2471可編程控制器應(yīng)用復(fù)習(xí)

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1、電大可編程控制器應(yīng)用期末復(fù)習(xí)模擬試卷及參考答案 一、填空題（每空2分，共30分） 1. PLC的輸入/輸出繼電器采用 八 進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)，其它所有軟元件均采用 十 進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)。(八 十) 2. PLC的狀態(tài)元件中 (S2～S9) 用于初始狀態(tài)。(S2～S9) 3. 描述PLC的主要技術(shù)指標(biāo)有 、 、 、 、 和特殊功能模塊六種。 (I/O總點(diǎn)數(shù) 存儲(chǔ)容量 掃描速度 內(nèi)部寄存器 編程語言與指令系統(tǒng)) 4. PLC的輸出形式主要有 輸出、

2、 輸出和 輸出三種。(繼電器 晶體管 晶閘管) 5. 說明下列指令意義。 MOV RST ORB LD (數(shù)據(jù)傳送指令 復(fù)位指令 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令 取指令) 6、可編程序控制器采用微處理器作為中央處理單元，可以對(duì) 進(jìn)行控制，也可以對(duì) 進(jìn)行控制。 (邏輯量 模擬量) 7、PLC具有邏輯運(yùn)算功能

3、，能夠描述繼電器觸點(diǎn)的 和 等各種連接。(串聯(lián) 并聯(lián)) 8、PLC具有 和 功能，完成對(duì)模擬量的控制與調(diào)節(jié)。(模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換） 數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A轉(zhuǎn)換） 9、按結(jié)構(gòu)形式分類，PLC可分為 式和 式兩種。(整體式 模塊式) 10、 模塊是可編程序控制器系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心。(CPU) 11、 是安裝可編程控制器各類模板的機(jī)架，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。(導(dǎo)軌) 12、 模板用于對(duì)PLC內(nèi)部電路供電。(電源) 13、 是

4、用來將輸入端不同電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電平信號(hào)。(輸入電壓轉(zhuǎn)換) 14、輸出電平轉(zhuǎn)換是用來將 控制的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備所需的電壓或電流信號(hào)。(微處理器) 15、 是在微處理器與I/O回路之間采用的防干擾措施。(電氣隔離) 16、S7-300/S4-400可以通過 接口組成PLC網(wǎng)絡(luò)。多點(diǎn)接口（MPI） 17、MPI是 的簡稱，MPI網(wǎng)采用 的通信模式。（多點(diǎn)接口 全局?jǐn)?shù)據(jù)（或GD）） 18、全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）通信方式以 分支網(wǎng)為基礎(chǔ)，是為循環(huán)的傳送少量數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。（

5、多點(diǎn)接口（MPI）） 19、 通信方式以MPI分支網(wǎng)為基礎(chǔ)，是為循環(huán)的傳送少量數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的。（全局?jǐn)?shù)據(jù)（或GD）） 20、可編程序控制器系統(tǒng)中，主站之間的通信方式為 ，主站與從站之間為 ，以及這兩種方式的混合。（令牌方式 主從方式） 21、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)由 、從站、 等構(gòu)成。（主站 網(wǎng)絡(luò)部件） 22、DCS是 的簡稱，由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來。（集散控制系統(tǒng)） 二、簡答題（每小題5分，共20分） 1. 簡述PLC的硬件結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng) 1.答： PLC采用了

6、典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，硬件主要由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、采用掃描工作方式的I/O接口電路和電源等組成。PLC的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序組成。 2. 什么叫掃描工作方式？什么叫掃描周期？它主要受哪些影響？ 2. 答：與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，PLC的CPU是采用分時(shí)操作的原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，隨著時(shí)間的延伸一個(gè)動(dòng)作接一個(gè)動(dòng)作順序地進(jìn)行。這種分時(shí)操作進(jìn)程稱為CPU對(duì)程序的掃描。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中按序號(hào)順序排列。CPU從第一條指令開始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束。然后，返回第一條指令開始新的一輪掃描，這就是PLC的掃描工作方式。 除了執(zhí)行用

7、戶程序之外，在每次掃描過程中還要完成輸入、輸出處理等工作。掃描一次所用的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長短，首先與每條指令執(zhí)行時(shí)間長短有關(guān)，其次與指令類型及包含指令條數(shù)的多少有關(guān)。 3. 可編程控制器梯形圖編程規(guī)則的主要內(nèi)容是什么？ 3. 答：梯形圖程序編程的基本原則包括： （1）梯形圖中的階梯都是始于左母線終于右母線。 （2）接點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不要畫在垂直線上。 （3）并聯(lián)塊串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將接點(diǎn)多的支路放在梯形圖的左方。串聯(lián)塊并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將接點(diǎn)多的并聯(lián)支路放在梯形圖的上方。 （4）不宜使用雙線圈輸出。 4. 為什么稱PLC的內(nèi)部繼電器為軟繼電器？和硬件繼電器相比，軟繼電器的觸

