可编程控制器技术应用答案.docx
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可编程控制器技术应用答案
第1章可编程控制器概述
习题
1-1PLC有哪些主要特点?
(1)可靠性高,抗干扰能力强
(2)配套齐全,功能完善,适用性强
(3)易学易用
(4)系统设计周期短,维护方便,改造容易
(5)体积小,重量轻、能耗低
1-2主要从哪些方面来衡量PLC的性能指标?
(1).输入/输出点数(I/O点数)
(2).存储容量
(3).扫描速度
(4).指令条数
(5).内部寄存器
(6).功能模块
1-3PLC的工作方式与一般计算机的工作方式有什么不同?
计算机一般采用等待命令的工作方式,如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式。
当键盘有键按下或I/O口有信号时则中断转入相应的子程序,而PLC在确定了工作任务,装入了专用程序后成为一种专用机,它采用循环扫描工作方式,系统工作任务管理及应用程序执行都是以循环扫描方式完成的。
PLC的用户程序执行是以循环扫描的工作方式完成的,每一个扫描周期可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个主要阶段。
1-4三菱FX2N系列PLC的输入接口需要外接电源吗?
三菱FX2N系列PLC的输入接口不需要外接电源。
1-5当PLC输入开关量是三线的传感器提供的信号时,传感器应该如何接到PLC上?
当PLC输入开关量是三线的传感器提供的信号时,传感器连接到PLC上的方法如下图所示。
1-6试分析下图所示的梯形图的工作过程,并画出波形图。
题1-6的波形图如下
1-7试分析下图所示梯形图,当按下按钮X001时Y001能否通电?
如果改用继电器控制呢?
题1-7中按下按钮X001时Y001能通电,如果改用继电器控制则对应Y001的继电器不能通电。
第2章三菱FX2N系列可编程控制器基本指令
习题
2-1写出图2-47所示梯形图对应的指令表。
图2-47题2-1的图
0LDX07LDIY1
1ANIT08ORT0
2LDM09ANB
3ANDM110ORY1
4ORIX311OUTY0
5ANDM1012ANDX5
6ORB13OUTM11
2-2写出与下列语句表对应的梯形图。
0LDX0006ANDX00512ANDM103
1ANDX0017LDX00613ORB
2LDX0028ANDX00714ANDM102
3ANIX0039ORB15OUTY034
4ORB10ANB16END
5LDX00411LDM101
2-3写出图2-48所示梯形图对应的指令表。
图2-48题2-2的图
0LDX013ANDX3
1MPS14ORB
2ANDM315ANB
3OUTY016ANB
4MRD17OUTM3
5LDX118MPP
6ANDM019ANDX2
7LDM120MPS
8ANDX321ANDY2
9ORB22OUTY1
10LDIT023MPP
11ANDX224ANDM0
12LDM425OUTY2
2-4汽车转向灯开关有三个档位,装有一个单刀三掷开关,开关扳向左边时左灯闪亮,扳向右边时右灯闪亮,扳到中间位置时关灯。
转向灯闪烁时亮灭间隔0.2s。
若司机转向后忘记关灯(即扳回中间位置),则20s后转向灯自动熄灭。
采用PLC控制转向灯,设计其控制梯形图。
PLC的I/O分配
输入设备
PLC输入点
输出设备
PLC输出点
左边档位
X0
左转向灯
Y0
中间档位
X1
右转向灯
Y1
右边档位
X2
控制梯形图
2-5用PLC控制报警装置。
按下报警按钮,报警灯开始闪亮,同时蜂鸣器开始鸣叫。
灯光闪烁时亮0.5s,灭0.5s,闪烁50次后停止,同时蜂鸣器也停止鸣叫。
设计其控制梯形图。
PLC的I/O分配
输入设备
PLC输入点
输出设备
