1PLC有哪些主要特点.docx

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1PLC有哪些主要特点

习题一

1．PLC有哪些主要特点？

2．当前PLC的发展趋势如何？

3．PLC的基本结构如何？

试阐述其基本工作原理。

4．PLC主要有哪些技术指标？

5．PLC常用的是什么编程语言？

习题二

1．三菱FX系列PLC有哪些基本机型？

各有何特点？

2．三菱FX系列PLC是如何命名的？

3．分别叙述三菱FX系列FX0S、FX0N和FX2NPLC的基本特征。

习题三

1．填空

（1）外部的输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点，常闭触点。

（2）若梯形图中输出继电器的线圈“通电”，对应的输出映像寄存器为状态，在输出处理阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈，其常开触点，外部负载。

（3）定时器的线圈时开始定时，定时时间到时其常开触点，常闭触点。

（4）通用定时器的时被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值等于。

（5）计数器的复位输入电路、计数输入电路时，计数器的当前值加1。

计数当前值等于设定值时，其常开触点，常闭触点。

再来计数脉冲时当前值。

复位输入电路时，计数器被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值等于。

（6）OUT指令不能用于继电器。

（7）是初始化脉冲，当时，它ON一个扫描周期。

当可编程序控制器处于RUN状态时，M8000一直为。

（8）与主控触点下端相连的常闭触点应使用指令。

（9）编程元件中只有和的元件号采用八进制数。

2．写出图3.26所示梯形图的指令表程序。

图3.26习题2图

3．写出图3.27所示梯形图的指令表程序。

图3.27习题3图

4．画出下面的指令程序对应的梯形图。

LDX0

ORIX1

ANIX3

LDT1

ANDM4

ORB

LDIX2

ANDX4

ORX5

ANB

ORIM7

OUTY0

ANIM102

OUTM10

ANIX5

OUTM105

5．画出下面的指令程序对应的梯形图。

LDM12

ORIX1

LDT1

ANIY1

LDX2

ANDX3

ORB

ANB

ORM110

OUTY5

ANIX5

ANDX6

OUTT6

K40

6．某抢答比赛，儿童三人参赛且其中任一人按钮可抢得，学生一人组队。

教授二人参加比赛且二人同时按钮才能抢得。

主持人宣布开始后方可按抢答按钮。

主持人台设复位按钮，抢答及违例由各分台灯指示。

有人抢得时有幸运彩球转动，违例时有警报声。

设计抢答器电路。

7．设计一个节日礼花弹引爆程序。

礼花弹用电阻点火引爆器引爆。

为了实现自动引爆，以减轻工作人员频繁操作的负担，保证安全，提高动作的准确性，今采用PLC控制，要求编制以下两种控制程序。

⑴1~12个礼花弹，每个引爆间隔为0.1S。

13~14个礼花弹，每个引爆间隔为0.2S。

⑵1~6个礼花弹引爆间隔0.1S，引爆完后停10S，接着7~12个礼花弹引爆，间隔0.1S，引爆完后又停10S，接着13~18个礼花弹引爆，间隔0.1S，引爆完后再停10S，接着19~24个礼花弹引爆，间隔0.1S。

引爆用一个引爆启动开关控制。

8．某大厦欲统计进出大厦内的人数，在惟一的门廓里设置了两个光电检测器，如图3.28（a）所示，当有人进出时不会遮住光信号，检测器就会输出“1”状态信号。

光不被遮住时，信号为“0”。

两个检测信号A和B变化的顺序将能确定人走动的方向：

图3.28习题8图

设以检测器A为基准，当检测器A的光信号被人遮住时，检测器B发出上升沿信号时，就可以认为有人进入大厦，如果此时B发出下降沿信号则可认为有人走出大厦，如图3.28（b）所示。