8、點(diǎn)在使用上有何特點(diǎn)？ 4. 答：PLC內(nèi)部的繼電器并不是實(shí)際的硬繼電器，而是PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)單元。因此，稱為“軟繼電器”，梯形圖是由這些“軟繼電器”組成的梯形圖控制線路圖，它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系的連接，稱為“軟連接”。當(dāng)存儲(chǔ)單元某位狀態(tài)為1時(shí)，相當(dāng)于某個(gè)繼電器線圈得電；當(dāng)該位狀態(tài)為0時(shí)，相當(dāng)于該繼電器線圈斷電。軟繼電器的常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)可以在程序中使用無數(shù)多次 5、傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答：傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)為“硬接線”程序控制系統(tǒng)，通過修改控制器件和接線來改變控制功能；可編程控制系統(tǒng)為“軟接線”程序控制系統(tǒng)，通過修改PLC程序

9、并改動(dòng)少量接線端子來改變控制功能。 6、簡述可編程控制器的特點(diǎn)。 答：高可靠性，應(yīng)用靈活，編程簡單，但價(jià)格較高。（詳細(xì)解答也可） 7、可編程控制器的性能指標(biāo)有哪些？ 答：衡量PLC的性能指標(biāo)分為硬件指標(biāo)和軟件指標(biāo)。硬件指標(biāo)包括環(huán)境溫度、濕度、抗干擾能力、使用環(huán)境和輸入輸出特性等；軟件指標(biāo)包括掃描速度、存儲(chǔ)容量、指令功能和編程語言等。 8、可編程控制系統(tǒng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、集散控制系統(tǒng)的主要區(qū)別在哪些？ 答：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)適用于要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制；集散控制系統(tǒng)在模擬量處理和回路調(diào)節(jié)方面具有優(yōu)勢，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能；可編程控制

10、系統(tǒng)在數(shù)字處理和順序控制方面具有優(yōu)勢，主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制，具有很高的可靠性和抗干擾性。 9、簡述可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及其各部分功能。 答：（1）導(dǎo)軌：安裝PLC各類模塊的機(jī)架；（2）電源模塊：用于對(duì)PLC供電；（3）CPU模塊：CPU模塊為系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心，根據(jù)系統(tǒng)的程序要求接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)、現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)，診斷PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤，完成用戶程序規(guī)定的運(yùn)算任務(wù)，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)輸出控制和數(shù)據(jù)通信等功能；（4）輸入輸出模板：連接CPU模板與現(xiàn)場輸入\輸出元件或設(shè)備。 10、PLC配置電氣隔離的作用是

11、什么？ 答：電氣隔離是在微處理器與I/O回路之間采用的防干擾措施。 11、西門子（SIEMENS）公司有哪些主要系列的PLC產(chǎn)品？可以采用哪幾種編程語言？ 答：西門子（SIEMENS）公司主要的PLC產(chǎn)品有早期的S3系列、S5系列和當(dāng)前的S7系列。S7系列可采用的編程語言如下：（1）梯形圖（LAD）；（2）語句表（STL）；（3）功能塊圖/邏輯功能圖（FBD）；（4）標(biāo)準(zhǔn)控制語言（SCL）；（5）順序控制（S7-Graph）；（6）連續(xù)功能圖（CFC）。 12、集散控制系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答：集散控制系統(tǒng)在模擬量處理和回路調(diào)節(jié)方面具有優(yōu)勢，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能；

12、可編程控制系統(tǒng)在數(shù)字處理和順序控制方面具有優(yōu)勢，主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制。 13、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)適用于要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜、計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制；可編程控制系統(tǒng)具有很高的可靠性和抗干擾性。 14、在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為重要的原則是什么？ 答：在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為重要的原則是滿足控制對(duì)象的控制要求、確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠性、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 三、請(qǐng)寫出以下指令表對(duì)應(yīng)的梯形圖（每小題8分，共16分） 1 LD X000 OR Y001 ANI X003 ANI Y002

13、 OUT Y001 LD X002 OR Y002 ANI X003 ANI Y001 OUT Y002 END 1. X000 Y001 Y002 X003 Y001 Y002 X003 X002 Y002 Y001 2. LD X000 OR X001 LD X002 AND X003 LDI X004 AND X005 ORB OR X006 ANB OR X003 OUT Y000 END

