工厂电气控制技术第三章习题参考答案.docx
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工厂电气控制技术第三章习题参考答案
指令助记符
指令功能
操作数
程序步数
LD
从公共母线开始取用常开接点(取)
X、Y、M、S、T、C
1
LDI
从公共母线开始取用常闭接点
X、Y、M、S、T、C
1
OUT
线圈驱动(输出),线圈并联可连续使用
Y、M、S、T、C
(T、C 后紧跟常数)
Y、M- 1
S、特殊 M-2
T-3
C-3 至 5
AND
串联一个常开接点(与)
X、Y、M、S、T、C
1
ANI
串联一个常闭接点(与非)
X、Y、M、S、T、C
1
OR
并联一个常开接点(或)
X、Y、M、S、T、C
1
ORI
并联一个常闭接点(或非)
X、Y、M、S、T、C
1
ANB
两块电路串联(块与)
无
1
第三章习题参考答案
1、 何谓编程语言?
PLC 常用的编程语言主要有哪几种?
解:
编程语言就是用户程序的表达方式。
PLC 常用的编程语言主要有:
梯形图、指令语句、
顺序功能图(SFC)、级式编程语言(stage)、逻辑图编程语言、高级编程语言等几种方式。
2、 梯形图与继电器控制线路图有哪些异同点?
解:
相同点:
两种图的结构类似,采用类似的图形符号。
不同点:
第 1, 继电器线路图为并行工作方式;梯形图为串行工作方式。
第 2, 继电器线路图中常开、常闭接点的数量有限;梯形图中各类软器件用于内部编程的
常开、常闭接点使用次数不受限制。
3、 为什么在梯形图中软器件接点的使用次数不受限制?
解:
因为 PLC 内部调用的常开、常闭触头实质是位元件的电平信号,而内部电子电路采用
的 CMOS RAM 电子电路功耗极小,从而在有限的用户程序容量内其使用次数不受限制。
4、 在梯形图中地址相同的输出继电器重复使用会带来什么结果?
解:
plc 在扫描的时候,最后扫描到的状态就是输出状态,即使你开始的程序中输出为 1,
如果最后的扫描为 0 的话,输出也是零。
5、 FX2 系列 PLC 的基本指令有几条?
各条指令的功能是什么?
写出图 3-92 所示梯形图的语
句表。
解:
基本指令是实现 PLC 基本指令功能即逻辑运算、顺序控制、定时与计数控制的指令系统。
一共 20 条。
各指令的功能见表 3-5 所示。
表 3-5 基本指令功能表
-1-
ORB
两块电路并联(块或)
无
1
MPS(Push)
进栈
无
1
MRD(Read)
读栈
无
1
MPP(Pop)
出栈
无
1
PLS(Palse)
信号上升沿微分输出(一个扫描周期)
Y、M(特殊 M 除外)
2
PLF
信号下降沿微分输出(一个扫描周期)
Y、M(特殊 M 除外)
2
SET
被操作数元件置位并保持
Y、M、S
Y、M 1
S、特殊 M 2
RST(Reset)
被操作数元件复位并保持或清零
Y、M、S
D、V、Z、T、C
Y、M 1
S、T、C、特殊 M 2
D、V、Z、特殊 D 3
PLS
信号上升沿微分输出
Y、M(特殊 M 除外)
2
PLF
信号下降沿微分输出
Y、M(特殊 M 除外)
2
SET
被操作元件置位并保持
Y、M、S
Y、M 1
S、特 M 2
RST
被操作元件复位并保持清零
Y、M、S、D、V、Z、T、C
Y、M 1
S、T、C、特 M 2
D、V、Z、特 D 2
NOP
空操作无动作
无
1
END
程序结束回到第 0 步
无
1
MC N 级号
主控电路块起点
Y、M(除特殊 M)
3
MCR N 级号
主控电路块终点
N(嵌套级号)
2
-2-
6、 FX2 系列 PLC 的步进指令有几条?
各有什么用途?
写出图 3-93 所示状态转移图的等效梯
形图和语句表。
解:
PLC 的步进指令有两条:
STL 步进开始指令,操作元件是状态器 S。
STL 的符号由表示。
SET——设置
一个状态后,则另一个状态复位。
RET 步进结束指令,无操作目标元件,在一系列 STL 后必须使用 RET 表示步进结束。
-3-
-4-
7、 FX2 系列 PLC 的功能指令有多少条?
其用途是什么?
如何计算功能指令块的程序步?
