可編程序控制器的編程方法與工程應用習題全部答案(湖南科技大學信息學院適用)

1、可編程序控制器的編程方法與工程應用習題集老師點的題目的答案（全）第一章 概述1.1 簡述可編程控制器的定義答：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。定義表明了可編程控制器的本質(zhì)特征、功能、設計原則、適應環(huán)境。1.2 可編程控制器的主要特點有哪些？答：主要有7個特點。（1）編程方法簡單易學。 梯形圖是使用最多的可編程控

2、制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理相似；梯形圖語言形象直觀，易學易懂。（梯形圖的兩個特征） 梯形圖語言實際上是一種面向用戶的高級語言，可編程控制器在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序將它翻譯成匯編語言后執(zhí)行。與直接用匯編語言編寫的程序相比，它的執(zhí)行時間要長些，由于可編程控制器的運算速度不斷提高，對于一般的控制設備來說，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）（2）功能強，性價比高 一臺小型可編程控制器內(nèi)部有成百上千個內(nèi)部繼電器，幾十到幾百個定時器和計數(shù)器，幾十個特殊繼電器，功能很強大，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能；一臺可編程控制器可以控制幾臺設備，還可以聯(lián)網(wǎng)通信。實

3、現(xiàn)分散控制、集中管理。（功能強大）（3）配件配套齊全，用戶使用方便，適應性強 可編程控制器已經(jīng)標準化、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的帶負載能力，可以直接驅動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，方便快速地適應工藝條件的變化。（適應性）（4）無觸點免配線，可靠性高，抗干擾能力強 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。觸點和接線多，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間繼電器，剩下少量的與輸入和輸出有關的接線，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。（無觸點免配線的優(yōu)勢） 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、自恢復等。有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，可編程控制器已被廣大用戶認為是最可靠的工業(yè)控制設備之一。（抗干擾措施，可靠性指標）（5）系統(tǒng)的設計、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、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。（以軟代

5、硬的優(yōu)勢） 對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖設計所花的時間遠遠少于繼電器電路花的時間。 可編程控制器的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關來模擬，輸出信號的狀態(tài)可以觀察控制器上的發(fā)光二極管，測試好后再將可編程控制器安裝在現(xiàn)場調(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?？删幊炭刂破骰蛲獠康妮斎胙b置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，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間繼電器，可

6、將開關柜的體積縮小到原來的1/2-1/10。能耗也大大降低。1.3 與一般的計算機控制系統(tǒng)相比，可編程控制器有哪些優(yōu)勢？答：1.PLC的工作環(huán)境要求比PC低，PLC抗干擾能力強 2.PLC編程比PC編程簡單易學3.PLC設計調(diào)試周期短 4.PC應用領域與PLC不同 5.PLC維護比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？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；觸點數(shù)量不同，PLC編程中無觸點數(shù)的限制；實施控制的方法不同，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域？答：主要應用領域有5個

7、。（1）開關量邏輯控制（2）運動控制（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與遠程I/O之間的通信、多臺可編程控制器之間的通信、可編程控制器與其他智能設備（計算機、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 簡述可編程控制器的基本結構答：（1）可編程控制器主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源四個部分組成。（2） 輔助繼電器的線圈斷電時，其常開點斷開，常閉點閉合。（3）FX系列型號名稱含義：三菱FX2N-48MR有48個I/O點，繼電器輸出型的基本單元。課本24頁。2-2簡述可編程控

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)，即運行狀態(tài)和停止狀態(tài)。在運行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行用戶程序實現(xiàn)控制功能，為使可編程控制器的輸出及時響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復不停地重復執(zhí)行，直到可編程控制器停機或切換到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個階段：內(nèi)部處理階段、通信服務階段、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始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由于計算機執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出關系來看，處理過程似乎是同時完成的。2-3

9、可編程控制器常用哪幾種存儲器？它們各有什么特點？分別用來存儲什么信息？答：存儲器特點存儲信息RAM工作速度高；斷電后信息丟失存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果、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？它們分別適用于什么場合？答：直流輸入模塊的延遲時間較短，用于直接與接近開關、光電開關等電子輸入設備連接；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開關量輸出模塊有哪幾種類型？它們各有什么特點？答：輸出形式特點繼電器輸出 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？答：編程設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人計算機。1. 補充知識點：繼電器在控制系統(tǒng)中的作用：功率放大；電氣隔離；邏輯運算。第3章 可編程控制器的編程語言與基本邏輯指令復習題3-1至3-9, 3-11, 3-153-1 填空（1）外部的輸入電路接通時，對應的輸入映象寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點接通，常閉觸點斷開。（2）若梯形圖中輸出繼電器的線圈通電，對應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應的硬件繼電器的線圈通電，其常開點閉合，外部負載通電。（3）定時器的

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

12、點應使用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采用八進制數(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 畫出下列指令表對應的梯形圖答3-5畫出下面的

13、指令表程序對應的梯形圖：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用進棧、讀棧和出棧指令寫出圖3.41對應的指令表程序。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，使對應的指令程序最短。答：3-11 畫出圖中Y0的波形圖答3-15指出圖中的錯誤答：錯誤有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，將執(zhí)行（ 標號 ）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，將（ D11、D10 ）中的（32）位數(shù)據(jù)傳送到（D13，D12）中。4-3用（交替輸出）指令設計一個子程序，當為時，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 梯形圖程序的設計方法5-至5-5-簡述劃分步的原則答： 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，這樣邏輯關系簡單。5-簡述轉換實現(xiàn)的條件和轉換時應完成的操作。答：轉換實現(xiàn)的條件：（1） 該轉換所有的前級步都是活動步；（2） 相應的轉換條件得到滿足。轉換時應完成的操作： 使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?-3 設計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5s后，用C0對

16、X12輸入的脈沖計數(shù)，計滿3個脈沖后，Y0變?yōu)镺FF，同時C0復位，在可編程控制器剛開始執(zhí)行用戶程序時C0也被復位，設計梯形圖。梯形圖如右：5-5試設計滿足圖.所示波形的梯形圖。答： 5-6 設計滿足圖示波形的梯形圖答：題目篇幅較長，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 設計圖示的順序功能圖的梯形圖程序答： 6-5 設計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，以轉換為中心的編程方式6-12 如圖所示兩條運輸帶順序相連,按下起動按鈕,2號運輸帶開始運行,5s后1號運輸帶自動起動。停機的順序剛好相反，間隔仍為5s。畫出順序功能圖，設計出梯形圖程序答：順序功能圖如下X0起動按鈕X1停止按鈕Y11號運輸帶Y22號運輸帶梯形圖如下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