模塊三答案電氣控制與PLC課后習(xí)題答案

1、.模塊三答案任務(wù)一 思考與練習(xí)1.PLC 主要應(yīng)用在哪些場合.答：（1）開關(guān)量邏輯控制；（2）模擬量過程控制；（3）運動控制；（4）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理；（5）通訊聯(lián)網(wǎng)、多級控制2. PLC 的基本結(jié)構(gòu)如何.試闡述其基本工作原理。答：（1）PLC主要有CPU（中央處理器）、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口電路、電源、外設(shè)接口、I/O（輸入/輸出）擴展接口組成；（2）PLC采用循環(huán)掃描工作方式，其工作過程大致分為3個階段：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新；每個掃描周期大概需要1100ms。3. PLC 硬件由哪幾部分組成.各有什么作用.答：（1）PLC硬件由基本單元、擴展單元、擴展模塊及特殊功能單元構(gòu)成

2、。 （2）基本單元用于接收、存儲和處理數(shù)據(jù)；擴展單元和擴展模塊都用于增加PLC的I/O點數(shù)，區(qū)別在于前者部設(shè)有電源而后者部沒有電源；特殊功能單元是一些專門用途的裝置，如模擬量I/O單元、高速計數(shù)單元、位置控制單元、通信單元等。4. PLC輸出接口按輸出開關(guān)器件的種類不同，有幾種形式.分別可以驅(qū)動什么樣的負載.答：（1）PLC有3種輸出方式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。 （2）繼電器輸出為有觸點輸出方式，可用于直流或低頻交流負載；晶體管輸出型和晶閘管輸出型都是無觸點輸出方式，前者適用于高速、小功率直流負載，后者適用于高速、大功率交流負載。5. PLC 控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)有何

3、區(qū)別.答：（1）組成的器件不同 繼電接觸控制系統(tǒng)是由許多硬件繼電器、接觸器組成的，而PLC則是由許多“軟繼電器”組成。 （2）觸點的數(shù)量不同 繼電器、接觸器的觸點數(shù)較少，一般只有48對，而“軟繼電器”可供編程的觸點數(shù)有無限對。 （3）控制方法不同 繼電接觸控制系統(tǒng)是通過元件之間的硬接線來實現(xiàn)的，控制功能就固定在線路中。PLC控制功能是通過軟件編程來實現(xiàn)的，只要改變程序，功能即可改變，控制靈活。 （4）工作方式不同在繼電接觸控制線路中，當(dāng)電源接通時，線路中各繼電器都處于受制約狀態(tài)。在PLC中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，每個“軟繼電器”受制約接通的時間是短暫的。6.請說出FX1N6

4、0MR的型號含義.答：M表示基本單元，R表示繼電器輸出型PLC，其輸入輸出總點數(shù)為60點。任務(wù)二 思考與練習(xí)1.填空題（1）PLC的輸入/輸出繼電器采用八進制進行編號。（2）外部的輸入電路接通時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為1 狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。（3）若梯形圖中輸出繼電器的線圈“通電”，對應(yīng)的輸出映像寄存器為1狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈得電，其常開觸點閉合，外部負載運行。（4）OUT指令不能用于輸入繼電器。（5）將編程器編寫好的程序?qū)懭隤LC時，PLC必須處在STOP模式。2.將圖3-29的梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表。答： 0

5、LD X000 1 ANI X001 2 SET Y000 3 LDI X000 4 AND X001 5 RST Y000 6 END3.在PLC控制電路中，停止按鈕和熱繼電器在外部使用常閉觸點或使用常開觸點時，PLC程序相同嗎.實際使用時采用那哪一種.為什么.答：不相同；在實際中，停止按鈕和熱繼電器在外部使用常閉觸點，目的是為了提高安全保障。4.在PLC控制電路中，為了節(jié)約PLC的I/O點數(shù)，常將熱繼電器的常閉觸點接在接觸器的線圈電路中，試畫出該電路。答：5.設(shè)計電動機的兩地控制程序并調(diào)試。要求：按下A地或B地的起動按鈕，電動機均可起動，按下A地或B地的停止按鈕，電動機均可停止。輸入信號輸

