第二篇可編程序控制器及其應用第七章可編程序控制器的基礎知識7-1.選擇題1.PL.編程語言中,哪種是常用的圖形化語言？A.指令..B.梯形..C.功能塊..D.結(jié)構(gòu)化文本答案：B2.PL.的核心部件是？A.電源模.B.輸入模.C.CP.D.輸出模塊答案：C3.以下哪種不.PL.的編程語言？A.L..B.ST..C.V..D.FBD答案：C4.定時.TO.的功能是？A.通電延.B.斷電延.C.保持型通電延.D.脈沖定時器答案：A5..PL.梯形圖中某一輸出繼電器的線圈“通電”,對應的輸出端口？A.有信號輸.B.無信號輸.C.不確.D.以上都不對答案：A6..PL.處.STO.模式時？A.不執(zhí)行程.B.執(zhí)行部分程.C.執(zhí)行所有程.D.隨機執(zhí)行程序答案：A7.計數(shù).CT.是？A.加計數(shù).B.減計數(shù).C.加減計數(shù).D.以上都不對答案：A8.以下哪種屬.PL.的內(nèi)部編程元件？A.接觸.B.熱繼電.C.輔助繼電.D.按鈕答案：C9.PL.掃描周期不包括以下哪個階段？A.輸入采.B.程序執(zhí).C.輸出刷.D.故障診斷答案：D10.編程語言中,指令表用什么表示操作數(shù)？A.助記.B.圖形符.C.文字符.D.數(shù)字答案：A11.PLC的全稱是什么？A.可編程邏輯控制器B.可編程邏輯計算機C.可編程邏輯電路D.可編程邏輯設備答案：A12.PLC通常用于什么領域的自動化控制？A.家庭自動化B.工業(yè)自動化C.農(nóng)業(yè)自動化D.醫(yī)療自動化答案：B13.PLC的工作原理是基于什么？A.電子電路B.機械原理C.繼電器邏輯D.人工智能答案：C14.PLC的輸入/輸出接口通常用于連接什么？A.傳感器和執(zhí)行器B.顯示器和鍵盤C.網(wǎng)絡設備和打印機D.電源和電池答案：A15.PLC的編程語言中，梯形圖屬于哪一類？A.文本編程語言B.圖形編程語言C.機器碼D.匯編語言答案：B16.PLC的掃描周期包括哪些階段？A.輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新B.輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理C.輸入采樣、數(shù)據(jù)處理、輸出刷新D.輸入處理、程序執(zhí)行、輸出采樣答案：A17.PLC的存儲器中，哪一部分通常用于存儲用戶程序？A.RAMB.ROMC.EPROMD.EEPROM答案：A18.PLC的哪個部分負責解釋和執(zhí)行用戶程序？A.輸入/輸出模塊B.CPUC.電源模塊D.通信模塊答案：B19.PLC的哪種通信協(xié)議常用于工業(yè)以太網(wǎng)？A.RS-232B.RS-485C.ModbusD.Ethernet/IP答案：D20.PLC的哪種故障診斷方法可以在線進行？A.離線模擬B.離線測試C.在線監(jiān)控D.手動檢查答案：C7-2.判斷題1.PL.只能控制數(shù)字量。(×)2.梯形圖中,線圈可以直接與左母線相連。(×)3.定時器的設定值可以是常數(shù),也可以是變量。(√)4.繼電器輸出.PL.可以驅(qū)動交流負載和直流負載。(√)5.PL.掃描周期是固定不變的。(×)6.結(jié)構(gòu)化文本編程語言是一種高級編程語言。(√)7.輸入繼電器可以由程序驅(qū)動。(×)8.功能塊圖比梯形圖更適合復雜邏輯控制。(√)9.計數(shù)器的當前值達到設定值后,計數(shù)器動作。(√)10.PL.的輸出端口只能連接一個負載。(×)11.PLC是一種通用的工業(yè)控制計算機。(√)12.PLC只能用于簡單的開關控制。(×)13.PLC的輸入/輸出接口可以直接連接到傳感器和執(zhí)行器。(√)14.PLC的存儲器中，RAM是易失性存儲器。(√)15.PLC的掃描周期是固定的。(×)16.PLC的梯形圖編程語言是一種圖形編程語言。(√)17.PLC的通信協(xié)議Modbus僅用于串行通信。(×)18.PLC的故障診斷只能在離線狀態(tài)下進行。(×)19.PLC的CPU是整個控制系統(tǒng)的核心。(√)20.PLC的EPROM是一種可擦寫可編程只讀存儲器。(×)7-3.簡答題1.簡述PLC的掃描工作原理。答案:PLC采用循環(huán)掃描工作方式,依次進行輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。輸入采樣時采集輸入信號狀態(tài)存入輸入映像寄存器;程序執(zhí)行按梯形圖順序運算;輸出刷新將輸出映像寄存器狀態(tài)送到輸出端口。不斷循環(huán)此過程。2.梯形圖編程的基本規(guī)則有哪些？答案:線圈不能直接與左母線相連;觸點不能放在線圈右邊;同一編號的繼電器線圈在一個程序中只能出現(xiàn)一次;梯形圖按從左到右、從上到下順序編寫。3.說明定時器和計數(shù)器.PLC編程中的作用。