電大可編程控制器應用期末復習模擬試卷及參考答案

電大可編程控制器應用期末復習模擬試卷及叁考答案

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—十一進制進行編號。（八十）

2.PLC的狀態(tài)元件中_（S2?S9）一用于初始狀態(tài).（S2?S9）

3.描述PLC的主要技術指標有、、、、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)部寄行豁編程語宮與指令系統(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。

MOVRST

ORBL0

1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，能夠描述繼電豁觸點的和等各種連接.（串聯(lián)并聯(lián)）

8、PLC具有和功能，完成對模擬后的控制與調(diào)節(jié)。（模數(shù)轉換（A/D轉換）數(shù)模轉換（D/A轉換）

9、按結構形式分類，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。（CPI）

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換成微處理器所能接收的低電平信號。（輸入電壓轉換）

14.輸出電平轉換是用來將控制的低電平信號轉報為控制設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。（電氣隔高）

16、S7-300/S4-400可以通過接口組成PLC網(wǎng)絡。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)（G0）通信方式以分支網(wǎng)為基礎，是為循環(huán)的傳送少量數(shù)據(jù)而設計的。（多點接口（MPD）

19、通信方式以MPI分支網(wǎng)為基礎，是為循環(huán)的傳送少量數(shù)據(jù)而設計的。（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。（令牌方式主從方式）

21、PROFIBUS網(wǎng)絡由、從站'等構成。（主站網(wǎng)絡部件）

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的硬件結構和軟件系統(tǒng)

1.答：PLC采用了典型的計算機結構，硬件主要由微處理耨（CPU）,存儲器'采用掃描工作方式的"0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，I響序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結束。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。掃璃周期的長短，首先與每條指令執(zhí)行時間長短有關,

其次與指令類型及包含指令條數(shù)的多少有關。

3,可編程控制器佛形圖編程規(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）接點應畫在水平線上，不要畫在垂直線上。

（3）并聯(lián)塊串聯(lián)時，應將接點多的支路放在梯形圖的左方。串聯(lián)塊并聯(lián)時，應將接點多的并聯(lián)支路放在梯形圖的上方。

（4）不宜使用雙貨圈輸出。

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“軟繼電粉”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。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、簡述可塌程控制器的特點。

答：高可靠性，應用靈活，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狗哪些？

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，主要側重于開關量順序控制，具有很高的可靠性和抗干擾性。

9、筒述可編程控制器的基本結構及其各部分功能。

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)場輸入設備的狀態(tài)和叁散，診斷PIC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤，完成用戶程序加定的運算任務，更新有關標志位的狀態(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)通信等功能；(4)輸入輸出模板：連接CPU模板與現(xiàn)場輸入\輸出元件或設備。

10、PLC配式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？

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，主要側索于回路調(diào)節(jié)功能；可嬪程控制系統(tǒng)在數(shù)字處理和順序控制方面具有優(yōu)勢，主要側重于開關量順序控

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)設計中最為重要的原則是什么？

答：在PLC控制系統(tǒng)設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)結構。

三、請寫出以下指令表對應的梯形圖(每小題8分，共，6分)

LDxooo

0RY001

ANIX003

ANIY002

OUTY001

LDX002

ORY002

ANIX003

ANIY001

OUTY002

END

1.

X003Y002Y001

XQOO

4/d

YOO1

X002XOO3、

/

4/

YOO2

XQO3

3.

LD10.1

A10.2

AN10.3

MO.0

LDN10.1

010.2

010.3

A10.4

NOT

MO.1

110.210.3MOO

II-(I

10.4M0.1

|—|NOT|~~(I

10.3

H

四、請寫出以下梯形圖對應的指令表（每小題10分，共20分）

LDIXO

ANDX1

LDX2

ANIX3

ORB

ANDX4

LDIX5

ANDX7

LDX6

ANIM3

ORB

ANB

ANIX10

ANDX11

OUTTO

K100

ANDTO

OUTY2

2.

2.LDXOOO

SETS20

STLS20

OUTYOOO

LDXOO1

SETS21

STLS21

OUTY002

LDX002

SETS22

STLS22

OUTY003

LDX003

SETS26

STLS26

OUTY006

LDXOO4

OUTS21

AMO.1

=Q4.1

LDNMO.0

=Q4.2

4。

MO.OIO.1M0.3

J

T5QO.O

HHHM

M0.4Q0.1

HI--(I

LDMO.0

ANIO.1

=MO.3

AT5

=QO.0

ANMO.4

=QO.1

5.

