可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用習(xí)題全部答案(湖南科技大學(xué)信息學(xué)院適用)

1、可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用習(xí)題集老師點(diǎn)的題目的答案（全）第一章 概述1.1 簡(jiǎn)述可編程控制器的定義答：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。定義表明了可編程控制器的本質(zhì)特征、功能、設(shè)計(jì)原則、適應(yīng)環(huán)境。1.2 可編程控制器的主要特點(diǎn)有哪些？答：主要有7個(gè)特點(diǎn)。（1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)。 梯形圖是使用最多的可編程控

2、制器的編程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理相似；梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。（梯形圖的兩個(gè)特征） 梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的高級(jí)語言，可編程控制器在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言后執(zhí)行。與直接用匯編語言編寫的程序相比，它的執(zhí)行時(shí)間要長(zhǎng)些，由于可編程控制器的運(yùn)算速度不斷提高，對(duì)于一般的控制設(shè)備來說，執(zhí)行速度完全滿足要求。（可編程控制器的程序執(zhí)行過程與特點(diǎn)）（2）功能強(qiáng)，性價(jià)比高 一臺(tái)小型可編程控制器內(nèi)部有成百上千個(gè)內(nèi)部繼電器，幾十到幾百個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，幾十個(gè)特殊繼電器，功能很強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能；一臺(tái)可編程控制器可以控制幾臺(tái)設(shè)備，還可以聯(lián)網(wǎng)通信。實(shí)

3、現(xiàn)分散控制、集中管理。（功能強(qiáng)大）（3）配件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編程控制器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊炭刂破鞯陌惭b接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線，可編程控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。（配套齊全，使用方便） 硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。（適應(yīng)性）（4）無觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。觸點(diǎn)和接線多，難免接觸不良，容易出故障?？删幊炭刂?/p>

4、器用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，剩下少量的與輸入和輸出有關(guān)的接線，一般為繼電器控制系統(tǒng)的1/10 1/100，接觸不良造成的故障率大大減低。（無觸點(diǎn)免配線的優(yōu)勢(shì)） 可編程控制器采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，如濾波、隔離、屏蔽、自診斷、自恢復(fù)等。有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可編程控制器已被廣大用戶認(rèn)為是最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。（抗干擾措施，可靠性指標(biāo)）（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小 可編程控制器用軟件功能取代繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。（以軟代

5、硬的優(yōu)勢(shì)） 對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖設(shè)計(jì)所花的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于繼電器電路花的時(shí)間。 可編程控制器的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，輸出信號(hào)的狀態(tài)可以觀察控制器上的發(fā)光二極管，測(cè)試好后再將可編程控制器安裝在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，調(diào)試的時(shí)間比繼電器少得多。（6）維修工作量小，維修方便 可編程控制器的故障很低，并且有完善的自診斷和顯示功能。可編程控制器或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速查明故障原因，排出故障。（7）體積小，能耗低 可編程控制器的使用，減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，可

6、將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2-1/10。能耗也大大降低。1.3 與一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，可編程控制器有哪些優(yōu)勢(shì)？答：1.PLC的工作環(huán)境要求比PC低，PLC抗干擾能力強(qiáng) 2.PLC編程比PC編程簡(jiǎn)單易學(xué)3.PLC設(shè)計(jì)調(diào)試周期短 4.PC應(yīng)用領(lǐng)域與PLC不同 5.PLC維護(hù)比PC容易1.4 與一般的繼電器控制系統(tǒng)相比，可編程控制器有哪些優(yōu)勢(shì)？答：PLC與繼電器控制的區(qū)別主要體現(xiàn)在：組成器件不同，PLC中是軟繼電器；觸點(diǎn)數(shù)量不同，PLC編程中無觸點(diǎn)數(shù)的限制；實(shí)施控制的方法不同，PLC主要是軟件編程控制，而繼電器控制依靠硬件連線完成1.5 可編程控制器可以用在哪些領(lǐng)域？答：主要應(yīng)用領(lǐng)域有5個(gè)

