习题含答案3答案Word格式.docx

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第二个大模块是实现系统控制功能的模块，在这个模块中，系统接受外部输入信号，根据外部输入信号执行用户程序，按照用户程序的执行结果输出控制信号，去影响可编程控制器的控制对象的行为。

在这个模块中，还要进行通讯处理，实现可编程控制器与可编程控制器之间的信息交换，或实现可编程控制器与其它设备（如上位计算机、智能仪表、远程I/O设备、变频器等）之间的信息交换。

第三个大模块是保证可编程控制器可靠性的模块，这个模块能对可编程控制器自身是否正常进行自我诊断。

例如，判断电池电压是否已降至允许电压最小值以下，判断是否有硬件故障（CPU、存储器、I/O设备是否正常），判断通讯是否异常等。

如果自检不正常，可编程控制器中的异常继电器接通，可编程控制器面板上的出错指示灯亮，特殊寄存器中将存入错误代码。

当出现致命错误时，可编程控制器被强制为STOP状态，用户程序不再被执行。

可编程控制器采用循环方式周期性地执行其控制程序中的各个功能模块，

3．可编程控制器的工作过程主要包含哪几个阶段？

每个阶段实现什么功能？

输入采样：

可编程控制器上电且状态开关置于RUN后，首先进入输入采样阶段。

在这个阶段，可编程控制器扫描所有输入端子，并将接在各输入端子上的各种触点的状态（0状态或1状态）读入，并保存在相应的存储区中。

保存输入信号状态的存储区称为输入映像区，在输入采样阶段，输入映像区的值被刷新。

通讯处理：

输入采样阶段结束后，可编程控制器开始通讯处理阶段，实现可编程控制器与其它智能设备之间的信息交换。

可编程控制器从其它设备接受的信息存入接收缓冲区，而要传送给其它智能设备的信息则需事先写入发送缓冲区。

执行用户程序：

通讯处理阶段结束后，可编程控制器自动进入执行用户程序阶段。

在这个阶段，可编程控制器利用输入映像区中的值以及接收到的通讯数据，按从上到下的顺序执行用户程序，产生中间结果及要输出以影响控制对象行为的控制信号。

中间结果是M电器、S电器等内部电器的状态，输出信号是Y电器的状态，输出信号保存在Y电器对应的存储区中，存储输出继电器状态的存储区称为输出映像区。

输出刷新：

用户程序执行完后，可编程控制器进入输出刷新阶段。

在这个阶段，可编程控制器把输出映像区中的值送至输出锁存器，输出锁存器的状态被刷新，输出锁存器的新状态通过输出端子施加到可编程控制器的控制对象上，以影响控制对象的行为。

输出刷新完成后，可编程控制器自动开始新的输入采样阶段，之后，周而复始地重复上述四个阶段，直到可编程控制器关机或进入STOP状态。

4．什么是可编程控制器的扫描周期？

决定可编程控制器扫描周期的主要因素是什么？

扫描周期越长越好还是越短越好？

可编程控制器的控制程序的各个模块均被执行一次所需要的时间称为扫描周期。

扫描周期是可编程控制器的一个重要技术指标。

可编程控制器正常工作后，执行通讯处理程序所需要的时间与网络的复杂程度及通讯的数据量大小有关，执行用户程序所需要的时间与用户程序的长短有关，执行其它程序模块所需要的时间是固定的，所以，可编程控制器的扫描周期的长短主要由通讯时间和执行用户程序的时间决定。

当然，可编程控制器的扫描周期还与CPU的运算速度、I/O点的多少、扩展模块的多少有关。

扫描周期反映出可编程控制器的处理速度，越短越好。

扫描周期越短，输入信号和输出信号的同步性越好。

5．可编程控制器有输入信号后，将有相应的输出信号，这两种信号是否同步？

为什么？

如果不同步，它们之间的时间差会有多大？

不同步。

可编程控制器的工作过程主要由输入采样、通讯处理、执行用户程序、输出刷新四个阶段组成，这四个主要工作阶段有严格的先后顺序，一个阶段结束后，才开始下一个阶段，四个阶段在时间上没有重叠，如图所示。

