《电器与可编程控制器应用技术》第4版 第二篇习题及答案解析.docx
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《电器与可编程控制器应用技术》第4版第二篇习题及答案解析
《电器与可编程控制器应用技术》第4版
第二篇习题
1.PLC主要有那些功能？
适用于什么场合？
答：
PLC把自动化技术，计算机技术和通信技术融为一体。
主要的功能有逻辑控制，定时控制，计数控制，步进控制，A-D与D-A转换，数据处理，通信与联网，对控制系统监控等功能。
可适用于开关量逻辑控制，顺序控制，定时和计数控制，闭环与过程控制，运动（位置）控制，多级网络控制，数据处理等。
2.PLC主要由哪几部分组成？
各部分起什么作用？
答：
PLC主要由中央处理器CPU，存储器，输入输出接口，编程器组成。
其中中央处理器CPU是核心，它的作用是按一定的规律和要求读入被控对象的各种工作状态，然后根据用户所编制的的应用程序的要求去处理有关数据，最后再向被控对象送出相应的控制（驱动）信号。
存储器是保存系统程序和用户程序的器件。
输入接口采集现场各种开关接点的信号状态，并将其转化成标准的逻辑电平，输出接口用于输出电信号来控制对象。
编程器用于对用户程序进行编辑，输入，检查，调试和修改，并用来监视PLC的工作状态。
3.试简述PLC扫描工作的主要过程
答：
PLC扫描工作主要过程可分为输入采样（输入扫描）阶段，程序执行（执行扫描）阶段和输出刷新（输出扫描）阶段。
输入采样阶段：
PLC以扫描工作方式按顺序将所有输入信号，读入到寄存输入状态的输入映像寄存器中存储，这一过程称为采样。
程序执行阶段：
PLC按顺序对程序进行扫描，即从上到下，从左到右地扫描每条指令，并分别从输入映像寄存器和输出映像寄存器中获得所需数据进行运算，“处理”，再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像寄存器中保存。
输出刷新阶段：
在执行完用户所有程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容（存放执行的结果）送入到寄存输出状态的输出锁存器中，再去驱动用户设备，这就是输出刷新。
4.试述PLC控制系统比继电控制系统有哪些主要优点
答：
1）PLC内部大部分采用“软”电器，“软”接点和“软”接线，为软件控制
2）PLC控制系统结构紧凑，体积小
3）PLC内部全为“软接点”，动作快
4）功能改变一般仅需修改程序即
5）PLC控制系统的设计，施工与调试周期短
6）自检和监控功能强
7）适用范围广
8）可靠性高
5.PLC及其控制系统为什么可靠性高
答：
1）控制功能主要由软件来实现，“硬”器件，“硬”触点和“硬”线连接大为减少
2）设置滤波
3）设有隔离
4）设置屏蔽
5）采用模块结构
6）设有连锁功能
7）设置环境监测和诊断电路
8）电源抗干扰能力强，并带有过流过压等保护措施
9）设置watchdog电路
10）输入，输出控制简单
6.在F1-40MR的PLC中设置有输入继电器X430，输出继电器Y480，定时器T460，计数器C450，辅助继电器M790,这话对吗？
为什么？
答：
错误，由于F1-40MR为基本单元的继电器输出一共有24个输入点与16个输出点，
输出继电器编号范围为X400-X413，X500-X513。
则输入继电器X430不在此范围内；输
出继电器的基本单元编号为：
Y030-Y037、Y430-Y437、Y530-Y537，则输出继电器Y480
不在此范围内。
其余器件与此相同。
7.有一台F1-60MT的PLC，它最多可以接多少个输入信号？
接多少个负载？
他适用于控制交流与直流负载吗？
答：
F1-60MT最多可以接36个输入信号，接24个负载，它适用于控制直流负载，控制交流负载需使用继电器转换
8.F1系列PLC和FX3U系列PLC有哪几种内部继电器（器件）是相同的吗？
后者比前者多了哪几种继电器？
各有什么用途？
答：
相同的继电器有：
1）输入继电器X：
是PLC接收来自外部输入开关信号的接口
2）输出继电器Y：
是PLC向外部负载传送信号的器件
3）辅助继电器与特殊继电器M：
供中间转换环节使用
4）定时器T：
用于延时控制
5）计数器C：
用于计数
6）状态继电器S：
通常与步进指令一起使用，也可当作辅助继电器M来使用
7）数据寄存器D：
主要用于算数运算，数据比较和传送等
8）功能指令线圈：
主要用来实现输入/输出的高速处理，算术运算，数据传送等
FX3U系列PLC比F1系列PLC多了变址寄存器V,Z，其作用是改变PLC内部软原件的编号（变址）。
9.F1系列PLC定时器是接通延时型还是断开延时型？
当定时时间到时定时器的常开接点与常闭接点的工作状态如何？
