09年《可编程控制器原理与应用》学习指南.docx
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09年《可编程控制器原理与应用》学习指南
广西工学院成人高等教育
《可编程控制器原理与应用》课程
学习指南
主编：
李忠富劳有兰
2009年12月
目录
一、《可编程控制器原理与应用》课程教学大纲1
第一部分前言1
第二部分教学内容2
二、《可编程控制器原理与应用》模拟试题5
模拟试题
（一）5
模拟试题
（二）8
模拟试题（三）11
模拟试题（四）13
模拟试题（五）16
三、模拟试题
（一）参考答案20
一、《可编程控制器原理与应用》课程教学大纲
第一部分前言
一、课程简介
《可编程控制器原理与应用》是电气自动化技术专业的一门实践性很强的专业课。
由于电气控制技术的应用领域很广，本课程主要介绍机械制造过程中所用生产设备的电气控制原理、线路、设计方法，以及可编程控制器的原理、指令、编程方法、系统设计、在生产机械中的应用等有关知识。
现代机械设备所用控制方法很多，有电气、液压、气动、机械等，也有几种方法的综合应用，电气控制技术往往起着中枢连接作用，应用最为广泛。
通过本门课程的学习，学生应达到下列基本要求：
（1）熟悉常用控制电器的结构、工作原理、用途、型号，并能正确选用。
（2）熟悉电气控制线路的基本环节，对一般电气控制线路具有独立分析能力。
（3）初步具有对不太复杂的电气控制系统进行改造和设计的能力。
（4）初步具有对一般继电器—接触器控制线路的故障分析与检查能力。
（5）初步掌握可编程控制器的基本工作原理、指令系统、编程方法和技巧，能根据生产工艺过程和控制要求正确选用PLC和编制用户程序，经调试应用于生产过程控制。
.
二、本课程与其他课程的联系
本课程的先修课程是电工电子技术基础、微机原理及接口技术等。
三、适用对象
专科：
数控技术、机电一体化技术；
本科：
机械工程及自动化
四、课程类别
根据该专业教学计划，本课程为专业课。
课程编号：
081015。
参考学分：
4。
五、课程考核
开卷/闭卷考试。
本课程为考试课程，平时成绩占20%，期末考试成绩占80%。
六、教材及主要参考书
[1]李建兴.可编程序控制器应用技术.北京：
机械工业出版社，2005.8
[2]常斗南,刘立夫主编.小型可编程序控制器原理与实践.辽宁：
辽宁科技大学出版社，1993年。
[3]廖常初主编.可编程序控制器应用技术.重庆：
重庆大学出版社，1995年。
[4]王兆义编.可编程序控制器教程.北京：
机械工业出版社，1993年。
第二部分教学内容
一、教学内容与学时分配
（一）教学内容
第一章电气控制基础
1、教学内容
常用电器元件及符号；电器控制的基本线路；典型电器控制系统
2、教学基本要求
了解常用电器的工作原理、组成结构、用途、技术参数、选型。
理解电器控制的基本线路的工作原理；掌握典型电器控制系统的分析方法。
3、重点与难点
重点：
各种控制电路的工作原理及典型电器控制系统的分析方法。
难点：
自锁、互锁、联锁。
第二章可编程序控制器基础知识
1、教学内容
PLC控制系统与电器控制系统的比较；PLC的基本组成；PLC的工作原理；PLC的的性能指标与发展趋势。
2、教学基本要求
了解及掌握PLC的基本结构、输入接口电路、输出接口电路及工作原理
3、重点与难点
重点：
起动/停止在PLC上的具体实现方法；
难点：
时间控制、定时控制、计数控制在PLC上的具体实现方法。
第三章FX系列可编程序控制器及指令系统
1、教学内容
FX系列PLC硬件配置及性能指标；FX系列PLC的编程元件；FX系列PLC的基本逻辑指令；FX系列PLC的功能指令。
2、教学基本要求
了解及掌握FX2N系列PLC的LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR和ORI指令；掌握FX2N系列PLC的LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF、ANB和ORB指令。
3、重点与难点
重点：
FX2N系列PLC的LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI指令；
