PLC技術(shù)與應用習題

1、可編程序控制器技術(shù)與應用第二版習題第1章 可編程序控制器的基本組成與內(nèi)部軟元件1.1 PLC由哪些基本部分組成，試述它的工作原理。答：PLC是一種將計算機技術(shù)與繼電器控制概念結(jié)合起來、裝有程序的工業(yè)控制用的計算機。它主要由中央微處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路、電源等組成。 1、中央微處理器（CPU） CPU是PLC的核心 2、存儲器存儲器是存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)的器件，包括只讀存儲器ROM和隨機讀寫存儲器RAM兩類。 3、輸入單元輸入單元是PLC與外部輸入設備之間的連接部件由于外部輸入設備和輸出設備所需的信號電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標準電平，所以I/O單

2、元要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O單元一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力。數(shù)字量輸入單元直流輸入 交流輸入交直流輸入數(shù)字量輸入單元中都有濾波電路和耦合隔離電路。濾波電路主要起抗干擾作用，耦合隔離電路主要起抗干擾和產(chǎn)生標準信號的作用。通常情況下，輸入接口單元都使用PLC機內(nèi)的直流電源供電，而不需再外接電源。 4、輸出單元輸出單元是PLC與驅(qū)動控制對象如接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等的連接部分數(shù)字量輸出單元繼電器輸出型晶體管輸出型雙向晶閘管輸出型繼電器輸出接口可驅(qū)動交流或直流負載，但其響應時間長，動作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應速度快，動作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動直

3、流負載，后者只能用于交流負載。 5、電源單元PLC的電源是一將交流電壓（AC 220V）變成CPU、存儲器、輸入、輸出接口電路所需電壓的電源部件。 6、模擬量輸入輸出單元模擬量輸入輸出一般要通過模擬量輸入、輸出模塊與PLC基本單元連接。7、輸入輸出擴展單元和擴展模塊使用擴展單元或擴展模塊。以擴充PLC的輸入輸出點數(shù)。1.2 熟悉各類內(nèi)部繼電器，它的編號特點、作用、參數(shù)和梯形圖的表示。 答： 輸入繼電器（X） 輸入繼電器的編號（地址號）按八進制編號：X0X7，X10X17，。 無等效線圈供編程用，各點輸入繼電器都有任意對常開觸點和常閉觸點供PLC內(nèi)部編程用。輸出繼電器 (Y) 輸出繼電器（Y）

4、輸出繼電器的編號（地址號）按八進制編號：Y0Y7，Y10Y17，。各點輸出繼電器都有一個等效線圈和任意對常開觸點和常閉觸點供PLC內(nèi)部編程用。輔助繼電器（M） 輔助繼電器（M）有一等效線圈和任意對常開觸點和常閉觸點供PLC內(nèi)部編程用。 輔助繼電器分為一般用（型），斷電保持用（型）和特殊輔助繼電器三種: (1)一般用輔助繼電器 一般用輔助繼電器特點是：線圈得電觸點動作，線圈失電觸點復位. FX2N型 PLC一般用輔助繼電器的編號按十進制: M0M499. (2)斷電保持用輔助繼電器 斷電保持用輔助繼電器特點是：當停電時，線圈由后備鋰電池維持，當再恢復接通供電時，它就能記憶停電前的狀態(tài). FX2N

5、型PLC斷電保持用輔助繼電器的編號 M500M3071。 (3)特殊輔助繼電器 FX2N型PLC特殊輔助繼電器的編號 M8000M8255. 各個特殊輔助繼電器都具有不同的功能。常用的一些特殊輔助繼電器有:M8000，常ON，作運行監(jiān)視用（在運行中接通）；M8002，初始脈沖（僅在運行開始瞬間接通一脈沖周期）；M8011，產(chǎn)生10ms連續(xù)時鐘脈沖M8012，產(chǎn)生100ms連續(xù)時鐘脈沖；M8013，產(chǎn)生1s連續(xù)時鐘脈沖。 狀態(tài)繼電器是步進順序控制中的重要軟元件，它與步進順控指令STL組合使用。S繼電器的狀態(tài)只有“1”與“0”兩種，當狀態(tài)為“1”時，可驅(qū)動輸出繼電器或其它軟元件。 狀態(tài)繼電器S以十