6、出信號A地啟動按鈕SB1X1接觸器線圈KMY0停止按鈕SB2X2B地啟動按鈕SB3X3停止按鈕SB4X4熱繼電器FRX0答：任務(wù)三 思考與練習(xí)1.請將圖3-39的梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表。 （a） （b）圖3-39 梯形圖答： （a） (b)2. 說明下列指令意義：LD 取指令 OUT輸出指令A(yù)NI與非指令 OR 或指令A(yù)NB 與塊指令 SET 置位指令3.試編寫電動機正反轉(zhuǎn)控制的程序，并畫出PLC的I/O接線圖。答：4.將三個指示燈接在輸出端上，要求SB0 、SB1、SB2 三個按鈕任意一個按下時，燈H L0 亮；任意兩個按鈕按下時，燈H L1 亮；三個按鈕同時按下時，燈H L2 亮，沒有按鈕按下

7、時，所有燈不亮。試用PLC來實現(xiàn)上述控制要求。答：任務(wù)四 思考與練習(xí)1. FX系列PLC共有幾種類型輔助繼電器.各有何特點.答：FX系列PLC主要有三種類型的輔助繼電器：(1)通用輔助繼電器通用輔助繼電器的線圈由用戶程序驅(qū)動，若PLC在運行過程中突然斷電，通用輔助繼電器將全部變?yōu)镺FF。若電源再次接通，除了因外部輸入信號而變?yōu)镺N的以外，其余的仍將保持為OFF。(2)鎖存輔助繼電器 鎖存輔助繼電器用于保存停電前的狀態(tài)。(3)特殊輔助繼電器 輔助繼電器中M8000M8255共256點為特殊輔助繼電器，它們用來表示PLC的某些狀態(tài)，提供時鐘脈沖和標(biāo)志（如進位、借位標(biāo)志）、設(shè)定PLC的運行方式，或用

8、于步進順控、禁止中斷、設(shè)定計數(shù)器是加計數(shù)器或是減計數(shù)器等。2. FX系列PLC共有幾種類型定時器.各有何特點.答：FX系列PLC的定時器可分為通用定時器和積算定時器兩種。 其用定時器線圈通電時，開始計時，斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。而積算定時器在定時過程中即使斷電它也會把當(dāng)前值保持下來，當(dāng)重新上電時再繼續(xù)累加計時直到觸點動作。因為積算定時器斷電時線圈不會復(fù)位，所以需要復(fù)位指令使其強制復(fù)位。3.填空題（1）定時器的線圈通電時開始定時，定時時間到時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。（2）通用定時器的線圈失電時被復(fù)位，復(fù)位后其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，當(dāng)前值等于0。（3）M8002是初始化脈沖

9、，當(dāng)PLC由STOP變?yōu)镽UN時，它ON一個掃描周期。當(dāng)PLC處于RUN狀態(tài)時，M8000一直為閉合。4.若將圖3-42中的定時器T0換成T200時，定時器的定時值是多少.定時器線圈的驅(qū)動信號（圖3-42中的X0）應(yīng)為長信號，若X0的外部設(shè)備是按鈕，該如何處理.答：若將T0換為T200，此時定時器的定時值為1s；通過一個輔助繼電器M0進行自鎖。5.若將圖3-44的控制要求改為：某控制系統(tǒng)有3臺電動機，當(dāng)按下起動按鈕SB1時，潤滑電動機起動；運行5s后，主電動機起動；運行10s后，冷卻泵電動機起動。當(dāng)按下停止按鈕SB2時，主電動機立即停止；主電動機停5s后，冷卻泵電動機停止；冷卻泵電動機停5s后

10、，潤滑電動機停止。當(dāng)任一電動機過載時，3臺電動機全停。試編寫控制程序。答：起動SB1-X0 停止SB2-X1 熱繼電器-X2 主電機-Y1 潤滑電機-Y0 冷卻泵電機-Y26.某控制系統(tǒng)有一盞紅燈，當(dāng)合上開關(guān)K1后，紅燈亮1s滅1s，累計點亮半個小時后自行關(guān)閉。試編寫控制程序。答：因為K1為開關(guān)，所以不用設(shè)置自鎖。7.試用PLC控制發(fā)射型天塔。發(fā)射型天塔有L1L9 九個指示燈，按下起動按鈕后，九個指示燈從L1每隔2s依次點亮，并不斷循環(huán)下去，試編寫PLC程序。答: 注：X0為起動按鈕；X1為停止按鈕；Y0Y10分別控制L1L9九個指示燈。任務(wù)五 思考與練習(xí)1.簡述計數(shù)器的分類、用途。計數(shù)器的計