难点：
FX2N系列PLC的ANB、ORB指令。
第四章其他常用PLC及指令系统
1、教学内容
CPM1A系列PLC概述；CPM1A系列PLC指令系统；S7-200系列PLC概述；S7-200系列PLC指令系统。
2、教学基本要求
了解及掌握SIMATIC指令集LAD和STL编程语言的4大类基本操作指令的指令格式、原理分析和使用方法。
S7-200系列CPU功能指令的格式、操作数类型、功能和使用方法。
3、重点与难点
重点：
功能指令的原理分析及使用方法。
难点：
功能指令的原理分析及使用方法。
第五章可编程序控制器的程序设计方法
1、教学内容
梯形图的编程规则；典型单元的梯形图程序；PLC程序的经验设计法；PLC程序的顺序控制设计法；PLC程序的逻辑设计法；PLC程序的移植设计法；PLC程序及调试说明
2、教学基本要求
掌握梯形图的编程规则，PLC程序设计的一般步骤；掌握PLC程序设计的常用方法；掌握PLC程序顺序控制设计法及步与动作；掌握PLC有向连线与转换条件及顺序功能图的基本结构。
掌握PLC的步进梯形指令的编程的方法。
3、重点与难点
重点：
：
PLC有向连线与转换条件；步进梯形指令的编程方法。
难点：
PLC有向连线与转换条件；步进梯形指令的编程方法。
第六章可编程序控制器控制系统的设计
1、教学内容
可编程序控制器控制系统的设计
2、教学基本要求
PLC应用系统设计的内容，方法和步骤。
应用系统设计包括原理电路设计和工艺设计两部分，应用系统原理设计包括硬件系统设计和软件系统设计。
3、重点与难点
重点：
硬件系统设计和软件系统设计。
难点：
硬件系统设计和软件系统设计。
（二）、建议分配学时（共计30+6/30学时）
学习形式
学时分配
夜大
函授
备注
理论
实践
理论
实践
总
学
时
第一章电气控制基础
6/6
2
6/6
2
授课/自学
第二章可编程序控制器基础知识
4/4
4/4
第三章FX系列可编程序控制器及指令系统
4/4
4/4
第四章其他常用PLC及指令系统
4/4
4/4
第五章可编程序控制器的程序设计方法
6/6
2
6/6
2
第六章可编程序控制器控制系统的设计
6/6
2
6/6
2
合计
30+6/36
30+6/36
二、习题与作业
第一章：
3-5题
第二章：
3-5题
第三章：
3-5题
第四章：
3-5题
第五章：
2-4题
第六章：
2-4题
说明：
平时成绩包括学生到课情况、完成作业等内容。
二、《可编程控制器原理与应用》模拟试题
模拟试题
（一）
（考试时间：
120分钟;考试方式：
开卷）
得分
评卷人
一、填空题（每空1分，共20分）
1、定时器的线圈时开始定时，定时时间到时其常开触点，常闭触点
。
2、PLC输入输出模块与外部输入输出设备的接线方式有接线和接线两种基本形式。
3、T0为（10ms、100ms、1ms）定时器。
4、PLC主要有、、以及等部分组成。
5、对于并联电路，串联触点多的支路排在。
6、编程元件中只有和的元件号采用八进制。
7、将编程器内编写好的程序写入PLC时，PLC必须处在模式。
8、PLC开关量输出有、和三种输出方式。
9、若想三相异步电动机反转，只需。
10、熔断器起作用，热继电器起作用。
得分
评卷人
二、选择题（每小题1分，共10分）
1．AC是哪个存储器的标识符。
（）
A高速计数器B累加器C内部辅助寄存器D特殊辅助寄存器
2．在PLC运行时，总为ON的特殊存储器位是（）
ASM1.0BSM0.1CSM0.0DSM1.1
3．在输出扫描阶段，将（）寄存器中的内容复制到输出接线端子上。
A输入映象B输出映象C变量存储器D内部存储器
4．世界上第一台PLC生产于（）
A．1968年德国B．1967年日本C．1969年美国D.1970年法国
5．下列那项属于字节寻址（）。
A.VB10B.VW10C.ID0D.I0.2
6．用来累计比CPU扫描速率还要快的事件的是（）。
A高速计数器B增计数器C减计数器D累加器
7．PLC的工作方式是（）
A等待工作方式B中断工作方式C扫描工作方式D循环扫描工作方式
8．在继电接触控制原理图中，主电路和控制电路放置的位置（）
A主电路在上，控制电路在下B主电路在下，控制电路在上