当检测器A和B都检测到信号时,计数器只能减少一个数字;当检测器A或B只有其中一个检测到信号时，不能认为有人出入。

或者在一个检测器状态不改变时，另下个检测器的状态连续变化几次，也不能认为有人出入了大厦，如图3.28（c）所示，相当于没有人进入大厦。

用PLC实现上述控制要求，设计一段程序，统计出大厦内现有人数，达到限定人数（例如500人）时发出报警信号。

习题四

1．说明状态编程思想的特点及适用场合。

2．使用状态法设计第二章讨论过的十字路口交通灯的程序。

3．在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此，要采取措施对盐碱进行分离。

分离过程为一个顺序循环工作过程，共分6个工序，靠进料阀、洗盐阀、化盐阀、升刀阀、母液阀、熟盐水阀6个电磁阀完成上述过程，各阀的动作如表所示。

当系统启动时，首先进料，5s后甩料，延时5s后洗盐，5s后升刀，再延时5s后间歇，间歇时间为5s，之后重复进料、甩料、洗盐、升刀、间歇工序，重复8次后进行清洗，20s后再进料，这样为一个周期。

请设计其状态转移图。

动作如表4.3所示。

表4.3习题3表

电磁阀序号

步骤

名称

进料

甩料

洗盐

升刀

间歇

清洗

1

进料阀

+

-

-

-

-

-

2

洗盐阀

-

-

+

-

-

+

3

化盐阀

-

-

-

+

-

-

4

升刀阀

-

-

-

+

-

-

5

母液阀

+

+

+

+

+

-

6

熟盐水阀

-

-

-

-

-

+

注：

表中的“+”表示电磁阀得电，“—”表示电磁阀失电。

4．某注塑机，用于热塑性塑料的成型加工。

它借助于8个电磁阀YVl-YV8完成注塑各工序。

若注塑模在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1、YV3将模子关闭，限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，此时由YV2、YV8控制射台前进，准备射入热塑料，限位开关SQ3动作后表示射台到位，YV3、YV7动作开始注塑，延时10s后YV7、YV8动作进行保压，保压5s后，由YV1、YV7执行预塑，等加料限位开关SQ4动作后由YV6执行射台的后退，限位开关SQ5动作后停止后退，由了YV2、YV4执行开模，限位开关SQ6动作后开模完成，YV3、YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出，顶针终止限位SQ7动作后，YV4、YV5使顶针后退，顶针后退限位SQ8动作后，动作结束，完成一个工作循环，等待下一次启动。

编制控制程序。

5．冲床运动的示意图如图4.19所示。

在初始状态时机械手在最左边，X4为ON。

冲头在最上面，X3为ON。

机械手松开（Y0为OFF）。

按下起动按钮X0，Y0变为ON，工件被夹紧并保持，2s后Y1变为ON，机械手右行，直到碰到Xl，以后将顺序完成以下动作：

冲头下行，冲头上行，机械手左行，机械手松开，系统最后返回初始状态，各限位开关提供的信号是相应步之间的转换条件。

画出控制系统的顺序功能图。

图4.19习题5图

6．初始状态时某压力机的冲压头停在上面，限位开关X2为ON，按下起动按钮X0，输出继电器Y0控制的电磁阀线圈通电，冲压头下行。

压到工件后压力升高，压力继电器动作，使输入继电器Xl变为ON，用T0保压延时5s后，Y0OFF，Y1ON，上行电磁阀线圈通电，冲压头上行。

返回到初始位置时碰到限位开关X2，系统回到初始状态，Y10FF，冲压头停止上行。

画出控制系统的顺序功能图。

7．按下起动按钮X0，某加热炉送料系统控制Y0~Y3，依次完成开炉门、推料、推料机返回和关炉门几个动作，Xl~X4分别是各动作结束的限位开关，画出控制系统的顺序功能图。

8．某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔，如图4.20所示。

操作人员放好工件后，按下起动按钮X0，Y0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器Xl为ON，Y1和Y3使两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关X2和X4设定的深度时，Y2和Y4使两只钻头同时上行，升到由限位开关X3和X5设定的起始位置时停止上行。