6、進制編號 .對FX2N型PLC的編號: 初始化用 S0S9 一般用 S10S499 斷電保保持用 S500S899 報警用 S900S999 定時器（T） PLC的定時器是根據(jù)時鐘脈沖累積計時的。時鐘脈沖一般有1ms，10ms，100ms等,因此, PLC的定時器有1ms，10ms，100ms定時器之分。 FX系列PLC的定時器有兩類：通用定時器和積算定時器。 1)通用定時器 通用定時器是指定時器線圈得電,開始延時,延時時間到,觸點動作.線圈失電,觸點復位. 2) 積算定時器積算定時器的特點是:當驅(qū)動定時器線圈的輸入觸點斷開或停電時，積算定時器的當前值能保留。當輸入觸點再次接通或復電時，計時繼

7、續(xù)。當兩次或多次時間累積之和等于設定值時，定時器的觸點動作。計數(shù)器（C）PLC的計數(shù)器具有計數(shù)功能。它由等效的計數(shù)線圈、復位線圈、以及對應的常開常閉觸點組成。當復位線圈接通，計數(shù)器復位。計數(shù)器線圈每接通一次，即每次從OFFON，計數(shù)器計數(shù)一次。當計數(shù)器的當前值與設定值相同，計數(shù)器 觸點動作。FX系列PLC的計數(shù)器分為16位增計數(shù)器，32位增/減計數(shù)器以及高速計數(shù)器三種： （1）16位增計數(shù)器16位增計數(shù)器是一種16位二進制加法計數(shù)器，其設定值由132767?？捎墒M制常數(shù)K設定，也可由數(shù)據(jù)寄存器D的當前值設定。(2) 32位增/減計數(shù)器32位增/減計數(shù)器是32位二進制加法器。其計數(shù)設定值為-2

8、147483648+2147483647（十進制常數(shù)K）。32位增/減計數(shù)器的編號為C200C234，它的增/減計數(shù)的方向由特殊輔助繼電器M8200M8234的ON/OFF而定。(3) 高速計數(shù)器(C235C255) FX系列的高速計數(shù)器分為單相單向計數(shù)輸入，單相雙向計數(shù)輸入和雙相（A、B相）雙輸入三種。它是以一種特定的輸入方式（中斷輸入方式）進行計數(shù)的 , X0X7為中斷計數(shù)輸入端.。數(shù)據(jù)寄存器（D） 數(shù)據(jù)寄存器是存貯數(shù)據(jù)的軟元件。這些寄存器都是16位的，可存貯16位二進制數(shù)，其最高位為符號位（0為正數(shù)，1為負數(shù)）。一個存儲器能處理的數(shù)值為-32768+32767。 將兩個相鄰的寄存器組合可

9、存儲32位二進制數(shù)。如果指定低位（例如D0），則緊繼低位地址號的高位（D1）便被自動占用。低位指定一般用偶數(shù)軟元件號（地址號）。32位寄存器可處理的數(shù)值為-2147483648+2147483647。 FX系列PLC的數(shù)據(jù)寄存器可分為一般用、斷電保持用和特殊用三類。變址寄存器（V，Z）變址寄存器V、Z與普通用途的數(shù)據(jù)寄存器一樣，是進行數(shù)據(jù)讀入、寫出的16位數(shù)據(jù)寄存器。將V和Z組合，可進行32位運算，此時V作為高位數(shù)據(jù)存儲。分別組成為（V0，Z0），（V1、Z2），（V2，Z2），（V7，Z7），指定Z為變址寄存器首址。變址寄存器主要用于改變軟元件地址號。1.3 熟悉定時器和計數(shù)器的工作特點，梯