C主电路在左，控制电路在右D主电路在右，控制电路在左
9．热继电器和熔断器各其什么保护作用？
（）
A热继电器和熔断器都起短路保护作用B热继电器和熔断器都起过载保护作用
C热继电器起过载保护作用，熔断器起短路保护作用
D热继电器起短路保护作用，熔断器起过载保护作用
10．在下列继电控制原理图中，用到什么控制规律？
（）
A电气互锁B先后联锁C机械互锁D电气自锁
得分
评卷人
三、简答题（每小题4分，共24分）
1、什么叫自锁、互锁？
如何实现？
2、简述PLC定的内容。
3、何谓扫描周期？
试简述PLC的工作过程。
4、PLC的输入、输出接口为什么采用光电隔离？
5、对I/O点数不够用的主机加装扩展单元，应如何安装和放置？
6、对来自电源的干扰，应采用什么解决办法？
得分
评卷人
四、综合题（共26分）
1、简化或改正下图所示梯形图。
（6分）
2、简化或改正下图所示梯形图。
（6分）
3、梯形图如图所示。
（7分）
4、指令程序如下。
（7分）
步序号注记符器件号
0LDX0
1ORX1
2ANIX2
3ORX0
4LDX3
5ORX4
6ANB
7OUTY1
8END
得分
评卷人
五、设计题（每题10分，共20分）
1、某生产线中装有检测次品的传感器，当每小时的次品达到5个时，发出不停机报警信号；若十分钟之内不能排除故障，并发出停机报警信号，并立即停机。
2、试设计一个控制电路。
有3台电动机，用一个按钮控制。
第1次按下按钮时，M1启动；第2次按下按钮时，M2启动；第3次按下按钮时，M3启动。
再按1次按钮3台电动机都停止。
模拟试题
（二）
得分
评卷人
一、判断题（每空1分，共10分）
1．接在线路中交流接触器，除正常功能外，还有欠压或失压保护功能。
（）
2．在同一程序中，PLC的触点和线圈都可以无限次反复使用。
（）
3．PLC控制器是专门为工业控制而设计的，具有很强的抗干扰能力，能在很恶
劣的环境下长期连续地可靠工作。
（）
4．在PLC的梯形图中，触点的串联和并联实质上是把对应的基本单元中的状态
依次取出来进行逻辑“与”与逻辑“或”。
（）
5．PLC使用方便，它的输出端可以直接控制电动机的启动，因此在工矿企业中
大量使用。
（）
6．PLC输出端负载的电源，可以是交流电也可是直流电，但需用户自已提供.（）
7．PLC梯形图的绘制方法，是按照自左而右、自上而下的原则绘制的。
（）
8．PLC输入继电器的线圈可由输入元件驱动，也可用编程的方式去控制。
（）
9．在PLC基本逻辑指令中，“AN”是“与非”操作指令，即并联一个动断触点。
（）
10．PLC与继电器控制的根本区别在于：
PLC采用的是软器件，以程序实现
各器件之的连接。
（）
得分
评卷人
二、选择题（每小题2，共20）
1．下列关于继电——接触器控制系统中常用保护元件说法正确的是（）。
A熔断器主要起短路保护作用。
B热继电器一般用于短路保护。
C空气开关只能起过载保护作用。
D空气开关常用于大容量工业控制系统保护。
2．对于需要快速制动，且需要反转的电机应选择的制动方式为（）。
A能耗制动B摩擦制动C回馈制动D反接制动
3．对于S7-200系列PLC的定时器，下列说法正确的是（）。
A时基标准分为四种，分别为：
1ms,10ms,100ms,1s。
B对于1ms时基标准的定时器，执行定时器指令时刷新当前值。
C对于10ms时基标准的定时器，执行定时器指令时刷新当前值。
D对于100ms时基标准的定时器，执行定时器指令时刷新当前值。
4．下列语句中有语法错误的是（）。
ALDI0.0BSM0.0，400CTONT37,+100DCTUC30,+20
5．下列不属于交流接触器的主要组成部分的是（）。
A电磁系统B触头系统C灭弧系统D弹簧
6．对于一台小功率交流电机的正反转控制线路，一般需要交流接触器的个数为（）
A1B2C3D4
7.下列元器件中，属于主令电器的是（）
A接触器B继电器C按钮开关D熔断器
8．执行下列程序的时序图是（）。
9．下列指令中属于无操作数的指令是（）
AEDBANCODLDN
10.下列关于栈操作指令描述正确的是（）。
A逻辑堆栈时，执行指令前后栈内内容无变化。
B逻辑读栈时，执行指令前后栈内内容无变化。