答：
F1系列PLC中的32个定时器均为接通延时型定时器。
当定时时间到，则定时器的常开触点接通，而常闭接点断开。
10.F1系列PLC计数器是加法计数器还是减法计数器？
当设定的计数次数到了时，计数器的常开接点，常闭接点的工作状态如何？
答：
F1系列PLC中的除C660和C661以外的计数器为减法计数器，当设定的次数到了时，计数器的常开接点闭合，常闭接点断开。
C660与C661计数器不仅可做普通速度的计数器计数，0~999的计数，减法式计数，而且与相关特殊辅助继电器配合使用时，可构成“计数器对”，计数范围为6位十进制0~999999，并可构成加法式计数器，也可构成最高频率为2kHz的高速计数器。
11.在F1系列PLC的基本指令中，有那几条必须配对使用？
F1系列PLC基本和FX3U系列PLC的基本指令有多少条指令的功能和指令符都相同？
答：
有三条指令必须配对使用，分别是S和R指令（置位和复位指令）；MC和MCR指令（主控开始和主控返回指令）；CJP和EJP指令（转移开始和转移结束指令），配对使用的基本指令使用的器件号应相同。
F1系列PLC基本和FX3U系列PLC的基本指令功能和指令符都相同的有LD（取指令）,LDI（取反指令）,AND（与指令）,ANI（与反指令）,OR（或指令）,ORI（或反指令）,ANB（块与指令）,ORB（块或指令）,OUT（输出指令）,MC（主控开始指令）,MCR（主控返回指令）,NOP（无（空）操作指令）,END（程序结束）.
12.写出如图篇2-1所示梯形图的指令程序
答：
0
LD
X400
1
OR
X401
2
ANI
X402
3
OR
M100
4
LDI
X403
5
AND
X404
6
OR
M102
7
ANB
8
ORI
M101
9
OUT
Y435
10
END
13.写出如图篇2-2所示梯形图的指令程序
答：
0
LD
X400
11
ANB
1
ANI
X401
12
OUT
Y431
2
LDI
X402
13
END
3
AND
X403
4
ORB
5
OR
Y431
6
ANI
X404
7
AND
X405
8
LD
M100
9
AND
T450
10
OR
X406
14.写出如图篇2-3所示梯形图的指令程序。
X500闭合多久后线圈才接通？
试分析其工作过程。
答:
X500闭合后，28800秒后线圈接通。
工作过程为：
X500接点闭合，M200动作并自锁。
M200常开接点闭合，使定时器T450接通开始计时，计时到达设定值600S后，T450常开接点接通，驱动计数器C460减一，并触发PLS（脉冲）指令产生微分脉冲信号驱动M100动作一个扫描周期，M100常闭接点断开后又接通使T450复位重新计时。
以此循环运行，直到计数器C460当前值为0时，C460动作，常开接点闭合，驱动Y530输出
0
LD
X500
11
K
48
1
OR
M200
12
LD
T450
2
OUT
M200
13
PLS
M100
3
LD
M200
14
LD
C460
4
ANI
M100
15
OUT
Y530
5
OUT
T450
16
END
6
K
600
7
LD
M71
8
RST
C460
9
LD
T450
10
OUT
C460
15.写出如图篇2-4所示梯形图的指令程序。
并画出M100,M101和M102的时序波形图
答：
16.图篇2-5（两个移位寄存器的串接）中，梯形图和指令程序均有错误，试指出并改正。
答：
17.图篇2-6中有错漏之处，试在原图基础上改正，并画出改正后的梯形图
答：
18.写出如图篇2-7所示梯形图指令程序，并绘出Y430与X400关系的时序波形图。
本电路能否实现单按钮控制启动/停止的功能？
答：
本电路能够实现单按钮控制启动/停止的功能
19.绘出如图篇2-8所示梯形图中Y430与X400关系的时序波形图。
本电路能否实现单按钮控制启动/停止的功能？
答：
本电路能够实现单按钮控制启动/停止的功能
20.写出如图篇2-9所示梯形图的指令程序，并绘出Y430与X400关系的时序波形图。
本电路能否实现单按钮控制启动和停止的功能？
答：
本电路能够实现单按钮控制启动/停止的功能
21.绘出下列指令程序的梯形图
答：
22.绘出下列指令程序的梯形图
答：
23.画出以下指令程序的梯形图
答：
24.有一台电动机，要求按下启动按钮后，运行5S，停止5S，重复执行5次后停止。
试设计其梯形图并写出相应的指令程序
答：
25.有4台电动机M1~M4，控制要求为：
按M1~M4的顺序启动，即前级电动机不启动，后级电动机不能启动。
前级电动机停止时，后级电动机也停止，如M2停止时，M3~M4也停止。
试设计其梯形图并写出相应的指令程序
答：
26.设计一个彩灯自动循环控制电路。