7、。（1）開關(guān)量邏輯控制（2）運(yùn)動(dòng)控制（3）閉環(huán)過程控制（4）數(shù)據(jù)處理（5）通信聯(lián)網(wǎng) 可編程控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺(tái)可編程控制器之間的通信、可編程控制器與其他智能設(shè)備（計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信，可以組成集中管理、分散控制的分布式控制系統(tǒng)。第二章 可編程控制器的硬件與工作原理2.1 簡(jiǎn)述可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)答：（1）可編程控制器主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源四個(gè)部分組成。（2） 輔助繼電器的線圈斷電時(shí)，其常開點(diǎn)斷開，常閉點(diǎn)閉合。（3）FX系列型號(hào)名稱含義：三菱FX2N-48MR有48個(gè)I/O點(diǎn)，繼電器輸出型的基本單元。課本24頁。2-2簡(jiǎn)述可編程控

8、制器的掃描工作過程。答：可編程控制器有兩種基本工作狀態(tài)，即運(yùn)行狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，為使可編程控制器的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不停地重復(fù)執(zhí)行，直到可編程控制器停機(jī)或切換到STOP狀態(tài)。 除了執(zhí)行用戶程序外，在每次循環(huán)過程中，可編程控制器還要完成內(nèi)部處理、通信等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段：內(nèi)部處理階段、通信服務(wù)階段、輸入處理階段、 程序執(zhí)行階段、輸出處理階段，可編程控制器的這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時(shí)完成的。2-3

9、可編程控制器常用哪幾種存儲(chǔ)器？它們各有什么特點(diǎn)？分別用來存儲(chǔ)什么信息？答：存儲(chǔ)器特點(diǎn)存儲(chǔ)信息RAM工作速度高；斷電后信息丟失存儲(chǔ)各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào)試的程序。ROM只能讀，不能寫；斷電后，仍能保存存儲(chǔ)內(nèi)容存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。？2-4交流輸入模塊與直流輸入模塊各有什么特點(diǎn)？它們分別適用于什么場(chǎng)合？答：直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，用于直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 2-5開關(guān)量輸出模塊有哪幾種類型？它們各有什么特點(diǎn)？答：輸出形式特點(diǎn)繼電器輸出 低速大功率可控硅輸出高速大功率晶體管輸出 高速小功率2.-

10、6 可編程控制器有哪幾種編程器？各有什么特點(diǎn)？答：編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。1. 補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)：繼電器在控制系統(tǒng)中的作用：功率放大；電氣隔離；邏輯運(yùn)算。第3章 可編程控制器的編程語言與基本邏輯指令復(fù)習(xí)題3-1至3-9, 3-11, 3-153-1 填空（1）外部的輸入電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。（2）若梯形圖中輸出繼電器的線圈通電，對(duì)應(yīng)的輸出映象寄存器為“1”狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開點(diǎn)閉合，外部負(fù)載通電。（3）定時(shí)器的

11、線圈通電時(shí)開始定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)其常開點(diǎn)閉合，常閉點(diǎn)斷開。（4）通用定時(shí)器的線圈斷電時(shí)被復(fù)位，復(fù)位后其常開點(diǎn)斷開，常閉點(diǎn)閉合，當(dāng)前值等于0（5）計(jì)數(shù)器的復(fù)位輸入電路斷開，計(jì)數(shù)輸入電路由斷開變?yōu)榻油?，?dāng)前值小于設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1.計(jì)數(shù)當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，其常開點(diǎn)接通，常閉點(diǎn)斷開。再來計(jì)數(shù)脈沖時(shí)當(dāng)前值保持不變。復(fù)位輸入電路接通時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，復(fù)位后其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通，當(dāng)前值等于0。（6）OUT指令不能用于輸入繼電器。（7）M8002是初始化脈沖，當(dāng)PLC由stop變?yōu)閛n時(shí)，它ON一個(gè)掃描周期，當(dāng)可編程控制器處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，M8000一直為ON。（8）與主控觸點(diǎn)下端相連的常閉觸

12、點(diǎn)應(yīng)使用LDI指令。（9）編程元件只有輸入繼電器和輸出繼電器的元件號(hào)采用八進(jìn)制數(shù)。3-2寫出圖中的指令表程序答：LD X0ANI T0LD M100AND X4ORI X2AND X5ORBLDI Y1OR C0ANBOR Y1OUT Y0AND X6 OUT M110ANI X7OUT T2 K 15END3-3寫出圖3.38所示梯形圖的指令表程序答：LD X1ORI X5LD T1ANI X2LDI Y11OR M24AND X14ORBANBOR X0OUT Y15ANI X7OUT Y2AND M112INV OUT T133K 303-4 畫出下列指令表對(duì)應(yīng)的梯形圖答3-5畫出下面的