写
-5-
出图 3-94 所示梯形图的语句表。
解:
FX2 的 PLC 功能指令可分为程序流向控制、数据传送与比较、算术与逻辑运算、数据循
环与移位、数据处理、高速处理、方便控制和外部设备通信等 8 种类型共 97 条。
编号为
FNC00~FNC99(其中 FNC87、FNC89、FNC99 不可用)。
通常采用操作码点 1 步,每种 16 位操作数占 2 步,每种 32 位操作数点 4 步的原则来计
算功能指令块的程序占用步数。
8、 设计一个用户程序,当输入条件满足是时,依次将 C0~C9 的当前值转换成 BCD 码送到输
出元件 K4Y0 中,画出梯形图。
(提示:
用一个变址寄存器 Z,首称 0→(Z)每次(C0Z)
→(D0Z),(Z)+1→(Z),当(Z)=9 时,Z 复位从头开始。
解:
9、 设计一个控制交流电动机正转、反转和停止的用户程序,要求从正转运行到反转之间的
-6-
L
COM1
COM2
PLC Y1
FX1S-30MR-001
Y2
N
X0
X1
X2
X3
COM
切换必须有 2S 延时。
解:
L1
L2
L3
QF1
QF2
L1
N
QF1
FU4
FU5
PE
FU1~FU3
KM1
FR
M
KM2
SB1
SB2
SB3
KM1
KM1
KM2
10、FX2 系列 PLC 提供多少个中断源?
中断标号 I866 表示什么意思?
解:
FX2 系列 PLC 提供了 9 个中断点;其中 X0~X5 为 6 个外部中断源入口,3 个内部专用定
时器发出内部中断。
中断标号 I866 表示内部定时中断号为 8,每隔 66ms 就执行一次标号为 I866 后面的中
断服务子程序,并根据 IRET 指令返回。
11、扫描图 3-95 所示梯形图,在什么情况下 M60 状态由 0 到 1?
-7-
解:
BON 是位判别指令,其功能是判断源数第 n 位的状态并将结果存放到目标元件中。
题中
指令是当 M8000 置 1 时(PLC 开机运行程序时),判别源数寄存器 D80 中的第 5 位数的状态,
并把结果存入 M60 中。
当 D80 的第 5 位数是 1 时,M60 状态就会由 0 到 1。
12、图 3-96 是一个条转速测量指令,试问脉冲发生器产生的脉冲由何处输入?
其测周期
T 等于多少?
在扫描该梯形图时 D10~D12 中存放什么内容?
解:
SPD 速度检测指令,指令功能是在源数 S2 设定的时间内,对源数 S1 输入脉冲进行计数,
计数当前值存目标元件 D+1,终值存目标元件 D,当前计数剩余时间存目标元件 D+2。
指令
采用高速计数和中断处理方式,计数脉冲从高速输入端 X0~X5 输入。
题中指令的作用是:
当 M8000 置 1 时,在 30ms 内对 X1 输入的脉冲进行计数。
因此脉冲
是从 X1 处输入,测速周期 T=30ms。
D10 存放的是计数终值,D11 存放的是计数当前值,D12
存放的是计数剩余时间。
13、图 3-97 是一条拨码盘数据输入指令,X10 是源数首址,占用多少个开关量输入?
其
用途是什么?
Y20、D0 是目的操作数首址,各占用几个位元件和字元件?
其用途是什么?
常数 K2 表示什么?
解:
DSW 是一组或两组拨码盘 BCD 码数据输入指令,16 位操作码。
其功能是用来读入一个或
两个数字开关的 BCD 码设定数据。
源操作数 S 只能选用开关量输入 X。
目的操作数 D1 只能
选用 Y。
题中所示指令:
n=2 表示两组数据输入(K=2),X10~X17 共 8 个开关量输入。
Y20~Y23(4 个位元件)依次产生 100ms 选用脉冲,将 X10~X17 输入数据读入 D0~D1 中
(2 个字元件)。
14、图 3-98 是一条 BCD 码数据输出显示指令,D0 是源数首址,占用几个字元件?
其作
用什么?
Y0 是目的操作数首址,占用多少个开关量输出?
它们的作用是什么?
常数 K6
表示什么?
其取值范围是多少?
解:
SEGL 是带锁存七段 BCD 码显示指令,16 位操作指令。
该指令仅适用于晶体管输出方式
的 PLC。
其功能是将一个或两个十进制源数 S 写到一组或两组 4 路扫描的目标输出软元直接
驱动一组或两组七段数码管显示。
指令中的常数 n 取值范围为 0~7。
FX2 系列 PLC 在显示一
组 BCD 码数时,取 n=2,显示两组 BCD 码数时,取 n=6。
题中指令的 n=6 表示显示两组 BCD 数,因此 D0~D7,D10~D13 共计 12 个字元件,用于
存放 BCD 数。
Y0~Y213 共计 12 个开关量输出,用于驱动数码管。
15、图 3-99 所示梯形图中,WDT 指令的作用是什么?
