可编程序控制器的编程方法与工程应用习题全部答案湖南科技大学信息学院适用样本.doc

可编程序控制器编程办法与工程应用习题集
教师点题目答案（全）
第一章 概述
1.1 简述可编程控制器定义
答：可编程控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定期、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模仿式输入和输出，控制各种类型机械或生产过程。可编程控制器及其关于设备，都应按易于使工业控制系统形成一种整体，易于扩充其功能原则设计。
定义表白了可编程控制器本质特性、功能、设计原则、适应环境。

1.2 可编程控制器重要特点有哪些？
答：重要有7个特点。
（1）编程办法简朴易学。
梯形图是使用最多可编程控制器编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理相似；梯形图语言形象直观，易学易懂。（梯形图两个特性）
梯形图语言事实上是一种面向顾客高档语言，可编程控制器在执行梯形图程序时，用解释程序将它翻译成汇编语言后执行。与直接用汇编语言编写程序相比，它执行时间要长些，由于可编程控制器运算速度不断提高，对于普通控制设备来说，执行速度完全满足规定。（可编程控制器程序执行过程与特点）
（2）功能强，性价比高
一台小型可编程控制器内部有成百上千个内部继电器，几十到几百个定期器和计数器，几十个特殊继电器，功能很强大，可以实现非常复杂控制功能；一台可编程控制器可以控制几台设备，还可以联网通信。实现分散控制、集中管理。（功能强大）
（3）配件配套齐全，顾客使用以便，适应性强
可编程控制器已经原则化、系列化、模块化，配备有品种齐全各种硬件装置供顾客选用，顾客能灵活以便进行系统配备，构成不同功能、不同规模系统。可编程控制器安装接线也很以便，普通用接线端子连接外部接线，可编程控制器有较强带负载能力，可以直接驱动普通电磁阀和交流接触器。（配套齐全，使用以便）
硬件配备拟定后，可以通过修改顾客程序，以便迅速地适应工艺条件变化。（适应性）
（4）无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强
老式继电器控制系统中使用了大量中间继电器、时间继电器。触点和接线多，难免接触不良，容易出故障。可编程控制器用软件代替大量中间继电器和时间继电器，剩余少量与输入和输出关于接线，普通为继电器控制系统1/10 – 1/100，接触不良导致故障率大大减低。（无触点免配线优势）
可编程控制器采用了一系列硬件和软件抗干扰办法，如滤波、隔离、屏蔽、自诊断、自恢复等。有很强抗干扰能力，平均无端障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰工业生产现场，可编程控制器已被广大顾客以为是最可靠工业控制设备之一。（抗干扰办法，可靠性指标）
（5）系统设计、安装、调试工作量小
可编程控制器用软件功能取代继电器控制系统中中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜设计、安装、接线工作量大大减少。（以软代硬优势）
对于复杂控制系统，梯形图设计所花时间远远少于继电器电路花时间。
可编程控制器顾客程序可以在实验室模仿调试，输入信号用小开关来模仿，输出信号状态可以观测控制器上发光二极管，测试好后再将可编程控制器安装在现场调试，调试过程中发现问题普通通过修改程序就可以解决，调试时间比继电器少得多。
（6）维修工作量小，维修以便
可编程控制器故障很低，并且有完善自诊断和显示功能。可编程控制器或外部输入装置和执行机构发生故障时，可以依照可编程控制器上发光二极管或编程器提供信息迅速查明故障因素，排出故障。
（7）体积小，能耗低
可编程控制器使用，减少大量中间继电器和时间继电器，可将开关柜体积缩小到本来1/2-1/10。能耗也大大减少。

1.3 与普通计算机控制系统相比，可编程控制器有哪些优势？
答：1.PLC工作环境规定比PC低，PLC抗干扰能力强 2.PLC编程比PC编程简朴易学
3.PLC设计调试周期短 4.PC应用领域与PLC不同 5.PLC维护比PC容易

1.4 与普通继电器控制系统相比，可编程控制器有哪些优势？
答：PLC与继电器控制区别重要体当前：构成器件不同，PLC中是软继电器；触点数量不同，PLC编程中无触点数限制；实行控制办法不同，PLC重要是软件编程控制，而继电器控制依托硬件连线完毕