假定用输出继电器Y430~Y437分别控制第1盏灯至第8盏灯，按第一盏灯至第八盏灯的顺序闪亮，后一盏灯闪亮后前一盏灯熄灭，反复循环下去，只有断开电源开关后彩灯才熄灭。
要求用M72和移位寄存器M200进行控制。
试绘出其梯形图并写出相应指令程序。
答：
27.把PLC的X401,X402,X403,X404,X4055个输入端接输入信号，3个电气执行元件接到Y431,Y432,Y433端。
控制要求为：
当X401接通时，Y431与Y432接通有输出；X402接通时，Y432与Y433有输出；X403接通时，Y431与Y433有输出；X404接通时，Y431~Y433都有输出；X405接通时，Y431~Y433均没有输出。
试画出其梯形图并写出相应的指令程序。
答：
28.试设计一个定时5h的长延时电路（提示：
用一个定时器和一个计数器的组合来实现），当定时时间到，输出继电器接通并有输出。
试画出其梯形图及写出相应的指令程序。
答：
29.试用两个计数器的组合，构成一个能计数10000次的计数电路。
当计数次数到达时，输出继电器线圈接通。
试画出其梯形图及写出相应指令程序。
答：
30.设计一个两昼夜计时器（提示与要求：
用定时器和计数器的组合来实现。
其中C462计数器用作小时计时器，每分钟计数1次，1h接通1次。
C464作昼夜计时器，一昼夜接通1次，C466计时两昼夜时间到，接通Y430）
答：
31.S7-200系列PLC内部普通计数器按其工作方式可分成哪三种类型？
答：
可分为递增计数器（CTU），增/减计数器（CTUD），递减计数器（CTD）
32.有一状态图如图篇2-10所示，试画出其状态梯形图，并写出其指令程序
答：
33.试写出如图篇2-11所示状态梯形图的指令程序
答：
34.按输出驱动外部负载控制信号的开关器件种类来分，PLC的输出有哪三种类型（形式）？
各适用于驱动什么电流型负载？
答：
PLC的输出按输出开关器件的种类来分，有晶体管，晶闸管，继电器三种输出方式。
晶体管输出只适用于驱动直流负载，晶闸管输出只适用于驱动交流负载，继电器输出适用于驱动交流和直流负载
35.S7-200PLC内部定时器按工作方式分成哪三种类型？
按时基可分成哪三种类型？
定时时间是如何计算的？
答：
按照工作方式，定时器可分为通电延时型（TON），有记忆的通电延时型或保持型（TONR），断电延时型（TOF）三种类型
按照时基，定时器可分为1ms,10ms,100ms三种类型
定时时间计算方法为：
定时时间=预置值X时基
36.在FX3U系列PLC中可用多个软原件组合构成字软元件，试指出K2M0表示有几个单元（组），哪几个位软元件组合成多少位的字软元件？
答：
K2M0表示有两个位元件组合，M0~M3和M4~M7组合成8位的字节原件。
37.根据S7-200系列PLC内部元器件地址（编号）分配的规则，I1.1,IB0,Q1.5,QW5,MD10分别表示地址是什么存储器（继电器）？
第几号字节？
第几号位？
或从哪几号字节（位）到第几号字节（位）？
答：
I1.1表示输入存储区I的第1号字节第1位；IB0表示输入存储区I的第0号字节0位到第7位；Q1.5表示输出存储区Q的第1号字节的第5位；QW5表时输出存储区Q的第5号和第6号字节共16位；MD10表示位寄存器M的第10号字节到第13号字节共32位。
38.写出如图篇2-12所示梯形图的指令程序
答：
39.写出如图篇2-13所示梯形图指令程序
答：
40.写出如图篇2-14所示加/减计数指令梯形图的指令程序
答：
41.写出如图篇2-15所示栈操作指令梯形图的指令程序
答：
42.试指出如图篇2-16所示梯形图中的错漏
答：
第一行线圈输出指令后面不能再有指令，第二行线圈输出指令不能用于输入继电器，第三行线圈输出指令不能直接连接母线，第四行定时器指令没有设置定时时间。
43.写出如图篇2-17所示梯形图的指令程序
答：
44.试画出下列指令程序对应的梯形图
答：
45.根据图篇2-18笼型电动机定子串自耦变压器减压起动的控制电路图，若改为PLC控制，试设计：
（1）输入/输出配置图；
（2）控制梯形图；（3）写出对应指令程序。
答：
46.根据图篇2-19绕线转子型电动机转子串电阻启动控制电路图，若改为PLC控制，试设计：
（1）输入/输出配置图；
（2）控制梯形图；（3）写出对应指令程序
答：
47.根据图篇2-20带变压器桥式整流能耗制动控制电路图，若改为PLC控制，试设计：
（1）输入/输出配置图；
（2）控制梯形图；（3）写出对应指令程序
答：
48.根据图篇2-21自动循环控制电路图，若改为PLC控制，试设计：
（1）输入/输出配置图；
（2）控制梯形图；（3）写出对应指令程序
答：
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