在什么情况下必须使用该指令?
在
扫描该梯形图时,为什么会造成死循环?
解:
WDT/WDT(P)(FNC07)是 PLC 的刷新警戒定时器指令。
警戒定时器是一个专用监视定时
器,其设定值存放在专用数据寄存器 D8000 中,默认值为 100ms,其计时单位为 ms。
在不执
行 WDT 指令时每次扫描到 END 或 FEND 指令,就刷新警戒定时器当前值,当程序扫描周期超
过 100ms 或专门设定值时,其逻辑线圈被接通,CPU 立即停止扫描用户程序,切断所有输出
并发出报警显示信号。
当程序的扫描周期大于 100ms,需要使用此指令避免错误。
PLC 在开机运行时,M8000 就处于置 1 状态,执行 WDT 指令,T100 开骀计时工作,10S
-8-
输入信号
输入点
输出信号
输出点
吸盘左限行程开关 SQ1
X1
机械手左行电磁阀控制继电器 KA1
Y1
吸盘下限行程开关 SQ2
X2
机械手下行电磁阀控制继电器 KA2
Y2
吸盘上限行程开关 SQ3
X3
机械手上行电磁阀控制继电器 KA3
Y3
小球右限行程开关 SQ4
X4
机械手右行电磁阀控制继电器 KA4
Y4
大球右限行程开关 SQ5
X5
机械手夹紧与放松(抓放大球)
电磁阀控制继电器 KA5
Y5
启动按钮 SB1
X6
电磁吸盘控制接触器 KM1
Y6
停止按钮 SB2
X7
后 T100 常开触头闭合,常闭触头断开,程序不会跳转到 P10 处执行 WDT 指令。
但是,由于
定时器 T100 的当前值须在扫描 END 或 FEN 指令时才会被刷新,而扫描梯形图时由于定时器
T100 当前值不会被刷新,始终为 0 其逻辑线圈不可能接通,造成 T0 常闭触头闭合,程序运
行返回 P10 处。
这样就构成死循环。
16、试设计一个控制拣球机械手动作的用户程序。
其控制要求是:
当吸盘在初始原位时
(左上方左限 SQ1 上限 SQ3 受压),按下起动按钮 SB1,机械手按如下顺序将大球或小球
分别自动放入各自的箱件内:
原位
SQ1+SQ3+
SB1±
左限
下行
SQ1+
左行
大于下行
全程时间
小球下限受
压SQ2+吸盘
通电
延时
1S
大球下限不
受压SQ2-抓
大球
延时
1S
吸盘
断电
上限
SQ3+
上行
放大
球
下限
SQ2+
下行
上行
上限
SQ3+
小球右
限SQ4+
大球右
限SQ5+
右行
如此循环,若按下停止按钮 SB2,待一个循环结束,机械手在原位停止运行。
解:
机械手的上、下、左、右行、夹紧与放松由气动电磁阀或液压电磁阀控制。
设计步骤分
为三步,第一步分配 I/O 点数,第三步控制电路设计,须有必要的短路保护和联锁保护。
第
三步程序设计,采用 SFC 编程。
第一步,I/O 点数分配
-9-
第二步,控制电路设计
L1
L2
QF1 FU1~FU2
KM1
KA1
KA2
KA3
KA4
KA5
YH
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
PE
YH:
电磁吸盘的电磁线圈;YV 电磁阀的电磁线圈。
L1
N
QF2
FU3
FU4
L
N
COM1
COM2
SQ1
SQ2
SQ3
SQ4
SQ5
SB1
SB2
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
COM
PLC
FX1S-30MR
COM3
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
KA4
KA3
KA2
KA1
KM1
KA1
KA2
KA3
KA4
KA5
Y6
KA5
KM1
- 10 -
第三步,PLC 程序设计
M8002
S0
X1
X3
X6
Y3
下行
T1
S21
Y2
T1 K10
X2X2
Y5
抓小
球
Y6
Y5
T2T3
T2K10
Y2
T3
K10
上行 S24
Y3
X3
Y1
右行 S25
X4X5
Y3
下行 S26
Y4
Y2
X2
Y6Y5
S27RST Y6S28RST Y5
Y6Y5
Y2
上行 S28
Y3
X3
Y4
左行 S29
Y1
X7
X2
- 11 -
输入信号
输入点
输出信号
输出点
产品检验信号开关 ST1
X1
机械手伸出电磁阀控制继电器 KA1
Y1
产品检验信号开关 ST2
X2