1.5 可编程控制器可以用在哪些领域？
答：重要应用领域有5个。
（1）开关量逻辑控制
（2）运动控制
（3）闭环过程控制
（4）数据解决
（5）通信联网
可编程控制器通信涉及主机与远程I/O之间通信、多台可编程控制器之间通信、可编程控制器与其她智能设备（计算机、变频器、数控装置）之间通信，可以构成集中管理、分散控制分布式控制系统。

第二章 可编程控制器硬件与工作原理
2.1 简述可编程控制器基本构造
答：（1）可编程控制器重要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源四个某些构成。

（2） 辅助继电器线圈断电时，其常开点断开，常闭点闭合。
（3）FX系列型号名称含义：三菱FX2N-48MR有48个I/O点，继电器输出型基本单元。课本24页。

2-2简述可编程控制器扫描工作过程。
答：可编程控制器有两种基本工作状态，即运营状态和停止状态。在运营状态，可编程控制器通过执行顾客程序实现控制功能，为使可编程控制器输出及时响应随时也许变化输入信号，顾客程序不是只执行一次，而是重复不断地重复执行，直到可编程控制器停机或切换到STOP状态。
除了执行顾客程序外，在每次循环过程中，可编程控制器还要完毕内部解决、通信等工作，一次循环可分为5个阶段：内部解决阶段、通信服务阶段、输入解决阶段、程序执行阶段、输出解决阶段，可编程控制器这种周而复始循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令速度极高，从外部输入-输出关系来看，解决过程似乎是同步完毕。

2-3可编程控制器惯用哪几种存储器？它们各有什么特点？分别用来存储什么信息？
答：
存储器
特点
存储信息
RAM
工作速度高；断电后信息丢失
存储各种暂存数据、中间成果、顾客正调试程序。

ROM
只能读，不能写；断电后，仍能保存存储内容
存储监控程序和顾客已调试好程序。

？2-4交流输入模块与直流输入模块各有什么特点？它们分别合用于什么场合？
答：直流输入模块延迟时间较短，用于直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘恶劣环境下使用。

2-5开关量输出模块有哪几种类型？它们各有什么特点？
答：
输出形式
特点
继电器输出
低速大功率
可控硅输出
高速大功率
晶体管输出
高速小功率

2.-6 可编程控制器有哪几种编程器？各有什么特点？
答：编程设备可以是专用手持式编程器；也可以是安装了专门编程通讯软件个人计算机。

1. 补充知识点：继电器在控制系统中作用：功率放大；电气隔离；逻辑运算。

第三章 可编程控制器编程语言与基本逻辑指令
复习题3-1至3-9， 3-11， 3-15
3-1 填空
（1）外部输入电路接通时，相应输入映象寄存器为“1”状态，梯形图中相应输入继电器常开触点接通，常闭触点断开。
（2）若梯形图中输出继电器线圈通电，相应输出映象寄存器为“1”状态，在输出解决阶段后，继电器型输出模块中相应硬件继电器线圈通电，其常开点闭合，外部负载通电。
（3）定期器线圈通电时开始定期，定期时间届时其常开点闭合，常闭点断开。
（4）通用定期器线圈断电时被复位，复位后其常开点断开，常闭点闭合，当前值等于0
（5）计数器复位输入电路断开，计数输入电路由断开变为接通，当前值不大于设定值时，计数器当前值加1.计数当前值等于设定值时，其常开点接通，常闭点断开。再来计数脉冲时当前值保持不变。复位输入电路接通时，计数器复位，复位后其常开触点断开，常闭触点接通，当前值等于0。
（6）OUT指令不能用于输入继电器。
（7）M8002是初始化脉冲，当PLC由stop变为on时，它ON一种扫描周期，当可编程控制器处在运营状态时，M8000始终为ON。
（8）与主控触点下端相连常闭触点应使用LDI指令。
（9）编程元件只有输入继电器和输出继电器元件号采用八进制数。

3-2写出图中指令表程序

答：
LD X0
ANI T0
LD M100
AND X4
ORI X2
AND X5
ORB
LDI Y1
OR C0
ANB
OR Y1
OUT Y0
AND X6
OUT M110
ANI X7
OUT T2
K 15
END

3-3写出图3.38所示梯形图指令表程序

答：
LD X1
ORI X5
LD T1
ANI X2
LDI Y11
OR M24
AND X14
ORB
ANB
OR X0
OUT Y15
ANI X7
OUT Y2
AND M112
INV
OUT T133
K 30

3-4 画出下列指令表相应梯形图

答

3-5画出下面指令表程序相应梯形图：
LD M12
ORI X1
LD T1
ANI Y1
LD X2
AND X3
ORB
ANB
OR M110
OUT Y5
ANI X5
AND X6
OUT T6
K 40