PLC输出点
报警按钮
X0
报警灯
Y0
蜂鸣器
Y1
控制梯形图
2-6用PLC控制密码锁,控制要求为:
按下按键X1,就可以进行开锁;开锁的密码为,按键X2按3次,按键X3按4次,按键X4按5次,就可以开锁(Y0),如果相应按键按下的次数超过规定次数,则不能开锁(Y0不通电),且蜂鸣器报警(Y1);X5、X6为禁止按下的按键,如果按下,则蜂鸣器报警;X7为复位键,按下X7,恢复到初始状态。
试设计其控制梯形图。
2-7画出梯形图2-49(a)和(b)的时序图。
(a)
(b)
图2-49题2-7的图
第3章 三菱FX2N系列可编程控制器的步进指令
习题
3-2冲床机械手的运动。
在机械加工中经常使用冲床,某冲床机械手运动的示意图如图3-39所示。
初始状态时机械手在最左边(X4=ON),冲头在最上面(X3=ON),机械手松开(Y0=OFF)。
工作要求:
按下启动按钮X0,机械手夹紧,工件被夹紧并保持,2s后机械手右行(Y1被置位),直到碰到X1,以后将顺序完成以下动作:
冲头下行,冲头上行,机械手左行,机械手松开,延时1s后,系统返回初始状态。
图3-39某冲床机械手运动的示意图
要求:
1)写出PLC输入输出分配表;2)画出状态转移图;3)编写步进梯形图和指令表程序。
状态转移图梯形图
3-3有一小车运行过程如图3-40所示。
小车原位在后退终端,当小车压下后限位开关SQ1时,按下启动按钮SB1,小车前进,当运行至料斗下方时,前限位开关SQ2动作,此时打开料斗给小车加料,延时8s后关闭料斗,小车后退返回.SQ1动作时,打开小车底门卸料,6s后结束,完成一次动作。
如此循环。
按下停止按钮SB2,所有驱动部件停止运行。
要求:
1)写出PLC输入输出分配表;2)画出状态转移图;3)编写步进梯形图和指令表程序。
图3-40小车运行过程示意图
状态转移图梯形图
3-4有一选择性分支状态转移图如图3-41所示,编写步进梯形图和指令表程序。
图3-41选择分支状态转移图
3-5有一并行分支状态转移图如图3-42所示,编写步进梯形图和指令表程序。
图3-42并行分支状态转移图
3-6有一状态转移图如图3-43所示,编写步进梯形图和指令表程序。
图3-43状态转移图
3-7试设计一条用PLC控制的自动装卸线。
自动线结构示意图如图3—44所示。
装卸线操作过程是:
(1)料车在原位,显示原位状态;按启动按钮,自动线开始工作;
(2)加料定时5s.加料结束;
(3)延时1s.料车上升;
(4)上升到位,自动停止移动;
(5)延时1s,料车自动卸料;
(6)卸料10s,料斗复位并下降;
(7)下降到原位,料车自动停止移动;
设计要求:
(1)具有单步、单周及连续循环操作。
(2)分配PLC地址,绘出I/O分配表、状态转移图、步进梯形图和指令表程序。
图4-44自动装卸线
PLCI/O分配为:
输入信号
PLC输入地址
输出信号
PLC输出地址
启动按钮
X0
上升控制
Y0
原位限位开关
X1
下降及复位控制
Y1
终点限位开关
X2
装料控制
Y2
单步选择
X3
卸料控制
Y3
单周期选择
X4
连续选择
X5
第4章 三菱FX2N系列可编程控制器的功能指令
习题
4-1什么是功能指令?
有何作用?
4-2什么叫“位”软元件?
什么叫“字”软元件?
有什么区别?
4-3FX2N系列PLC数据传送比较指令有哪些?
简述这些指令的编号、功能、操作数范围等。
4-4说明变址寄存器V和Z的作用。
当V=10时,说明下列符号含义:
K20V、D5V、Y10V、K4X5V
4-5位软元件如何组成字软元件?
试举例说明。
4-6试问如下软元件为何类型软元件?
由几位组成?
X004、D20、S30、K4Y000、X30、K2X000、M8002
4-7在如下图所示的功能指令表示形式中,“X0”、“(D)”、‘‘(P)”、“D10”、‘‘D14”分别表示什么?
该指夸有什么功能?