机械手夹紧电磁阀控制继电器 KA2
Y2
B 点行程开关 SQ1
X3
机械手旋转电磁阀控制继电器 KA3
Y3
C 点行程开关 SQ2
X4
机械手缩回电磁阀控制继电器 KA4
Y4
启动按钮 SB1
X5
机械手放松电磁阀控制继电器 KA5
Y5
停止按钮 SB2
X6
电机运行控制交流接触器 KM1
Y6
17、有一条 PLC 控制的产品检验传输线,当产品传送到 A 点,光电开关 ST1 发出信号并
由 ST2 检查产品合格与否。
若 ST1=1,ST2=1 为合格产品,传送带继续将产品送到前面 C
点停止运行。
由 2 号机械手将合格产品放入成品箱内(设计中不包含该机械手的控制)。
若 ST=1,ST2=0 则为次品,传送带运行到 B 点停止运行,由 1 号机械手将次品放入次品
箱内。
机械手的动作顺序是:
伸出(1S)→夹紧(1S)→旋转(1S)→放松(1S)→缩
回(1S)→旋转(1S)→原位等待。
机械手一旦复位经 1S 延时,传送带自动起动运行。
机械手的动作由液压电磁阀(均为单向阀)控制(线圈得电动作,失电复位)。
起动停止
运行由面板上的按钮控制。
试设计其用户程序。
(修改)
解:
设计步骤分为三步,第一步分配 I/O 点数,第三步控制电路设计,须有必要的短路保护
和联锁保护。
第三步程序设计,采用 SFC 编程。
第一步,I/O 点数分配
第二步,控制电路设计
L1
N
QF2
FU4
FU5
L
N
COM1
COM2
SQ1
SQ2
ST1
ST2
SB1
SB2
X1
X2
X3
X4
X5
X6
COM
PLC
FX1S-30MR
COM3
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
KA4
KA2
KA1
KA5
KA1
KA2
KA3
KA4
KA5
KM1
Y6
- 12 -
L1
L2
L3
QF1 FU1~FU3
KM1
KA1
KA2
KA3
KA4
KA5
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
PE
M
第三步,PLC 程序设计
M8002
S0
X5
传送带
前行
S21
Y6
X1
X2X2
B点 X3
传送带 S22
停止
RST Y6
C点 X4
传送带 S23
停止
RST Y6
Y6Y6
成品
伸出处理
T1
T1 K10
Y5
调用2号
CALL PX 机械手
子程序
机械手 S26
夹紧
T2
机械手 S27
旋转
T3
Y2
T2 K10
Y3
T3 K10
Y2
机械手 S28
放松
T4
Y5
T4 K10
Y1
机械手 S29
缩回
T5
Y4
T5
K10
机械手 S30
旋转
T6
Y2
T6
K10
延时1S S31
T7
K10
X6
T7
- 13 -
18、试设计一个用户程序,要求按下起动按钮后,(Y0~Y47)40 个输出中每次有 2 个为
1,每隔 6S 变化 1 次,即先是 Y0、Y1 为 1,6S 切换成 Y2、Y3 为 1(Y0、Y1 变为 0),依
次类推,直至 Y46、Y47 为 1,6S 后从到开始,循环 100 次后自动停止运行。
要求分别采
用基本指令、步进指令和功能指令等不同方法设计。
(考虑不采用功能指令编程,程序很
长,为了节省时间。
题目内容改为:
输出 Y0~Y5,循环次数为 3 次。
增加一个停止按钮,
按下停止按钮后,待本次循环结束后停止运行。
其它不变。
)
解:
第一步,I/O 点分配。
启动按钮 SB1:
X1,停止按钮:
X2。
第二步,程序设计。
采用基本指令:
- 14 -
采用步进指令:
- 15 -
采用功能指令(改为输出 Y0~Y15):
- 16 -
19、FX 系列 PLC 的 X6 端输入一个脉冲宽度为 400uS 的引导脉冲,X2、X3 与被主脉冲相
接。
试设计一个测量主脉冲宽度的用户程序,同时要求将测得主脉冲宽度存 D0 中(测量
精度为±0.1ms)。
解:
X10 外接启动按钮,M8099 为 0.1ms 脉冲计数器启动信号,D8099 为 0.1ms 脉冲循环计
数当前值,M2,M3 为中断标志。
- 17 -
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- 工厂 电气控制 技术 第三 习题 参考答案