3-6写出3.40所示梯形图指令表程序

答：
LD X0
ANI M5
MC N0
SP M100
LD X1
OUT Y0
LD X3
OUT Y1
MCR N0
LD X12
OUT M8200
LD X13
RST C200
LD X14
OUT C200
K 5

3-7用进栈、读栈和出栈指令写出图3.41相应指令表程序。

答：
LDI X7
AND X0
MPS
AND X1
ANI M3
OUT Y0
MRD
AND X2
OUT Y4
MPP
AND X3
ORI T2
OUT Y2

3-8 用主控指令画出图示等效梯形图。

答： （a）

(b）
3-9改画图3.43中梯形图，使相应指令程序最短。

答：

3-11 画出图中Y0波形图

答

3-15指出图中错误

答：

错误有7处。

第四章 功能指令
4-1填空　　
（1)执行CJP指令条件（不满足 ）时，将执行（ 标号 ）和（ CJP ）指令之间指令。
（2）操作数K2X10表达（2）组位元件，既由（X10~X17 ）构成（8）位数据。
（3）图4.122中功能指令在X1（由OFF变为ON ）时，将（ D11、D10 ）中（32）位数据传送到（D13，D12　　）中。

4-3用ＡＴＬ（交替输出）指令设计一种子程序，当Ｘ１为ＯＮ时，每０.５ｓ变化一次Ｙ０状态，每１ｓ变化一次Ｙ１状态，在主程序中调用该程序。
答：

第五章 梯形图程序设计办法
5-１至5-９
5-１简述划分步原则
答： 步是依照PLC输出状态变化来划分，在步内，输出状态不变，但相邻步之间输出状态不同，这样逻辑关系简朴。

5-２简述转换实现条件和转换时应完毕操作。
答：转换实现条件：
（1） 该转换所有前级步都是活动步；
（2） 相应转换条件得到满足。
转换时应完毕操作：
① 使所有由有向连线与相应转换符号相连后续步都变为活动步。
② 使所有由有向连线与相应转换符号相连前级步都变为不活动步。

5-3 设计满足图示波形图梯形图

答：

5-4 在按钮X0按下后Y0变为ON并自保持，T0定期5s后，用C0对X12输入脉冲计数，计满3个脉冲后，Y0变为OFF，同步C0复位，在可编程控制器刚开始执行顾客程序时C0也被复位，设计梯形图。

梯形图如右：

5-5试设计满足图５.２６所示波形梯形图。

答：

5-6 设计满足图示波形梯形图
答：
５－７题目篇幅较长，详见课本128页 ５－８ 顺序功能图如下：
顺序功能图如下：

５－９ 顺序功能图如下：

第六章 顺序控制梯形图编程方式

6-1答： 6-2答：

6-3答：

6-4 设计图示顺序功能图梯形图程序

答：

6-5 设计图示顺序功能图梯形图

解法一，起保停编程方式

解法二，以转换为中心编程方式

6-12 如图所示两条运送带顺序相连,按下起动按钮,2号运送带开始运营,5s后1号运送带自动起动。停机顺序刚好相反，间隔仍为5s。画出顺序功能图，设计出梯形图程序

答：顺序功能图如下

X0—起动按钮
X1—停止按钮
Y1—1号运送带
Y2—2号运送带

梯形图如下

6-16 写出图示梯形图指令表程序

指令表程序如下：
STL S21
STL S24
LD X2
SET S22
STL S22
OUT Y3

LD X3
OUT S0
RST

第七章 可编程序在工业中应用
7-1、PLC选型应考虑哪些问题？
1物理构造选取
2指令功能选取
3I/O点数拟定 (10%-20%裕量)
4存储器容量选取 (I/O点乘以8)
5尽量使可编程控制器机型统一

7-2、简述PLC控制系统设计调试环节？
答：

7-3简述在实验室模仿调试可编程控制器程序办法：
用小开关接通和断开来模仿实际使用开关量输入信号，通关观测显示输出继电器状态发光二极管来理解梯形图执行状况。
通过理解某些位元件ON/OFF状态和观测存储在数据寄存器中中间数据和最后数据来理解程序运营状况和运营成果。