10、形圖表示。為何通用定時器的控制觸點在定時器工作過程中要一直閉合，而計數(shù)器的控制觸點在計數(shù)器工作過程中不能一直閉合？答：PLC的定時器是根據(jù)時鐘脈沖累積計時的。梯形圖是 ( T0 K60 )。PLC的計數(shù)器具有計數(shù)功能。計數(shù)器線圈每接通一次，即每次從OFFON，計數(shù)器計數(shù)一次。當計數(shù)器的當前值與設定值相同，計數(shù)器 觸點動作。梯形圖是 （C0 K10)。由于定時器線圈是根據(jù)時鐘脈沖累積計時的所以工作過程中要一直閉合，時鐘脈沖累積計時到觸點才動作。計數(shù)器線圈每接通一次，即每次從OFFON，計數(shù)器計數(shù)一次。當計數(shù)器的當前值與設定值相同，計數(shù)器 觸點動作。1.4 輔助繼電器M為什么不能驅(qū)動外部負載？試述

11、輔助繼電器M的分類及其編號特點。答： 輔助繼電器（M）有一等效線圈和任意對常開觸點和常閉觸點供PLC內(nèi)部編程用。 輔助繼電器分為一般用（型），斷電保持用（型）和特殊輔助繼電器三種: (1)一般用輔助繼電器 （M0-M499)(2)斷電保持用輔助繼電器 (M500M3071)(3)特殊輔助繼電器( M8000M8255)1.5 數(shù)據(jù)寄存器D的常用功能是什么？如何用D作為定時器和計數(shù)器的設定值？答：數(shù)據(jù)寄存器是存貯數(shù)據(jù)的軟元件。這些寄存器都是16位的，可存貯16位二進制數(shù)，其最高位為符號位（0為正數(shù)，1為負數(shù)）。一個存儲器能處理的數(shù)值為-32768+32767。 將兩個相鄰的寄存器組合可存儲32位

12、二進制數(shù)。如果指定低位（例如D0），則緊繼低位地址號的高位（D1）便被自動占用。低位指定一般用偶數(shù)軟元件號（地址號）。32位寄存器可處理的數(shù)值為-2147483648+2147483647。 定時器，計數(shù)器的設定值可以用十進制常數(shù)K設定，也可由數(shù)據(jù)寄存器D的當前值設定，如圖所示。第2章 基本邏輯指令2.1 寫出如圖所示梯形圖的指令表解：指令表如下：2.2 寫出如圖所示梯形圖的指令表解：指令表如下：2.3 寫出如圖所示梯形圖的指令表解;指令表如下：2.4 寫出如圖所示梯形圖的指令表解：指令表如下：2.5 寫出如圖所示梯形圖的指令表2.6 寫出如圖所示指令表的梯形圖解：梯形圖如下：2.7 寫出如圖

13、所示梯形圖的指令表,并畫出其時序圖。解：指令表如下：2.8 寫出如圖所示梯形圖的指令表。解：指令表如下：2.9 寫出如圖所示梯形圖的指令表，并回答X0按下多少次Y0得電。解：指令表如下：LD X0 LD X1OUT C3 K5 RST C4LD C3 LD C4OUT C4 K4 OUT Y0LD C3 ENDOR X1RST C3X0按下20次，Y0得電。2.10 讀下圖，X0為停止按鈕，Y0、Y1、Y2為燈。若按X1，則燈Y0Y1Y2Y1Y0;循環(huán)地亮。試分析其動作原理。第3章 應用基本指令編程3.1 一臺電動機運行20s后停5s，如此循環(huán)50次停止。再按啟動按鈕又能進行另一次運行。試畫出