答案:定時器用于實現(xiàn)時間控制,可設置定時時間,按設定時間延時動作。計數(shù)器用于對輸入脈沖進行計數(shù),達到設定計數(shù)值時動作,常用于統(tǒng)計數(shù)量、順序控制等。4.比較繼電器輸出和晶體管輸出的優(yōu)缺點。答案：繼電器輸出優(yōu)點是可帶交直流負載,電壓范圍廣,觸點容量大；缺點是動作速度慢,壽命短。晶體管輸出優(yōu)點是動作速度快,壽命長；缺點是只能帶直流負載,負載電流較小。5.簡述PLC的主要功能。答案：PLC的主要功能包括邏輯控制、順序控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)據(jù)處理、通信以及故障診斷等。6.描述PLC的掃描周期的主要階段。答案：PLC的掃描周期主要包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。7.說明PLC的編程語言有哪些，并簡述它們的特點。答案：PLC的編程語言主要包括梯形圖、功能塊圖、指令列表和結(jié)構(gòu)化文本。梯形圖直觀易理解，功能塊圖模塊化強，指令列表接近匯編語言，結(jié)構(gòu)化文本類似高級編程語言。8.闡述PLC在工業(yè)自動化中的優(yōu)勢。答案：PLC在工業(yè)自動化中的優(yōu)勢包括高可靠性、靈活性、易于編程、維護方便、功能強大、成本效益高等。9.什么是可編程序控制器（PLC）？與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比，其主要優(yōu)勢是什么？答案：PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境設計的數(shù)字運算電子系統(tǒng)，通過可編程存儲器實現(xiàn)邏輯控制、順序控制等功能。優(yōu)勢包括靈活性強、可靠性高、易于擴展和維護。10.PLC最初是為解決什么問題而誕生的？答案：PLC最初是為了替代汽車制造行業(yè)中復雜的繼電器控制系統(tǒng)，簡化設計、調(diào)試和維護流程。11.PLC的基本組成包括哪些模塊？簡述CPU模塊的功能。答案：基本組成包括CPU、存儲器、輸入/輸出模塊、電源模塊和通信模塊。CPU模塊負責執(zhí)行用戶程序、處理數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)各模塊工作。12.輸入模塊和輸出模塊的作用分別是什么？答案：輸入模塊將外部傳感器或開關信號轉(zhuǎn)換為PLC可識別的數(shù)字信號；輸出模塊將PLC的處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)（如接觸器、指示燈）的控制信號。13.PLC的工作模式有哪些？掃描周期分為哪幾個階段？答案：工作模式包括運行（RUN）、停止（STOP）和編程（PROGRAM）。掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。14.為什么PLC采用“循環(huán)掃描”的工作方式？答案：循環(huán)掃描確保程序執(zhí)行的實時性和穩(wěn)定性，避免因輸入信號瞬時變化導致邏輯混亂，同時簡化程序結(jié)構(gòu)。15.列舉PLC的3個核心性能指標，并簡要說明其意義。答案：①I/O點數(shù)：決定系統(tǒng)規(guī)模；②存儲容量：影響程序復雜度；③掃描速度：決定實時響應能力。16.簡述PLC在抗干擾能力方面的特點。答案：PLC采用光電隔離、濾波電路、冗余設計等技術，能有效抑制電磁干擾，適應工業(yè)現(xiàn)場復雜環(huán)境。17.國際標準IEC61131-3規(guī)定的PLC編程語言有哪些？答案：梯形圖（LD）、指令表（IL）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）和結(jié)構(gòu)化文本（ST）。18.梯形圖編程語言的基本元素有哪些？舉例說明其邏輯表達方式。答案：基本元素包括常開觸點、常閉觸點、線圈、定時器、計數(shù)器等。例如，串聯(lián)常開觸點表示“與”邏輯，并聯(lián)觸點表示“或”邏輯。7-4.綜合題1.在PLC編程中，如何提高程序的可讀性和可維護性？答案:合理使用注釋,清晰說明程序功能、變量含義等;采用結(jié)構(gòu)化編程,將程序分成多個功能塊;變量命名規(guī)范,使用有意義的名稱;繪制程序流程圖輔助理解程序邏輯。2.PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,一般從哪些方面進行排查？答案:先檢查硬件,包括電源、I/O模塊、連接線路是否正常；再查看PLC的運行狀態(tài)指示燈；接著檢查程序,看是否有邏輯錯誤、變量異常；還可通過監(jiān)控功能查看實時數(shù)據(jù),分析故障原因。