输入采样阶段输入信号，输出刷新阶段才输出信号，而输出刷新阶段滞后于输入采样阶段，因此，可编程控制器的输出信号滞后于产生这些输出信号的输入信号。

约几个扫描周期。

6．阅读下列梯形图，根据已给出的时序图，画出指定的时序图。

⑴

图3.28题6图1

⑵

图3.29题6图2

⑶

图3.30题6图3

⑷

图3.31题6图4

⑸

图3.32题6图5

7．在可编程控制器的输入端接4只转换开关，每只开关代表一个二进制位。

在可编程控制器的输出端接图3.33所示的LED显示器。

要求输入二进制数0000～1001，在LED显示器上显示相应的十进制数，试设计其控制程序。

图3.33LED管

8．有甲乙两组彩灯，每组有4只灯泡。

要求甲组彩灯按1/2Hz的频率闪烁（亮灭时间相等）。

⑴乙组彩灯按1/4Hz的频率闪烁（亮灭时间相等），试设计其控制电路。

⑵乙组彩灯按1/6Hz的频率闪烁（亮灭时间相等），试设计其控制电路。

9．有两台电动机M1和M2，启动时，M1先启动，M2后启动；

制动时，M2先制动，M1后制动，试设计其控制电路。

10．一工作台由电动机驱动在A点和B点间运动。

系统启动后，若工作台在A点，则只能向B点运动；

若工作台在B点，则只能向A点运动；

若工作台在A点和B点之间，工作台既可以向A点运动，也可以向B点运动；

工作台运动至A点后自动返回B点，工作台到达B点后，自动返回A点，如此往复，直至按下停止按钮。

试设计能满足此要求的控制电路。

11．电动机M1和M2按图3.34规定的方式运转，试设计其控制电路。

图3.34电动机运行时序

12．电动机M1和M2按图3.35规定的方式运转，试设计其控制电路。

图3.35电动机运行时序

13．某设备的润滑系统要求按下列方式设计：

⑴系统有手动润滑和自动润滑两种工作方式；

⑵手动润滑采用点动方式；

⑶自动润滑采用自动间隙润滑方式，每隔20s润滑一次，每次润滑的时间为10s；

⑷油泵由电动机驱动。

试设计满足上述要求的控制系统。

14．一高速公路上有条长隧道如图3.36所示。

图3.36隧道平面图及设备布置图

右行隧道左端装有2组光电开关RTD1和RTD2（每组3只），右端装有2组光电开关RTD3和RTD4（每组3只），这些光电开关均安装在垂直于路面的同一条直线上；

隧道内每隔一定距离装一只信号灯RHD2，共有20只；

隧道内每隔一定距离装一只报警蜂鸣器RS，共有20只；

隧道入口处装一只禁行信号灯RHD1。

右行隧道的控制要求是：

⑴当有车辆逆行时，RHD2以2Hz的频率闪烁（亮灭时间相同），蜂鸣器响；

⑵当隧道内车辆达到一定数目时，禁行灯RHD1以1Hz的频率闪烁（亮灭时间相同）。

左行隧道的设备情况及控制要求与右行隧道相同。

试设计能满足上述要求的控制系统。

15．一游乐机的液压驱动系统如图3.37所示，系统启动后，三个液压缸使3组动物（每组3只）按照图3.38规定的方式隐身或现身。

动物现身后，游戏者击打动物，击中一只记1分；

动物隐身后，击打无效。

规定时间到，游戏结束。

在规定的时间内得分达到规定值时，则两组彩灯（每组20只）按图3.39规定的方式闪烁30s后自动停止，之后，可以开始新一轮游戏。

在规定的时间内得分未达到规定值时，则蜂鸣器响20s后自动停止，之后，可以开始新一轮游戏。

试设计其控制程序。

图3.37液压驱动系统

图3.38动物现身方式

图3.39彩灯组合

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