11、數(shù)圍是多少.答:計數(shù)器可按其計數(shù)方式、計數(shù)圍、計數(shù)開關(guān)量的頻率、計數(shù)器的元件號及設(shè)定值等分為如下5類。（1）16位通用加計數(shù)器C0C99，共100點，設(shè)定值：132767。16位是指其設(shè)定值寄存器為16位。（2）16位鎖存加計數(shù)器C100C199，共100點，設(shè)定值：132767。（3）32位通用加/減雙向計數(shù)器C200C219，共20點，設(shè)定值：2147483648+2147483647。32位是指其設(shè)定值寄存器為32位。（4）32位鎖存加/減雙向計數(shù)器C220C234，共15點，設(shè)定值：2147483648+2147483647。（5）32位加/減雙向高速計數(shù)器C235C255，共21點，

12、設(shè)定值：2147483648+2147483647。2.計數(shù)器的復(fù)位輸入電路斷開、計數(shù)輸入電路閉合時，計數(shù)器的當(dāng)前值加1。計數(shù)當(dāng)前值等于設(shè)定值時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。再來計數(shù)脈沖時當(dāng)前值不變。復(fù)位輸入電路閉合時，計數(shù)器被復(fù)位，復(fù)位后其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，當(dāng)前值等于0。3.如何將C200C255設(shè)置為加計數(shù)器或減計數(shù)器.答：C200C255加/減雙向計數(shù)器的計數(shù)方向由特殊輔助繼電器M8200M8255設(shè)定，對應(yīng)的特殊輔助繼電器為ON時，為減計數(shù)器（每計一個數(shù)，計數(shù)器的當(dāng)前值就從設(shè)定值開始逐步減1），反之為加計數(shù)器（每計一個數(shù)，計數(shù)器的當(dāng)前值就從0開始逐步加14. 試設(shè)計一個控制

13、電路，該電路中有3臺電動機，并且它們用一個按鈕控制。第1次按下按鈕時，M1起動；第2次按下按鈕時，M2起動；第3次按下按鈕時，M3起動；再按1次按鈕3臺電動機都停止。答：5.按下按鈕X0后Y0變?yōu)镺N并自鎖，T0計時7s后，用C0對X1輸入的脈沖計數(shù)，計滿4個脈沖后Y0變?yōu)镺FF，同時C0和T0被復(fù)位，在PLC剛開始執(zhí)行用戶程序時，C0也被復(fù)位，設(shè)計出梯形圖。答：任務(wù)六 思考與練習(xí)1.試用計數(shù)器實現(xiàn)單按鈕起?？刂瞥绦?。答：2.試用LDP或LDF指令編寫任務(wù)五中的產(chǎn)品出入庫數(shù)量監(jiān)控程序。答：3.試用PLS指令及自鎖電路來實現(xiàn)兩臺電動機順序起動、同時停止控制電路。上機編程并調(diào)試。答：4.自動沖水設(shè)

14、備在有人使用時光電開關(guān)X0為ON，沖水控制系統(tǒng)在使用者使用3s后令沖水閥Y0為ON并沖水2s，使用者離開后，沖水5s后停止。任務(wù)七 思考與練習(xí)1.將圖3-67的指令表轉(zhuǎn)換成梯形圖。（a） （b）圖3-67 指令表答：梯形圖如下 （） （b）2.與主控觸點下端相連的常閉觸點應(yīng)使用LDI指令。任務(wù)八思考與練習(xí)1.什么叫順序功能圖.它有幾部分組成.順序功能圖分為幾類.答：(1)順序功能圖就是就是將一個復(fù)雜的控制過程分解為若干個工作步分清各個步的工作細節(jié)，再依據(jù)總的控制要求將這些步聯(lián)系起來，形成的順序功能圖。(2) 它主要有步、動作、有向連線、轉(zhuǎn)移條件組成。(3)SFC基本結(jié)構(gòu)可分為單分支、選擇分支、