C逻辑弹栈时，执行指令前后栈内内容无变化。
D无论何种栈操作指令时，执行指令前后栈内内容都无变化。
得分
评卷人
三、简答题（每小题5分，共20分）
1．电动机继电控制电路中，电动机的长动与点动控制电路有何区别？
（8分）
2、在正、反转控制线路中，为什么要采用双重互锁？
3.简述PLC的一个工作周期中的三个主要阶段（12分）
4、PLC的输出接口电路有几种？
它们分别带什么类型的负载？
得分
评卷人
四、分析题（每题分数见题后，共30分）
1．试将下面的指令语句表程序转换为梯形图（8分）。
a）LDI0.1
OQ0.1
ANI0.2
=Q0.1
LDI0.2
TONT37,+300
LDT37
=Q0.0
b）LDI0.4
ANI0.5
LDNI0.4
AI0.5
OLD
=Q0.0
2．将图1梯形图程序转换为指令语句表。
（10分）
图1
3．下图所示为某电动机反接制动线路图，试补充完整控制过程。
（12分）
--→___________--→M+（电机正转）--→_________（为制动做好准备）。
--→__________--→
（电机开始制动）--→___________--→
--→M-。
得分
评卷人
五、设计题（每题10分，共20分）
1、试用PLC实现对一台电动机的星——三角启动控制。
控制要求：
按下启动按钮后电机星形运行，8秒以后自动切换为三角形运行；要求有过载保护。
试写出I/O分配表和控制梯形图。
提示：
下面的I/O接线图中，SB0是停止按钮，SB1是启动按钮，FR是热继电器的常开触点，当KM1、KM2吸合时电机为三角形接法，当KM1、KM3吸合时电机为星形接法。
2、有一个升降控制系统，要求可以手动和自动控制。
在自动控制时，要求上升10s，停5s，下降10s
停10s，循环往返10次停止运行。
试设计其梯形图。
模拟试题（三）
得分
评卷人
一、填空题（每空1分，共20分）
1、熔断器起作用，热继电器起作用。
2、低压断路器具有、、保护功能。
3、数控机床PLC与两种型式。
4、顺序功能图有、、基本结构。
5、低档PLC，一般为小型PLC，输入、输出总点数在以内。
6、M8012、M8013分别为、的时钟脉冲特殊辅助继电器。
（在10ms、100ms、1s、1min中选）
7、三相异步电动机调速的方法有、、。
8、PLC输入输出模块与外部输入输出设备的接线方式有接线和接线两种基本形式。
9、PLC一般（能，不能）为外部传感器提供24V直流电源。
10、所谓线性编程方式是指将用户程序全部写入中，操作系统自动按顺序扫描处理OB1中的每一条指令并不断地循环。
得分
评卷人
二、简答题（每小题5分，共20分）
1、请说出FX1N—60MR的型号含义。
2、影响扫描周期长短的主要因素是什么？
3、输入、输出接口电路中的光电耦合器件的作用是什么？
4、END指令的功能是什么？
如果程序结尾没有该指令，PLC能否正常工作？
得分
评卷人
三、写出下列梯形图的指令程序或根据指令程序画出梯形图（每题5分，共10分）
1、梯形图如图所示。
2、指令程序如下。
0LDX0
1ANDX1
2ANIX2
3LDX3
4ANIX4
5ORB
6OUTY1
7END
得分
评卷人
五、设计题（50分）
1、设计满足如下图要求输入输出关系的梯形图。
（10分）
2、如图是某控制状态转移图，请绘出其步进梯形图。
（10分）
3、设计电动机的正反转控制电路，绘出继电器—接触器控制的电动机主电路、控制电路、PLC控制的安装接线图、PLC梯形图，并写出相应的指令程序。
（15分）
4、试设计两台电动机的控制电路：
M1先启动，才允许M2启动；M2先停止，延时10s后，M1才自动停止，且M2可以单独停止；两台电动机均由短路、长期过载保护；绘出采用继电器—接触器控制的电动机控制电路；PLC控制的安装接线图；绘出PLC梯形图。
（15分）
模拟试题（四）
得分
评卷人
一、填空题（每空1分，共33分）
1、热继电器是一种保护用继电器，主要用作三相电动机的保护
和保护。
使用中发热元件应串联在电路中，常闭触点应串联在电路中。
2、接触器主要由、、组成。
可用于
地接通或分断交直流。
其符号分别是、
和。
3、PLC的编程语言有、、。