13、指令表程序?qū)?yīng)的梯形圖：LD M12 ORI X1LD T1ANI Y1LD X2AND X3ORBANBOR M110OUT Y5ANI X5AND X6OUT T6 K 403-6寫出3.40所示梯形圖的指令表程序答：LD X0ANI M5MC N0SP M100LD X1OUT Y0LD X3OUT Y1MCR N0LD X12OUT M8200LD X13RST C200LD X14OUT C200K 53-7用進(jìn)棧、讀棧和出棧指令寫出圖3.41對(duì)應(yīng)的指令表程序。答：LDI X7AND X0MPSAND X1ANI M3OUT Y0MRDAND X2OUT Y4MPPAND X3ORI

14、 T2OUT Y23-8 用主控指令畫出圖示的等效梯形圖。答： （a）(b）3-9改畫圖3.43中的梯形圖，使對(duì)應(yīng)的指令程序最短。答：3-11 畫出圖中Y0的波形圖答3-15指出圖中的錯(cuò)誤答：錯(cuò)誤有7處。第四章 功能指令4-1填空（1)執(zhí)行CJP指令的條件（不滿足 ）時(shí)，將執(zhí)行（ 標(biāo)號(hào) ）和（ CJP ）指令之間的指令。（2）操作數(shù)K2X10表示（2）組位元件，既由（X10X17 ）組成的（8）位數(shù)據(jù)。（3）圖4.122中的功能指令在X1（由OFF變?yōu)镺N ）時(shí)，將（ D11、D10 ）中的（32）位數(shù)據(jù)傳送到（D13，D12）中。4-3用（交替輸出）指令設(shè)計(jì)一個(gè)子程序，當(dāng)為時(shí)，每.改變一次的

15、狀態(tài)，每改變一次的狀態(tài)，在主程序中調(diào)用該程序。答：第5章 梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法5-至5-5-簡(jiǎn)述劃分步的原則答： 步是根據(jù)PLC輸出狀態(tài)的變化來劃分的，在步內(nèi)，輸出狀態(tài)不變，但相鄰步之間輸出狀態(tài)不同，這樣邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單。5-簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件和轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)完成的操作。答：轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件：（1） 該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步；（2） 相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)完成的操作： 使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?dòng)步。 使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號(hào)相連的前級(jí)步都變?yōu)椴换顒?dòng)步。5-3 設(shè)計(jì)滿足圖示的波形圖的梯形圖答：5-4 在按鈕X0按下后Y0變?yōu)镺N并自保持，T0定時(shí)5s后，用C0對(duì)

16、X12輸入的脈沖計(jì)數(shù)，計(jì)滿3個(gè)脈沖后，Y0變?yōu)镺FF，同時(shí)C0復(fù)位，在可編程控制器剛開始執(zhí)行用戶程序時(shí)C0也被復(fù)位，設(shè)計(jì)梯形圖。梯形圖如右：5-5試設(shè)計(jì)滿足圖.所示波形的梯形圖。答： 5-6 設(shè)計(jì)滿足圖示波形的梯形圖答：題目篇幅較長(zhǎng)，詳見課本128頁 順序功能圖如下：順序功能圖如下： 順序功能圖如下：第6章 順序控制梯形圖的編程方式6-1答： 6-2答： 6-3答：6-4 設(shè)計(jì)圖示的順序功能圖的梯形圖程序答： 6-5 設(shè)計(jì)圖示的順序功能圖的梯形圖解法一，起保停編程方式解法二，以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式6-12 如圖所示兩條運(yùn)輸帶順序相連,按下起動(dòng)按鈕,2號(hào)運(yùn)輸帶開始運(yùn)行,5s后1號(hào)運(yùn)輸帶自動(dòng)起動(dòng)。停機(jī)的順序剛好相反，間隔仍為5s。畫出順序功能圖，設(shè)計(jì)出梯形圖程序答：順序功能圖如下X0起動(dòng)按鈕X1停止按鈕Y11號(hào)運(yùn)輸帶Y22號(hào)運(yùn)輸帶梯形圖如下6-16 寫出圖示梯形圖的指令表程序指令表程序如下：STL S21STL S24LD X2SET S22STL S22OUT Y3LD X3OUT S0RST第7章 可編程