14、I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。3.2兩臺電動機M1、M2。M1運行5S后，M2起動，運行10s后，M1、M2停2s，之后M1又自動起動，按上述規(guī)律運行30個循環(huán)自動停止。試畫出I/O分配圖、梯形圖、寫出指令表。3.3 圖3-32為定子電路串電阻減壓起動控制線路，試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。解：I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 串電阻起動KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 無電阻運行KM2 Y2 起動按鈕SB2 X23.4 圖3-33為單向能耗制動電路圖，試編制 PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。解：I/O分配 輸入 熱繼電器R

15、F1 X0 輸出 起動運行KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 能耗制動KM2 Y2 起動按鈕SB2 X23.5 圖3-34為自耦變壓器減壓起動電路，KT為時間繼電器。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 自耦變壓器起動KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 全壓運行 KM2 Y2 起動按鈕SB2 X23.6 圖3-35為延邊三角形減壓起動電路，KT為時間繼電器，電動機有六個抽頭。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF X0 輸出 起動KM1 Y1 起動按鈕SB1 X1 運行KM2

16、 Y2 停止按鈕SB2 X2 KM3 Y33.7 圖3-36為時間繼電器控制的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動電路，圖中KT1、KT2、KT3為時間繼電器，試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 2電阻起動KM1 Y1 起動按鈕SB1 X1 1電阻起動KM2 Y2 停止按鈕SB2 X2 0電阻運行KM3 Y33.8 圖3-37為雙速電動機控制電路圖，圖中U1、V1、W1接電源，為低速。U1、V1、W1接在一起，而U2、V2、W2分別接到電源，為高速。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 停止按鈕SB

17、1 X1 輸出 低速運行KM1 Y1 起動按鈕SB2 X2 高速運行KM2 Y2 3.9 圖3-38為自耦變壓器減壓起動電路，圖中KT為時間繼電器，KA為中間繼電器，HL1、HL2、HL3為指示燈，試說明個指示燈的作用，并試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 減壓起動KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 運行KM2 Y2 SB2 X2 指示燈HL1 Y11 起動按鈕SB3 X3 指示燈HL1 Y12 SB4 X4 指示燈HL1 Y133.10圖3-39為正反轉(zhuǎn)起動反接制動控制線路。圖中KS為速度繼電器，KA1、KA2、KA3、K

18、A4為中間繼電器，KM1、KM2、KM3為接觸器。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 電機正轉(zhuǎn)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 電機反轉(zhuǎn)KM2 Y2 起動按鈕SB2 X2 串電阻起動KM3 Y3 起動按鈕SB3 X33.11 圖3-40為電動機正方向起動、點動和反接制動線路。圖中KS為速度繼電器，KA為中間繼電器，KM1、KM2、KM3為接觸器。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 起動KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 制動KM2 Y2 起動按鈕SB2

19、X2 無電阻運行KM3 Y3 起動按鈕SB2 X3 起動按鈕SB2 X43.12 圖3-41為C650車床電氣原理圖，M1為主軸電動機，M2為刀架快速移動電動機，M3為冷卻泵電動機。讀電路圖，弄清其動作原理。并編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 串電阻起動KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 無電阻運行KM2 Y2 起動按鈕SB2 X23.13 電動機M1、M2、M3、M4的工作順序圖如圖3-42所示。圖中為第一個循環(huán)的時序。試編制PLC控制程序，要求：要完成30個循環(huán)，自動結(jié)束;結(jié)束后再按起動按鈕，又能進行下一輪工作;任何時候按停止按鈕都能完成一個完整的循環(huán)才停止;各臺電動機均有過載保護和短路保護。3.14 某生產(chǎn)運輸線由三段組成，如圖3-43所示。起動順序為M1 M2 M3，間隔分別為3s、4s。起動時，M1、M2為Y 減壓起動，M3為自耦變壓器減壓起動。停止的順序為M3M2M1，時間間隔為5s、3s，試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