4-8用CMP指令实现下面功能:
X000为脉冲输人,当脉冲数大于5时,Yl为ON;反之,Y0为OFF。
编写梯形图。
4-9设X0=ON时,电动机实现点动控制;设X0=OFF时,电动机实现连续运行。
4-10试用比较指令,设计一密码锁控制电路。
密码锁为四键,若按H65对后2s,开照明;按H87对后3s,开空调。
要求:
1)绘PLC接线图;2)编写梯形图和指令表程序。
四键为X0、X1、X2、X3;照明控制为Y0,空调控制为Y1。
4-11用传送与比较指令作简易四层升降机的自动控制。
要求:
①只有在升降机停止时,才能呼叫升降机;②只能接受一层呼叫信号,先按者优先,后按者无效;③上升或下降或停止自动判别。
编写梯形图程序。
升降机四层的呼叫按钮分别为:
X1、X2、X3、X4,升降机四层的行程开关分别为:
X11、X12、X13、X14,升降机上升控制Y0,下降控制Y1。
4-12试用SFTL位左移指令构成移位寄存器,实现广告牌字的闪耀控制。
用HLl~HL4四灯分别照亮“欢迎光临”四个字。
其控制流程要求如下表所示。
每步间隔1s。
步序
1
2
3
4
5
6
7
8
HL1
×
×
×
HL2
×
×
×
HL3
×
×
×
HL4
×
×
×
PLCI/O分配为:
输入信号
PLC输入地址
输出信号
PLC输出地址
启动按钮
X0
HL1控制
Y1
HL2控制
Y2
HL3控制
Y3
HL4控制
Y4
4-13设计一段程序,当输入条件Xl=0N时,依次将计数器C0~C9的当前值转换成BCD码后,传送到输出元件K4Y0中输出。
4-14设计一段程序,计算数据寄存器D20和D30中储存的数据相减之后的绝对值。
4-15设计一段程序,改变计数器的常数设定值。
设C0的常数的定值为Kl0。
当X1=ON时,C0的常数设定改为K20;当X2=ON时,C0的常数的设定值改为K50。
X1和X2都为脉冲信号。
4-16设计一段程序,在X=0N时,经3s延时后,第一盏灯亮;3s后,第二盏灯亮;3s后,第三盏灯亮;3s后,灯全熄灭,然后再循环以上动作。
三盏灯分别用Y0、Y1、Y2控制
第5章FX2N系列可编程控制器特殊功能模块及通信
习题
5-1某PLC控制系统,FX2N-4AD的模块位置为NO.2,要求:
通道CH1为4mA~20mA电流输入;CH2为-20mA~20mA电流输入;CH3为-10V~10V电压输入;CH4关闭。
采样6次的平均值分别存放在PLC的D100~D102内。
试编写程序。
5-2某PLC控制系统,FX2N-4DA的模块位置为NO.1,要求:
通道CH1设定为电压输出;CH2为0mA~20mA电流输出;CH3和CH4为-10V~10V电压输出。
试编写将D0~D3内数据分别转换成模拟量从CH1~CH4输出的程序。
5-3某PLC控制系统,FX2N-4DA的模块位置为NO.2,要求:
通道CH1为4mA~20mA电流输出,CH2为电流输出,并要求当PLC从RUN转为STOP后,最后的输出值保持不变,试编写梯形图程序。
5-4现有4点模拟量电压输入采样,并加以平均,再将该值作为电压模拟量输出值予以输出,同时求得1号通道输入值与平均值之差,用绝对值表示后,将其放大2倍,作为另一模拟量输出。
请选择功能模块,并编写梯形图程序。
选择功能模块FX2N-4AD和FX2N-4DA,其模块的位置分别为NO.1和NO.2,梯形图如下:
5-5用FX2N-485-BD模块实现1:
1并行通信,试编写程序实现以下控制要求:
①主站中数据寄存器D0每5S自动加1,D2每10S自动加1;
②主站输入继电器X000~X017的ON/OFF状态输出到从站的Y000~Y017;
③当主站计算结果(D0+D2)<200,从站的Y020变ON;
④当主站计算结果(D0+D2)=200,从站的Y021变ON;
⑤当主站计算结果(D0+D2)>200,从站的Y022变ON;
⑥从站中的X000~X017的ON/OFF状态输出到主站的Y000~Y017;
⑦主站D10的值用于对从站计数器C10的间接设定值,该数值为K60,用于从站中每秒1次的计数。
主站梯形图
从站梯形图
第六章
习题
6-11位、8位、16位、16位、16位。
6-2TON、TOF、TONR;1ms、10ms、100ms;定时器状态位、当前值寄存器、预置值寄存器;3276.7s。
6-3CTU、CTUD、CTD;-32767、+32767;复位输入R端有效(置1)或执行复位指令。
6-4√√√××
6-5如图1
图1
6-6如表1、图2
6-7如图3
6-8如图4
6-9如图5
图2图3
图4图5
第7章S7-200系列PLC的顺序控制指令
习题
