1、電大可編程控制器應(yīng)用期末復習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 進制進行編號，其它所有軟元件均采用 十 進制進行編號。(八 十)2. PLC的狀態(tài)元件中 (S2S9) 用于初始狀態(tài)。(S2S9)3. 描述PLC的主要技術(shù)指標有 、 、 、 、 和特殊功能模塊六種。(I/O總點數(shù)存儲容量掃描速度內(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、 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

2、處理單元，可以對 進行控制，也可以對 進行控制。 (邏輯量 模擬量)7、PLC具有邏輯運算功能，能夠描述繼電器觸點的 和 等各種連接。(串聯(lián) 并聯(lián))8、PLC具有 和 功能，完成對模擬量的控制與調(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)的運算控制核心。(CPU)11、 是安裝可編程控制器各類模板的機架，可根據(jù)實際需要選擇。(導軌)12、 模板用于對PLC內(nèi)部電路供電。(電源)13、 是用來將輸入端不同電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電平信號。(輸入電壓轉(zhuǎn)換)14、輸出電平轉(zhuǎn)換是

3、用來將 控制的低電平信號轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備所需的電壓或電流信號。(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)。多點接口（MPI）17、MPI是 的簡稱，MPI網(wǎng)采用 的通信模式。（多點接口 全局數(shù)據(jù)（或GD）18、全局數(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)計的。（多點接口（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)計的。（全局數(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

4、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采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，硬件主要由微處理器（CPU）、存儲器、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：與其它計算機系統(tǒng)一樣，PLC的CPU是采用分時操作的原理，每一時刻執(zhí)行一個操作，隨著時間的延伸一個動作接一個動作順序地進行。這種分時操作進程稱為CPU對程

5、序的掃描。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按序號順序排列。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，應(yīng)將接

6、點多的支路放在梯形圖的左方。串聯(lián)塊并聯(lián)時，應(yīng)將接點多的并聯(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，軟繼電器的觸點在使用上有何特點？ 4. 答：PLC內(nèi)部的繼電器并不是實際的硬繼電器，而是PLC內(nèi)部的存儲單元。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”。當存儲單元某位狀態(tài)為1時，相當于某個繼電器線圈得電；當該位狀態(tài)為0時，相當于該繼電器線圈斷電。軟繼電器的常開觸點、常閉觸點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

7、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程序并改動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。 答：高可靠性，應(yīng)用靈活，編程簡單，但價格較高。（詳細解答也可）7、可編程控制器的性能指標有哪些？ 答：衡量PLC的性能指標分為硬件指標和軟件指標。硬件指標包括環(huán)境溫度、濕度、抗干擾能力、使用環(huán)境和輸入輸出特性等；軟件指標包括掃描速度、存儲容量、指令功能和編程語言等。8、可編程控制系統(tǒng)與工業(yè)控制計算機、集散控制系統(tǒng)的主要區(qū)別在哪些？答：工業(yè)控制計算機適用于要求快速、實時性

8、強、模型復雜、計算工作量大的工業(yè)對象的控制；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）導軌：安裝PLC各類模塊的機架；（2）電源模塊：用于對PLC供電；（3）CPU模塊：CPU模塊為系統(tǒng)的運算控制核心，根據(jù)系統(tǒng)的程序要求接收并存儲用戶程序和數(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誤，完成用戶程序規(guī)定的運算任務(wù)，更新有關(guān)標志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，實現(xiàn)輸出控制和數(shù)據(jù)

9、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）標準控制語言（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

10、？ 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；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)控制計算機和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？ 答：工業(yè)控制計算機適用于要求快速、實時性強、模型復雜、計算工作量大的工業(yè)對象的控制；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)計中最為重要的原則是什么？答：在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中最為重要的原則是滿足控制對象的控制要求、確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠性、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。三、請寫出以下指令表對應(yīng)的梯形圖（每小題8分，共16分）1 LDX000ORY001ANIX003ANIY002OU

11、TY001LDX002ORY002ANIX003ANIY001OUTY002END1.X000Y001Y002X003Y001Y002X003X002Y002Y0012.LDX000ORX001LDX002ANDX003LDIX004ANDX005ORBORX006ANBORX003OUTY000ENDY0002. X003X002X001X000X005X004X006X003 3. LD I0.1A I0.2AN I0.3= M0.0LDN I0.1O I0.2O I0.3A I0.4NOT= M0.1四、請寫出以下梯形圖對應(yīng)的指令表（每小題10分，共20分）1.1 LDIX0 ANDX1

12、LDX2ANIX3ORBANDX4LDIX5ANDX7LDX6ANIM3ORBANBANIX10ANDX11OUTT0K100ANDTOOUTY222. LDX000SETS20STLS20OUTY000 LDX001SETS21STLS21OUTY002LDX002SETS22STLS22OUTY003LDX003SETS26STLS26OUTY006LDX004OUTS213LDN M0.0A M0.1= Q4.1 LDN M0.0= Q4.24。LD M0.0 AN I0.1= M0.3A T5= Q0.0AN M0.4= Q0.15. LD I0.3A C20ON I0.1A I0.2