4、PLC处于正常运行时，不断地重复扫描过程。
其扫描过程分为、
和三个阶段。
5、PLC的三种输出方式是：
、、。
6、三相异步电动机调速依据是n=（1-s）60f1/p，调速方法有：
、
、。
7、通电延时间继电器的线圈和触点符号分别是：
、、
。
8、Y-D减压起动适用于接法的电动机，起动时先把定子绕组接成
接法，经一定时间再把定子绕组改接成接法。
其起动电压为额定电压的，起动电流为全压起动时的，起动转矩为全压起动时的。
得分
评卷人
二、选择题答（每小题2分，共20分）
1、自动空气开关电磁脱扣器的保护作用是（）。
A．过载保护B.短路保护C.失压保护
2．有专用变压器的场合，设PN是直接起动额定功率，SN是变压器额定功率（容量），则电动机采用直接起动的条件是（）。
A．PN（10~20）%SNB.PN（20~30）%SNC.PN（30~40）%SN
3．控制电动机反接制动的电器应是（）。
A．电流继电器B.时间继电器C.速度继电器
4、按下复合按钮或接触器线圈通电时，其触点动作顺序是（）。
A．常闭触点先断开B.常开触点先闭合C.两者同时动作
5、PLC内部只能由外部信号驱动的器件是（）。
A、内部继电器B、输入继电器C、输入继电器
6、自锁控制电路具有失压保护功能，实现该功能的电器是（）。
A．按钮B.热继电器C.熔断器D.接触器
7、PLC输出继电器供接通外部执行元件的触点数为（）。
A、1个B、2个C、无限个
8、各电器线圈的接法（）。
A．只能并联B.只能串联C.根据需要可以并联或串联
9、某三相异步电动机额定电流为10A，用于短路保护的熔断器熔体额定电流应为（）。
A．10AB.25AC.50A
10、控制工作台自动往返的控制电器是（）。
A．自动空气开关B.时间继电器C.行程开关
得分
评卷人
三、分析题（每图2分，共10分）
分析下列电路能否实现自锁控制，若不能则指出操作中产生的现象。
得分
评卷人
四、综合题（20分）
1、根据梯形图写出其对应的指令语句表。
（8分）
2、根据下列指令程序画梯形图。
（6分）
LDX0
ORY0
ANIX1
ORR0
LDX2
ANIR0
ORX3
ANB
ORR10
OUTY1
END
3、根据下列时序图，画出相应梯形图并写出指令程序。
（6分）
得分
评卷人
五、分析题（17分）
1．图1所示是电动机正反转有限位保护控制线路，试分析正转起动至正转正常停止的控制过程。
（5分）
2．根据图1完成图2的FX2N系列PLC输入输出端子接线图，并画出相应梯形图。
（6分）
3.编写上题所对应的指令程序。
（6分）
模拟试题（五）
得分
评卷人
一、填空题（每空1分，共20分）
1．在S7-200系列PLC中的JMPn这条指令中，n的取值范围是，如果按I/O点数来分，S7-200系列PLC属于PLC，根据PLC各组件的组合型式分类，S7-200系列PLC属于
2．S7-200系列PLC实数开方指令的指令是
3．通过扩展模块（通讯处理器），可以将S7-200系列PLC连接到Profibus-DP网中。
4．S7-200系列PLC中，输出指令不能用于映像寄存器。
5．S7-200型PLC的编程语言形式有、、三种形式。
6．当SQ0.0,3语句执行后，Q0.2=。
7．PLC的输出接口类型有、与。
8．在继电接触控制系统中，要求甲接触器线圈得电后，乙接触器线圈不能得电，要实现这一控制规律，通常将将甲接触器的串接在乙接触器的回路中。
9．对于速度继电器的工作原理与的工作原理类似，当速度继电器的转子速度高于某一设定值，速度继电器的常开触点。
10．热继电器主要由、、组成。
得分
评卷人
二、选择题（每小题2分，共20分）
1．CPU224型PLC程序存储器容量为（）
A.2KB.2.5KC.1KD4K
2．CPU逐条执行程序，将执行结果放到（）。
A输入映象寄存器B输出映象寄存器C中间寄存器D辅助寄存器
3．图示程序中的累加器用的是那种寻址方式（）
A.位寻址B.字节寻址
C.字寻址D.双字寻址
4．在S7-200PLC中，当RAM中的数据丢失时，ON一个扫描周期的特殊存储器位
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