7-1有一动力头,按下启动按钮SB后,其一个自动循环周期的动作过程如图7-27(b)所示,对应每一步的输出如图7-27(a)所示,试画出其功能图和控制梯形图。
图7-27题7-1的图
PLCI/O分配为:
输入信号
PLC输入地址
输出信号
PLC输出地址
SB
I0.0
Q0.0
SQ1
I0.1
Q0.1
SQ2
I0.2
Q0.2
SQ3
I0.3
7-2有一小车在生产线上送料,如图7-28所示,Q0.1通电时,小车向右运动,Q0.2通电时,小车向左运动。
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3分别是4个行程开关。
按下启动按钮SB后,小车按箭头所示的运动方向循环一个周期,然后回到初始位置,试画出其功能图和控制梯形图。
图7-28题7-2的图
启动按钮SB接到I0.4
控制梯形图:
7-3设计如图7-29所示功能图的梯形图。
图7-29题7-3的图
7-4冲床的运动示意图如图7-30所示,初始状态时机械手在最左边,I0.4为ON;冲头在最上面,I0.3为ON;机械手松开(Q0.0为OFF)。
按下启动按钮I0.0,Q0.0变为ON,工件被夹紧并保持。
2S后Q0.1变为ON,机械手右行,直到I0.1,以后将顺序完成以下动作:
冲头下行,冲头上行,机械手左行,机械手松开(Q0.0被复位),延时2S后,系统返回初始状态。
各限位开关提供的信号是相应步之间的转换条件。
画出控制系统的顺序功能图。
图7-30题7-4的图
7-5三台电动机M1-M3顺序启动,反向顺序停止,其动作流程示意图如图7-31所示。
当按下启动按钮后,电动机按照从M1到M3的顺序启动;启动完毕后,按下停止按钮,电动机按照从M3到M1的顺序逐台停止。
在电动机启动的过程中,如果M1已经启动,M2还未启动,这时按下停止按钮,电动机M1马上停止;如果M2已经启动,M3还未启动,这时按下停止按钮,电动机M2马上停止,M1延时停止。
在电动机停止的过程中,如果按下启动按钮,当M3已经停止,M2仍在运转时,会重新启动M3;当M2已经停止,M1仍在运转时,会重新启动M2。
用PLC控制这三台电机,请进行PLC的I/O分配,画出功能图和控制梯形图。
图7-31题7-5的图
PLCI/O分配为:
输入信号
PLC输入地址
输出信号
PLC输出地址
启动按钮
I0.0
电动机M1控制
Q0.1
停止按钮
I0.1
电动机M2控制
Q0.2
电动机M3控制
Q0.3
控制梯形图如下:
7-6根据图7-32所示的功能图设计梯形图。
图7-32题7-6的图
第八章
习题
8-1
8-2
8-3
8-422048
8-5VW200=B#00100000;VW400=B#00000000
第9章可编程控制系统设计
习题
9-1PLC控制系统设计时应该遵循哪些基本原则?
(1)最大限度地满足被控对象的控制要求
(2)保证PLC控制系统安全可靠
(3)在满足工艺要求的前提下,控制系统力求简单、经济、使用及维修方便。
(4)应充分考虑到将来生产的发展和工艺改进的需要,在配置控制系统的硬件设备时适当留有裕量。
9-2简述PLC设计的内容和步骤。
(1)分析被控对象并提出控制要求
(2)确定输入/输出设备
(3)选择PLC
(4)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
(5)程序设计
(6)硬件实施
(7)联机调试
(8)整理和编写技术文件
9-3简述提高PLC系统可靠性的常用措施。
1.适合的工作环境
(1)环境温度适宜
(2)环境湿度适宜
(3)注意环境污染
(4)远离振动和冲击源
(5)远离强干扰源
2.合理的安装与布线
(1)远离高压
(2)合理的布线
3.正确的接地
4.必要的软件措施
9-4有一运输系统由四条运输带顺序相连而成,分别用电动机M1、M2、M3、M4拖动,控制要求有以下几点。
(1)按下启动按钮后,M4先启动,经过10S,M3启动,再过10S,M2启动,再过10S,M1启动;
(2)按下停止按钮,电动机的停止顺序与启动顺序相反,间隔时间仍为10S;
(3)当某运输带电机过载时,该运输带及前面运输带立即停止,而后面的运输带电机待运完料后才停止。
例如,M2电机过载,M1、M2立即停止,经过10S,M4停止,再经过10S,M3停止。
试设计其PLC控制系统。
PLCI/O分配为:
输入信号
PLC输入地址
输出信号
PLC输出地址
启动按钮
X0
电动机M1控制
Y1
停止按钮
X1
电动机M2控制
Y2
电动机M1过载
X2
电动机M3控制
Y3
电动机M2过载
X3
电动机M4控制
Y4
电动机M3过载
X4
电动机M4过载
X5