3.討論不同PLC編程語言在實際應用中的適用場景。答案：梯形圖直觀易懂,適合初學者和簡單邏輯控制；指令表適合熟悉匯編語言的人,用于快速編寫代碼；功能塊圖適合復雜邏輯和功能模塊化設計；結(jié)構(gòu)化文本適合高級編程和復雜算法實現(xiàn)。4.談談PLC技術未來的發(fā)展趨勢。答案：未來PLC會向小型化、高集成度發(fā)展,具備更強的通信能力,實現(xiàn)與多種設備互聯(lián)互通；編程語言更豐富且易用；處理速度更快,能應對更復雜的控制任務；智能化水平提高,融入人工智能等技術。5.討論PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化中的重要性。答案：PLC作為現(xiàn)代工業(yè)自動化的核心，其重要性體現(xiàn)在其能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的控制邏輯，提高生產(chǎn)效率和安全性，降低人工成本，以及其強大的數(shù)據(jù)處理和通信能力。6.探討PLC編程的發(fā)展趨勢。答案：PLC編程的發(fā)展趨勢包括向更高級的編程語言發(fā)展，如結(jié)構(gòu)化文本；集成更多的人工智能算法；以及與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的深度融合。7.分析PLC在不同工業(yè)領域的應用案例。答案：PLC在汽車制造、食品加工、化工、制藥等多個工業(yè)領域都有廣泛應用，如在汽車制造中用于自動化裝配線，在食品加工中用于質(zhì)量控制等。8.討論PLC在故障診斷和維護中的作用。答案：PLC在故障診斷和維護中的作用包括實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，快速定位故障源，減少停機時間，以及通過預測性維護減少意外故障。9.某PLC系統(tǒng)需控制3臺電動機順序啟動（M1→M2→M3，間隔5秒），停止時逆序關閉。試設計梯形圖程序框架（僅需邏輯部分）。答案：|啟動按鈕TIMER1M1線圈|--||--------(T1K50)-----()|TIMER1TIMER2M2線圈|--||--------(T2K50)-----()|TIMER2M3線圈|--||------------------()|停止按鈕TIMER3M3線圈|--||--------(T3K50)-----(/)|TIMER3TIMER4M2線圈|--||--------(T4K50)-----(/)|TIMER4M1線圈|--||------------------(/)（注：T1~T4為定時器，K50表示5秒；停止邏輯需用常閉觸點）10.分析以下場景：某PLC程序掃描周期為10ms，輸入信號在程序執(zhí)行階段發(fā)生變化，輸出是否會立即響應？為什么？答案：不會立即響應。PLC在掃描周期的輸入采樣階段讀取輸入信號，程序執(zhí)行階段根據(jù)采樣值運算，輸出刷新階段才更新輸出。因此，當輸入在程序執(zhí)行階段變化時，需等待下一掃描周期才會生效。11.某建筑空調(diào)系統(tǒng)需控制200個I/O點，要求高實時性。若PLC型號A的掃描速度為1ms/千指令，型號B為0.5ms/千指令，應如何選擇？說明理由。答案：選擇型號B。高實時性要求快速響應，掃描速度越快（0.5ms/千指令），系統(tǒng)處理能力更強，可減少信號延遲。12.將以下梯形圖邏輯轉(zhuǎn)換為指令表（IL）：|X0X1Y0|--||--|/|----()答案：LDX0ANDNOTX1OUTY013.某工廠原使用繼電器控制流水線，現(xiàn)計劃改用PLC。請列舉3個需重點評估的PLC性能參數(shù)，并說明其重要性。答案：①I/O點數(shù)：需匹配流水線設備數(shù)量；②擴展能力：支持未來產(chǎn)線升級；③環(huán)境適應性（如溫度、濕度）：確保工廠惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運行。14.某PLC程序運行后發(fā)現(xiàn)輸出響應延遲明顯，可能是什么原因？如何排查？

答案：可能原因：①程序過長導致掃描周期增大；②高頻中斷未處理；③通信模塊占用資源。排查步驟：檢查程序優(yōu)化、測量掃描時間、簡化中斷服務程序。15.設計一個PLC輸入模塊接線圖，要求接入1個急停按鈕（常閉觸點）和2個光電傳感器（NPN型），并說明接地注意事項。答案：（1）急停按鈕：COM端接24V+，常閉觸點接輸入端子X0；（2）光電傳感器：輸出線分別接X1、X2，公共端接24V-；（3）接地：PLC電源與傳感器共用獨立接地線，避免噪聲干擾。16.某梯形圖程序出現(xiàn)“雙線圈”錯誤（同一輸出線圈被多次驅(qū)動），分析其后果及解決方法。答案：后果：程序邏輯混亂，輸出狀態(tài)不可預測。解決方法：合并邏輯條件，使