13、= Q2.1 LDN I0.1A C20O I0.3AN I0.4= Q2.2五、計算題（共14分）1. 三菱電機FX2-40MR基本單元，其輸入/輸出點數(shù)為24/16，用戶程序為1000步基本指令，PLC運行時不連接上位計算機等外設(shè)。I/O掃描速度為0.03ms/8點，用戶程序的掃描速度取0.74s/步，自診斷所需時間設(shè)為0.96ms，試計算一個掃描周期所需的時間為多少？1. 解：掃描I/O的時間：T1=0.03ms×40/8點=0.15ms 掃描程序的時間：T2=0.74s×1000步=0.74ms 自診斷的時間： T3=0.96ms通信的時間： T4=0 掃描周期：T

14、=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，其中模擬量擴展模塊以2字節(jié)遞增的方式來分配地址。請按表中介紹的模塊連接形式，填寫模塊1和模塊3的地址分配。主機CPU224模塊1 DI4/DO4DC24V模塊2 DI8DC24V模塊3 AI4/AO112位模塊4 DI4/DO4DC24V模塊5 AI4/AO112位I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.5I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7 Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.71.答案主機CPU224模塊

15、1 DI4/DO4DC24V模塊2 DI8DC24V模塊3 AI4/AO1模塊4 DO8DC24V模塊5 AI4/AO1I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.5I2.0 Q2.0I2.1 Q2.1I2.2 Q2.2I2.3 Q2.3I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7AIW0 AQW0AIW2 AIW4 AIW6 Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW142、某控制系統(tǒng)選用CPU224，請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CPU224模塊1 EM2

16、21 DI8DC24V模塊2 EM222 DO8DC24V模塊3 EM235 AI4/AO112位模塊4 EM223 DI4/DO4DC24V模塊5 EM235 AI4/AO112位I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.1Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW142.答案主機I/O模塊1I/O模塊2I/O模塊3I/O模塊4I/O模塊5I/OI0.0 Q0.0I0.1 Q0.1 I1.5 Q1.1I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2

17、.6Q2.7AIW0 AQW0AIW2AIW4AIW6I3.0 Q3.0I3.1 Q3.1I3.2 Q3.2I3.3 Q3.3AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW14六、設(shè)計題1、一臺三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的電路如下圖（a）所示；PLC控制的接線如圖（b）所示。當按下正向啟動按鈕SB1，電動機正轉(zhuǎn)；當按下反向啟動按鈕SB2，電動機反轉(zhuǎn)；停機時按下停機按鈕SB3。過載是熱繼電器FR動作，電動機停止。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）電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 圖（b）PLC控制接線圖1、(1) 表 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路IO分配表(2) 選西門子S

18、7-200的plc(也可以選其它型號plc)圖 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的PLC控制程序2、兩臺電動機的關(guān)聯(lián)控制：在某機械裝置上裝有兩臺電動機。當按下正向起動按鈕SB2，電動機一正轉(zhuǎn)；當按下反向起動按鈕SB3，電動機一反轉(zhuǎn)；只有當電動機一運行時，并按下起動按鈕SB4，電動機二才能運行，電動機二為單向運行；兩臺電動機有同一個按鈕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SB1I0.0總停按鈕，常閉觸點SB2I0.1電動機一正轉(zhuǎn)起動按鈕，常開觸點SB3I0.2電動機一反轉(zhuǎn)起動按鈕，常開觸點SB4I0.3電動機二起動按鈕，常

19、開觸點KM1Q2.1電動機一正轉(zhuǎn)運行KM2Q2.2電動機一反轉(zhuǎn)運行KM3Q2.3電動機二運行（2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號plc)圖 電動機關(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)出報警信號，用外接的開關(guān)SB2解除報警信號。按照上述工作要求：（1）分配I/O通道；（2）選擇plc，畫出梯形圖；（3）寫出對應(yīng)的指令表程序。3、（1）產(chǎn)品檢測控制電路I/O分配表SB1I0.0光電開關(guān)，常開觸點SB2I0.1解除報警開關(guān)，常閉觸點Q0.0報警信號T37時間繼電器（2）選西門子S7-200的plc(也可以選其它型號plc)圖 產(chǎn)品報警檢測的PLC控制程序4、下圖是小車自動往返運動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)運行和反轉(zhuǎn)運行的交流接觸器。用KMl和KM2的主觸點改變進入電機的三相電源的相序，即可改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。圖中的FR是熱繼電器，在電動機過載時，它的常閉觸點斷開，使KMl和KM2的線圈斷電，電動機停轉(zhuǎn)。工作時，按下右行起動按