两个都到位后，Y5使工件旋转60º，旋转到位时X6为ON，同时设定值为3的计数器C0的当前值加1，旋转结束后又开始钻第二对孔。

3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，Y6使工件松开，松开到位时，限位开关X7为ON，系统返回初始状态。

画出可编程序控制器的外部接线图和控制系统的顺序功能图。

图4.20习题8图

9．有一选择性分支状态转移图如图4.21所示，请对其进行编程。

图4.21习题9图

10．有一并行分支状态转移图如图4.22所示。

请对其进行编程。

图4.22习题10图

11．有一状态转移图如图4.23所示。

请对其进行编程。

图4.23习题11图

习题五

1．什么是功能指令?

有何作用?

2．什么叫“位”软元件?

什么叫“字”软元件?

有什么区别?

3．数据寄存器有哪些类型?

具有什么特点?

试简要说明。

4．32位数据寄存器如何组成?

5．什么是变址寄存器?

有什么作用?

试举例说明。

6．指针为何种类型软元件?

有什么作用?

试举例说明。

7．位软元件如何组成字软元件?

试举例说明。

8．试问如下软元件为何类型软元件?

由几位组成?

X1、D20、S20、K4X0、V2、X10、K2Y0、M19

9．功能指令在梯形图中采用怎样的结构表达形式?

有什么优点?

10．功能指令有哪些使用要素?

叙述它们的使用意义?

11．在图5.126所示的功能指令表示形式中，“X0'’、“（D）”、“（P）”、“D10'’、“D14'’分别表示什么?

该指令有什么功能?

程序为几步?

图5.126功能指令表示形式

12．FX系列PLC中有几类功能指令?

大致用于哪些场合?

13．FX2系列PLC数据传送比较指令有哪些?

简述这些指令的编号、功能、操作数范围等。

14．用CMP指令实现下面功能：

X000为脉冲输入，当脉冲数大于5时，Y1为ON。

反之，Y0为ON。

编写此梯形图。

15．三电机相隔5s起动，各运行10s停止，循环往复。

使用传送比较指令完成控制要求。

16．试用比较指令，设计一密码锁控制电路。

密码锁为四键，若按H65对后2s，开照明。

按H87对后3s，开空调。

17．设计一台计时精确到秒的闹钟，每天早上6点提醒你按时起床。

18．用传送与比较指令作简易四层升降机的自动控制。

要求：

①只有在升降机停止时，才能呼叫升降机。

②只能接受一层呼叫信号，先按者优先，后按者无效。

③上升或下降或停止自动判别。

19．FX2系列PLC数据处理指令有哪几类?

各类有几条指令?

简述这些指令的编号、功能、操作数范围等。

20．FX2系列的移位指令与Fl、F2系列PLC中的位移指令SFT有什么异同?

能否替代?

如何替代?

试举例说明。

21．用拨动开关构成二进制数输入与BCD数字开关输入BCD数字有什么区别?

应注意哪些问题?

22．试编写一个数字钟的程序。

要求有时、分、秒的输出显示，应有起动、清除功能。

进一步可考虑时间调整功能。

23．试用SFTL位左移指令构成移位寄存器，实现广告牌字的闪耀控制。

用HLl～HL4四灯分别照亮“欢迎光临”四个字。

其控制流程要求参见表5.88。

每步间隔1s。

24．如何用双按钮控制5台电动机的ON／OFF。

25．试用DECO指令实现某喷水池花式喷水控制。

第一组喷嘴4s→第二组喷嘴2s→第三组喷嘴2s→均停1s→重复上述过程。

表5.88广告牌字闪耀流程

步序

1

2

3

4

5

6

7

8

HL1

X

X

X

HL2

X

X

X

HL3

X

X

X

HL4

X

X

X

26．跳转发生后，CPU还是否对被跳转指令跨越的程序段逐行扫描，逐行执行。

被跨越的程序中的输出继电器、定时器及计数器的工作状态怎样?