14、 Y000 2. X003 X002 X001 X000 X005 X004 X006 X003 3. LD I0.1 A I0.2 AN I0.3 = M0.0 LDN I0.1 O I0.2 O I0.3 A I0.4 NOT = M0.1 四、請(qǐng)寫出以下梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表（每小題10分，共20分） 1. 1

15、 LDI X0 AND X1 LD X2 ANI X3 ORB AND X4 LDI X5 AND X7 LD X6 ANI M3 ORB ANB ANI X10 AND X11 OUT T0 K100 AND TO OUT Y2 2． 2. LD X000 SET S20 STL S20 OUT Y000

16、 LD X001 SET S21 STL S21 OUT Y002 LD X002 SET S22 STL S22 OUT Y003 LD X003 SET S26 STL S26 OUT Y006 LD X004 OUT S21 3． LDN M0.0 A M0.1 = Q4.1 LDN M0.0 = Q4.2 4。 LD M0.0 AN I0.1 = M0.3 A

17、 T5 = Q0.0 AN M0.4 = Q0.1 5. LD I0.3 A C20 ON I0.1 A I0.2 = Q2.1 LDN I0.1 A C20 O I0.3 AN I0.4 = Q2.2 五、計(jì)算題（共14分） 1. 三菱電機(jī)FX2-40MR基本單元，其輸入/輸出點(diǎn)數(shù)為24/16，用戶程序?yàn)?000步基本指令，PLC運(yùn)行時(shí)不連接上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)。I/O掃描速度為0.03ms/8點(diǎn)，用戶程序的掃描速度取0.74μs/步，自診斷所需時(shí)

18、間設(shè)為0.96ms，試計(jì)算一個(gè)掃描周期所需的時(shí)間為多少？ 1. 解：掃描I/O的時(shí)間：T1=0.03ms40/8點(diǎn)=0.15ms 掃描程序的時(shí)間：T2=0.74μs1000步=0.74ms 自診斷的時(shí)間： T3=0.96ms 通信的時(shí)間： T4=0 掃描周期：T=T1+T2+T3+T4=（0.15+0.74+0.96）ms =1.85ms 六、分析題 1、某控制系統(tǒng)選用CPU224，其中模擬量擴(kuò)展模塊以2字節(jié)遞增的方式來分配地址。請(qǐng)按表中介紹的模塊連接形式，填寫模塊1和模塊3

19、的地址分配。 主機(jī)CPU224 模塊1 DI4/DO4 DC24V 模塊2 DI8 DC24V 模塊3 AI4/AO1 12位 模塊4 DI4/DO4 DC24V 模塊5 AI4/AO1 12位 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 …… …… I1.5 Q1.5 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 1.答案 主機(jī)CPU224 模塊1 DI4/DO4

20、DC24V 模塊2 DI8 DC24V 模塊3 AI4/AO1 模塊4 DO8 DC24V 模塊5 AI4/AO1 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 …… …… I1.5 Q1.5 I2.0 Q2.0 I2.1 Q2.1 I2.2 Q2.2 I2.3 Q2.3 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 AIW0 AQW0 AIW2 AIW4 AIW6 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 AIW8

21、 AQW2 AIW10 AIW12 AIW14 2、某控制系統(tǒng)選用CPU224，請(qǐng)按表中介紹的模塊連接形式，填寫模塊1、模塊3和模塊4的地址分配。 主機(jī) CPU224 模塊1 EM221 DI8 DC24V 模塊2 EM222 DO8 DC24V 模塊3 EM235 AI4/AO1 12位 模塊4 EM223 DI4/DO4 DC24V 模塊5 EM235 AI4/AO1 12位 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 …… …… I1.5 Q1.1 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q

22、2.4 Q2.5 Q2.6 Q2.7 AIW8 AQW2 AIW10 AIW12 AIW14 2.答案 主機(jī)I/O 模塊1I/O 模塊2I/O 模塊3I/O 模塊4I/O 模塊5I/O I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 …… …… I1.5 Q1.1 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.6 Q2.7 AIW0 AQW0 AIW2 AIW4 AIW6 I3.0 Q3.0 I3.