15、并行分支和循環(huán)分支4種。2.FX系列PLC的步進指令有幾條.如何使用.答：步進指令有STL和RET兩條。STL是將步進接點接到左母線上。RET是步進結(jié)束指令。3.如何將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖.其編程規(guī)則有哪些.答：將順序功能圖轉(zhuǎn)化為步進梯形圖時，編程順序為先進行負載的驅(qū)動處理，然后進行轉(zhuǎn)移處理。當(dāng)然，沒有負載的狀態(tài)不必進行負載驅(qū)動處理。對應(yīng)于某步的狀態(tài)器S在梯形圖中用STL的觸點表示，STL指令為與主母線連接的常開觸點指令，它在梯形圖中占一行；接著就可以進行驅(qū)動處理，它可以直接驅(qū)動各種線圈（可以是Y、M、S、T、C的線圈）及應(yīng)用指令或通過觸點驅(qū)動線圈，若通過觸點驅(qū)動線圈，開始的觸點使用LD、L

16、DI指令。通常用單獨觸點作為轉(zhuǎn)移條件，但是在實際中，X、Y、M、S、T、C等各種軟元件觸點的邏輯組合（復(fù)雜的串聯(lián)、并聯(lián)）也可用作轉(zhuǎn)移條件；轉(zhuǎn)移目標(biāo)用SET或OUT指令實現(xiàn)。最后使用RET指令返回原來的主母線。 編程規(guī)則：（1）初始步可由其他步驅(qū)動，但運行開始時必須用其他方法預(yù)先作好驅(qū)動，否則狀態(tài)流程不可能向下進行。（2）步進梯形圖編程順序為：先進行驅(qū)動處理，后進行轉(zhuǎn)移處理。二者不能顛倒。驅(qū)動處理就是該步的輸出處理，轉(zhuǎn)移處理就是根據(jù)轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移條件實現(xiàn)下一步的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。（3）編程時必須使用STL指令對應(yīng)于順序功能圖上的每一步。（4）各STL觸點的驅(qū)動電路一般放在一起，最后一個STL電路結(jié)束時，

17、一定要使用步進返回指令RET使其返回主母線。（5）STL觸點可以直接驅(qū)動也可以通過別的觸點驅(qū)動。（6）驅(qū)動負載使用OUT指令。（7）由于CPU只執(zhí)行活動步對應(yīng)的電路塊，因此使用STL指令時允許“雙線圈”輸出。（8）在步的活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過程中，相鄰兩步的狀態(tài)器會同時ON一個掃描周期，此時可能會引發(fā)瞬時的雙線圈問題。（9）SET指令和OUT指令均可以用于步的活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，可將原來活動步對應(yīng)的狀態(tài)器復(fù)位，將后續(xù)步置為活動步，此外還有自保持功能。4.填空題：（1）狀態(tài)繼電器是構(gòu)成順序功能圖的重要軟元件，它要與STL（步進梯形）指令配合使用。 （2）與STL步進觸點相連的觸點應(yīng)使用LD或LDI指令。（

18、3）順序功能圖的編程原則為：先進行負載的驅(qū)動處理，然后進行轉(zhuǎn)移處理 。（4）順序功能圖中，在運行開始時，必須作好預(yù)驅(qū)動，一般可用M8002或M8000進行驅(qū)動。（5） FX系列PLC的狀態(tài)繼電器中，初始狀態(tài)繼電器為S0S9，通用狀態(tài)繼電器為S20S4995.試設(shè)計4盞流水燈每隔1s順序點亮，并循環(huán)往復(fù)的順序功能圖和梯形圖。答：6.將圖3-79轉(zhuǎn)換成梯形圖和指令表。圖3-79 題5圖答：梯形圖如下：指令表如下7.按下起動按鈕X0，某加熱爐送料系統(tǒng)控制Y0Y3，依次完成開爐門、推料、推料機返回和關(guān)爐門幾個動作，XlX4分別是各動作結(jié)束的限位開關(guān)，畫出控制系統(tǒng)的順序功能圖。答：8.從圖3-76所示的