O.l10.2Q2.1

H-HI-

■^020

。3丁10.4Q2.2

LD10.3

AC20

ONt10.1

AIO.2

=02.1

LDN10.1

AC20

0IO.3

ANIO.4

=02.2

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。I/O掃描

速度為0.03ms/8點，用戶程序的掃描速度取0.74ns/步，自診斷所需時間設為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=0.03msX40/8^=0.15ms

掃描程序的時間：T2=0.74usX1000步=0.74ms

自診斷的時間：T3=0.96ms

通信的時間：14=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。

模塊1模塊2模塊3模塊4模塊5

主機CPU224DI4/D04DI8AI4/A01DI4/D04AI4/A01

DC24VDC24V12位DC24V12位

I0.000.0I3.0Q3.0

IO.1Q0.113.1Q3.1

I3.2Q3.2

????????????I3.3Q3.3

I3.4Q3.4

11.5Q1.5I3.5Q3.5

I3.6Q3.6

I3.7Q3.7

1.答案

模塊1模塊2模塊3模塊4模塊5

主機CPU224DI4/D04DI8AI4/A01D08AI4/A01

DC24VDC24VDC24V

I0.000.0I2.0Q2.0I3.0AIWOAQWO03.0AIW8AQW2

I0.100.112.1Q2.1I3.1AIW2Q3.1AIW10

I2.2Q2.2I3.2AIW403.2AIW12

????????????I2.3Q2.3I3.3AIW603.3AIW14

I3.403.4

11.501.5I3.5Q3.5

I3.6Q3.6

I3.703.7

2、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。

模塊2模塊3模塊4模塊5

模塊1EM221

主機EM222EM235EM223EM235

DI8

CPU224D08AI4/A01DI4/D04AI4/A01

DC24V

DC24V12位DC24V12位

I0.0Q0.0Q2.0AIW8A0W2

I0.1Q0.102.1AIW10

Q2.2AIW12

........Q2.3AIW14

02.4

11.5Q1.1Q2.5

02.6

Q2.7

2.答案

主機I/O模塊1"。模塊21/0模塊31/0模塊41/0模塊51/0

10.0Q0.012.0Q2.0AIWOAQWOI3.0Q3.0AIW8A0W2

10.1Q0.112.102.1AIW213.103.1AIW10

12.2Q2.2AIW4I3.2Q3.2AIW12

........12.3Q2.3AIW6I3.303.3AIW14

12.4Q2.4

11.501.112.602.5

12.602.6

12.7Q2.7

六、設計題

1、一臺三相異步電動機正反轉控制的電路如下圖（a）所示；PLC控制的接線如圖（b）所示。當按下正向啟動按鈕SB）,電動機正轉；當按

下反向啟動按鈕SB?,電動機反轉；停機時按下停機按鈕SBg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）電動機正反轉控制電路圖（b）PLC控制接線圖

1、（1）*電動機正反轉控制電路I/0分配混

KR10.0熱保護常閉觸點

5B310.1停止按鈕，常閉觸點

SB110.2正向起動按鈕，常開觸點

SB210.3反向起動按鈕，常開觸點

KM104.0正向運行接觸器線圈

KM204.1反向運行接觸器線圖

（2）選西門子S7-200的plc（也可以選其它型號plc）

Q4.0

(H

圖電為機正反轉控制電路的PLC控制程序

2、兩臺電動機的關聯(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SB?,電動機一正轉；當按下反向起動按鈕SB：“電動機一

反轉；只有當電動機一運行時，并按下起動按鈕SB,,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SBi控制停止。按

照上述工作要求：（1）分配"0通道；（2）選擇plc,畫出梯形圖。

2、（1）關聯(lián)控制功能的I/O分配表

SB110.0總停按鈕，常閉觸點

SB210.1電動機一正轉起動按鈕，常開觸點

SB3I0.2電動機一反轉起動按鈕，常開觸點

SB4I0.3電動機二起動按鈕，常開觸點

KM102.1電動機一正轉運行

KM202.2電動機一反轉運行

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）

加l

TH

Q

T2.1JI

_

42

H

2

QT2H

圖電動機關聯(lián)控制的PLC控制程序

3、用接在輸入端的光電開關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，常開觸點

SB210.1解除報警開關，常閉觸點

00.0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)

1001衛(wèi)

HTUN

IOO-IPF

T37ioiooo

HI/I)

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KMI和KM2分別是控制正轉運行和反轉運行的交流接觸器。用KMI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

KMI和KM2的線圈斷電，電動機停轉。工作時，按下右行起動按鈕SB2或左行起動按鈕SB3后，要求小車在左限位開關SQ1和右限位開關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：G)分配I/O通道；(2)選擇plc,畫出梯形圖。

圖小車自動往返運動的繼電器控制電路圖

4、(1)小車自動往返運動控制電路I/O分配表

SB1I0.2停止按鈕，常閉觸點

SB2I0.0右行起動按鈕，常開觸點

SB3I0.1左行起動按鈕，常開觸點

SQ1I0.3左限位開關，常開觸點

SQ2I0.4右限位開關，常開觸點

FRI0.5熱保護，常閉觸點

KM1Q