23、1 Q3.1 I3.2 Q3.2 I3.3 Q3.3 AIW8 AQW2 AIW10 AIW12 AIW14 六、設(shè)計(jì)題 1、一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的電路如下圖（a）所示；PLC控制的接線如圖（b）所示。當(dāng)按下正向啟動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反向啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；停機(jī)時(shí)按下停機(jī)按鈕SB3。過載是熱繼電器FR動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停止。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。 圖（a）電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 圖（b）PLC控制接線圖 1、(1) 表 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控

24、制電路I／O分配表 (2) 選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc) 圖 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的PLC控制程序 2、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的關(guān)聯(lián)控制：在某機(jī)械裝置上裝有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)按下正向起動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)一正轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反向起動(dòng)按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)一反轉(zhuǎn)；只有當(dāng)電動(dòng)機(jī)一運(yùn)行時(shí)，并按下起動(dòng)按鈕SB4，電動(dòng)機(jī)二才能運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)二為單向運(yùn)行；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)有同一個(gè)按鈕SB1控制停止。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。 2、（1）關(guān)聯(lián)控制功能的I/O分配表 SB1 I0.0 總停按鈕，常閉觸點(diǎn) SB2 I0.1 電動(dòng)機(jī)一正轉(zhuǎn)起

25、動(dòng)按鈕，常開觸點(diǎn) SB3 I0.2 電動(dòng)機(jī)一反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，常開觸點(diǎn) SB4 I0.3 電動(dòng)機(jī)二起動(dòng)按鈕，常開觸點(diǎn) KM1 Q2.1 電動(dòng)機(jī)一正轉(zhuǎn)運(yùn)行 KM2 Q2.2 電動(dòng)機(jī)一反轉(zhuǎn)運(yùn)行 KM3 Q2.3 電動(dòng)機(jī)二運(yùn)行 （2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc) 圖 電動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)控制的PLC控制程序 3、用接在輸入端的光電開關(guān)SB1檢測傳送帶上通過的產(chǎn)品，有產(chǎn)品通過時(shí)SB1為常開狀態(tài)，如果在10s內(nèi)沒有產(chǎn)品通過，由輸出電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，用外接的開關(guān)SB2解除報(bào)警信號(hào)。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖

26、；（3）寫出對(duì)應(yīng)的指令表程序。 3、（1）產(chǎn)品檢測控制電路I/O分配表 SB1 I0.0 光電開關(guān)，常開觸點(diǎn) SB2 I0.1 解除報(bào)警開關(guān)，常閉觸點(diǎn) Q0.0 報(bào)警信號(hào) T37 時(shí)間繼電器 （2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc) 圖 產(chǎn)品報(bào)警檢測的PLC控制程序 4、下圖是小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的主電路和繼電器控制電路圖。其中KMl和KM2分別是控制正轉(zhuǎn)運(yùn)行和反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器。用KMl和KM2的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電機(jī)的三相電源的相序，即可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。圖中的FR是熱繼電器，在電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，它的常閉觸點(diǎn)斷開，使KMl和KM2

27、的線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。工作時(shí)，按下右行起動(dòng)按鈕SB2或左行起動(dòng)按鈕SB3后，要求小車在左限位開關(guān)SQ1和右限位開關(guān)SQ2之間不停的循環(huán)往返，直到按下停止按鈕SB1。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。 圖 小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的繼電器控制電路圖 4、（1）小車自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制電路I/O分配表 SB1 I0.2 停止按鈕，常閉觸點(diǎn) SB2 I0.0 右行起動(dòng)按鈕，常開觸點(diǎn) SB3 I0.1 左行起動(dòng)按鈕，常開觸點(diǎn) SQ1 I0.3 左限位開關(guān)，常開觸點(diǎn) SQ2 I0.4 右限位開關(guān)，常開觸點(diǎn) FR I0.5 熱保護(hù)，

28、常閉觸點(diǎn) KM1 Q0.0 正轉(zhuǎn)運(yùn)行 KM2 Q0.1 反轉(zhuǎn)運(yùn)行 （2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc) 圖 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的PLC控制程序 3、由兩臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)M1、M2組成的控制系統(tǒng)的工作工程為：當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB1電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)工作；延時(shí)5s后，電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)工作；當(dāng)按下停止按鈕SB2，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)；若電動(dòng)機(jī)M1過載，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)；若電動(dòng)機(jī)M2過載，則電動(dòng)機(jī)M2停機(jī)而電動(dòng)機(jī)M1不停機(jī)。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖。 （1）電動(dòng)機(jī)控制的I/O分配表 SB1 I0.0 起動(dòng)按鈕，常開觸點(diǎn) SB2 I0.1 停機(jī)按鈕，常閉觸點(diǎn) FR1 I0.2 電動(dòng)機(jī)M1熱保護(hù)，常閉觸點(diǎn) FR2 I0.3 電動(dòng)機(jī)M2熱保護(hù)，常閉觸點(diǎn) KM1 Q2.1 電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行 KM2 Q2.2 電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)行 T38 時(shí)間繼電器 (2)選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號(hào)plc) 第11頁（共11頁）