处理阶段、通信服务阶段、输入处理阶段、程序执行阶段、输出处理阶段，可编程控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。

由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入-输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。

2-3可编程控制器常用哪几种存储器它们各有什么特点分别用来存储什么信息

答：

存储器

特点

存储信息

RAM

工作速度高；断电后信息丢失

存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。

ROM

只能读，不能写；断电后，仍能保存存储内容

存放监控程序和用户已调试好的程序。

2-4交流输入模块与直流输入模块各有什么特点它们分别适用于什么场合

答：

直流输入模块的延迟时间较短，用于直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

2-5开关量输出模块有哪几种类型它们各有什么特点

答：

输出形式

特点

继电器输出

低速大功率

可控硅输出

高速大功率

晶体管输出

高速小功率

可编程控制器有哪几种编程器各有什么特点

答：

编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。

1.补充知识点：

继电器在控制系统中的作用：

功率放大；电气隔离；逻辑运算。

第3章可编程控制器的编程语言与基本逻辑指令

复习题3-1至3-9,3-11,3-15

3-1填空

（1）外部的输入电路接通时，对应的输入映象寄存器为“1”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。

（2）若梯形图中输出继电器的线圈通电，对应的输出映象寄存器为“1”状态，在输出处理阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开点闭合，外部负载通电。

（3）定时器的线圈通电时开始定时，定时时间到时其常开点闭合，常闭点断开。

（4）通用定时器的线圈断电时被复位，复位后其常开点断开，常闭点闭合，当前值等于0

（5）计数器的复位输入电路断开，计数输入电路由断开变为接通，当前值小于设定值时，计数器的当前值加1.计数当前值等于设定值时，其常开点接通，常闭点断开。

再来计数脉冲时当前值保持不变。

复位输入电路接通时，计数器复位，复位后其常开触点断开，常闭触点接通，当前值等于0。

（6）OUT指令不能用于输入继电器。

（7）M8002是初始化脉冲，当PLC由stop变为on时，它ON一个扫描周期，当可编程控制器处于运行状态时，M8000一直为ON。

（8）与主控触点下端相连的常闭触点应使用LDI指令。

（9）编程元件只有输入继电器和输出继电器的元件号采用八进制数。

3-2写出图中的指令表程序

答：

LDX0

ANIT0

LDM100

ANDX4

ORIX2

ANDX5

ORB

LDIY1

ORC0

ANB

ORY1

OUTY0

ANDX6

OUTM110

ANIX7

OUTT2

K15

END

3-3写出图所示梯形图的指令表程序

答：

LDX1

ORIX5

LDT1

ANIX2

LDIY11

ORM24

ANDX14

ORB

ANB

ORX0

OUTY15

ANIX7

OUTY2

ANDM112

INV

OUTT133

K30

3-4画出下列指令表对应的梯形图

答

3-5画出下面的指令表程序对应的梯形图：

LDM12

ORIX1

LDT1

ANIY1

LDX2

ANDX3

ORB

ANB

ORM110

OUTY5

ANIX5

ANDX6

OUTT6

K40

3-6写出所示梯形图的指令表程序

答：

LDX0

ANIM5

MCN0

SPM100

LDX1

OUTY0

LDX3

OUTY1

MCRN0

LDX12

OUTM8200

LDX13

RSTC200

LDX14

OUTC200

K5

3-7用进栈、读栈和出栈指令写出图对应的指令表程序。

答：

LDIX7

ANDX0

MPS

ANDX1

ANIM3

OUTY0

MRD

ANDX2

OUTY4

MPP

ANDX3

ORIT2

OUTY2

3-8用主控指令画出图示的等效梯形图。

答：

（a）

（b）

3-9改画图中的梯形图，使对应的指令程序最短。

答：

3-11画出图中Y0的波形图

答

3-15指出图中的错误

答：

错误有7处。

第四章功能指令

4-1填空　　

（1）执行CJP指令的条件（不满足）时，将执行（标号）和（CJP）指令之间的指令。

（2）操作数K2X10表示

（2）组位元件，既由（X10~X17）组成的（8）位数据。

（3）图中的功能指令在X1（由OFF变为ON）时，将（D11、D10）中的（32）位数据传送到（D13，D12　　）中。

4-3用ＡＴＬ（交替输出）指令设计一个子程序，当Ｘ１为ＯＮ时，每０.５ｓ改变一次Ｙ０的状态，每１ｓ改变一次Ｙ１的状态，在主程序中调用该程序。

答：

第5章梯形图程序的设计方法

5-１至5-９

5-１简述划分步的原则

答：

步是根据PLC输出状态的变化来划分的，在步内，输出状态不变，但相邻步之间输出状态不同，这样逻辑关系简单。

5-２简述转换实现的条件和转换时应完成的操作。

答：

转换实现的条件：

（1）该转换所有的前级步都是活动步；

（2）相应的转换条件得到满足。

转换时应完成的操作：

①使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。

②使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。

5-3设计满足图示的波形图的梯形图

答：

5-4在按钮X0按下后Y0变为ON并自保持，T0定时5s后，用C0对X12输入的脉冲计数，计满3个脉冲后，Y0变为OFF，同时C0复位，在可编程控制器刚开始执行用户程序时C0也被复位，设计梯形图。

梯形图如右：

5-5试设计满足图５.２６所示波形的梯形图。

答：

5-6设计满足图示波形的梯形图

答：

５－７题目篇幅较长，详见课本128页５－８顺序功能图如下：

顺序功能图如下：

５－９顺序功能图如下：

第6章顺序控制梯形图的编程方式

6-1答：

6-2答：

6-3答：

6-4设计图示的顺序功能图的梯形图程序

答：

6-5设计图示的顺序功能图的梯形图

解法一，起保停编程方式

解法二，以转换为中心的编程方式

6-12如图所示两条运输带顺序相连,按下起动按钮,2号运输带开始运行,5s后1号运输带自动起动。

停机的顺序刚好相反，间隔仍为5s。

画出顺序功能图，设计出梯形图程序

答：

顺序功能图如下

梯形图如下

6-16写出图示梯形图的指令表程序

指令表程序如下：

STLS21

STLS24

LDX2

SETS22

STLS22

OUTY3

LDX3

OUTS0

RST

第7章可编程序在工业中的应用

7-1、PLC选型应考虑哪些问题

1物理结构的选择

2指令功能的选择

3I/O点数的确定（10%-20%裕量）

4存储器容量的选择（I/O点乘以8）

5尽可能使可编程控制器的机型统一

7-2、简述PLC控制系统设计调试的步骤

答：

7-3简述在实验室模拟调试可编程控制器程序的方法：

用小开关的接通和断开来模拟实际使用的开关量输入信号，通关观察显示输出继电器状态的发光二极管来了解梯形图的执行情况。

通过了解某些位元件的ON/OFF的状态和观察存放在数据寄存器中的中间数据和最终数据来了解程序运行的情况和运行的结果。