19、順序功能圖可知，小車在完成一次工藝過程的全部操作之后，從最后一步返回初始步，然后停留在初始狀態(tài)的單周期操作。試設(shè)計一個具有連續(xù)循環(huán)工作方式的小車往復(fù)運動控制的順序功能圖。答：將圖3-76中最后一步返回到S20，就可以實現(xiàn)整個工作過程的循環(huán)控制。9. 設(shè)計一個汽車庫自動門控制系統(tǒng)，具體控制要：汽車到達車庫門前，超聲波開關(guān)接收到來車的信號，門電動機正轉(zhuǎn)，門上升，當(dāng)門升到頂點碰到上限開關(guān)時，停止上升，汽車駛?cè)胲噹旌?，光電開關(guān)發(fā)出信號，門電動機反轉(zhuǎn)，門下降，當(dāng)下降到下限開關(guān)后門電動機停止。試畫出PLC的I/O接線圖，并設(shè)計出梯形圖程序。答：任務(wù)九 思考與練習(xí)1.選擇分支的順序功能圖在分支和匯合上有什么

20、特點.如何編程.答：在進行選擇分支的順序功能圖與步進梯形圖之間的轉(zhuǎn)換時，應(yīng)首先進行分支狀態(tài)元件的處理。處理方法是：先進行分支狀態(tài)的輸出連接，然后依次按照各個分支的轉(zhuǎn)移條件置位各轉(zhuǎn)移分支的首轉(zhuǎn)移狀態(tài)元件；其次依順序進行各分支的連接；最后進行匯合狀態(tài)的處理。匯合狀態(tài)的處理方法是：先進行匯合前的驅(qū)動連接，然后依順序進行匯合狀態(tài)的連接。2. 用步進指令設(shè)計電動機正反轉(zhuǎn)的控制程序。答：3.如圖3-89所示，在地下停車場的出入口處，為了節(jié)省空間，同時只允許一輛車進出，在進出通道的兩端設(shè)置有紅綠燈，光電開關(guān)X000和X001用于檢測是否有車經(jīng)過，光線被車遮住時X000或X001為ON。有車進入通道時（光電開

21、關(guān)檢測到車的前沿）兩端的綠燈滅，紅燈亮，以警示兩方后來的車輛不可再進入通道。車開出通道時，光電開關(guān)檢測到車的后沿，兩端的紅燈滅，綠燈亮，其他車輛可以進入通道。圖3-89 地下停車場的交通燈控制示意圖答：4.搶答器控制。搶答器系統(tǒng)可實現(xiàn)四組搶答，每組兩人。共有8個搶答按鈕，各按鈕對應(yīng)的輸入信號為X000、X001、X002、X003、X004、X005、X006、X007；主持人的控制按鈕的輸入信號為X010；各組對應(yīng)指示燈的輸出控制信號分別為Y001、Y002、Y003、Y004。前三組中任意一人按下?lián)尨鸢粹o即獲得答題權(quán)；最后一組必須同時按下?lián)尨鸢粹o才可以獲得答題權(quán)；主持人可以對各輸出信號復(fù)位

22、。試設(shè)計搶答器控制系統(tǒng)的順序功能圖。答：任務(wù)十 思考與練習(xí)1有一并行分支的順序功能圖如圖3-100所示。請對其進行編程。圖3-100 題1的順序功能圖2用步進階梯指令編一簡單的直流電動機控制程序，要求達到的功能如下：直流電動機能夠首先正向運行10s，停5s后，反向運行10s，如此循環(huán)5次，自動停機。答：3某組合鉆床用來加工圓盤狀態(tài)零件上均勻分布的6個孔，如圖3-101所示。操作人員放好工件后，按下起動按鈕X0，Y0變?yōu)镺N，工件被夾緊，夾緊后壓力繼電器X1為ON，Y1和Y3使兩只鉆頭同時開始向下進給。大鉆頭鉆到由限位開關(guān)X2（SQ1）設(shè)定的深度時，Y2使它上升，升到由限位開關(guān)X3（SQ2）設(shè)定的起始位置時停止上行。小鉆頭鉆到由限位開關(guān)X4（SQ3）設(shè)定的深度時，Y4使它上升，升到由限位開關(guān)X5（SQ4）設(shè)定的起始位置時停止上行，同時設(shè)定值為3的計數(shù)器的當(dāng)前值加1。兩