27．某报时器有春冬季和夏季二套报时程序。

请设计二种程序结构，安排这二套程序。

28．试比较中断子程序和普通子程序的异同点。

29．FX2系列可编程控制器有哪些中断源?

如何使用?

这些中断源所引出的中断在程序中如何表示?

30．某化工设备设有外应急信号，用以封锁全部输出口，以保证设备的安全。

试用中断方法设计相关梯形图。

31．设计一个时间中断子程序，每20ms读取输人口K2X0数据一次，每1s计算一次平均值，并送D100存储。

32．某化工设备需每分钟纪录一次温度值，温度经传感变换后以脉冲列给出，试构造相关设备安排及编绘梯形图程序。

33．现用三位7段数码关动态显示二组数字，使用机外译码电路方式，试编绘相关梯形图。

习题六

1．S7-200系列PLC系统是由哪些部分组成的？

请画出S7-200系列PLC系统构成框图。

2．S7-200系列PLC是如何命名的？

目前S7-200主要流行的有哪几种基本配置？

3．S7-200PLC有何特点？

它可以应用于哪些领域？

4．S7系列PLC主要有哪些技术性能？

5．请说明S7-200系列PLC扩展配置的约束条件。

6．S7-200PLC有哪些存储器空间？

7．S7-200系列PLC是如何进行数据存储器寻址的？

习题七

1．S7-200系列PLC共有几种分辨率定时器？

刷新方法有何不同？

对它们执行复位指令后，它们的当前值和位的状态是什么？

2．S7-200系列PLC共有几种类型的计数器？

对它们执行复位指令后，它们的当前值和位的状态是什么？

3．试设计一个灯光闪烁电路。

当输入I0.0有效时，要求产生一个2S通、1S断的闪烁信号，通过Q0.0输出。

4．S7-200系列PLC的一个计数器的最大计数值为32767。

当要求计数达300000时，如何计数？

试设计相应计数功能的梯形图，并写出对应的语句表。

5．设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图。

控制要求：

①开机时首先起动引风机，10秒后自动起动鼓风机。

②停止时，立即关断鼓风机，经20秒后自动关断引风机。

6．理解S7-200PLC的程序设计和继电接触式控制系统电气原理图的区别。

7．写出图7.30所示梯形图的语句表。

图7.30习题7梯形图

8．写出图7.31所示梯形图的语句表。

9．试设计一个30h40min的长延时电路程序。

10．试设计一个照明灯的控制程序。

当按下接在I0.0上的按钮后，接在Q0.0上的照明灯可发光30s，如果在这段时间内又有人按下按钮，则时间间隔从头开始。

这样可确保在最后一次按完按钮后，灯光维持30s。

图7.31习题8梯形图

11．设计一个抢答器电路程序。

出提人提出问题，3个答题人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号灯亮，然后出题人按动复位按钮后，引出下一个问题。

12．多个传送带启动和停止示意如图7.32所示。

初始状态为各个电机都处于停止状态。

按下启动按钮后，电机M1通电运行，行程开关SQ1有效后，电机M2通电运行，行程开关SQ2有效后，M1断电停止。

其他传动带动作类推。

整个系统循环工作。

按停止按钮后，系统把目前的工作进行后停止在初始状态。

试设计其梯形图并写出语句表。

图7.32多个传送带控制示意图

习题八

1．设计出如图8.22所示波形对应的顺序功能图。

图8.22习题1图图8.23习题2图

2．设计出如图8.23所示的顺序功能图的梯形图程序，T37的设定值为5s。

3．用SCR指令设计如图8.24所示的顺序功能图的梯形图程序。

4．设计出如图8.25所示的顺序功能图的梯形图程序。

图8.26习题5图

图8.24习题3图图8.25习题4图

5．冲床的运动示意参见图8.26所示。

初始状态时机械手在最左边，IO.4为ON；冲头在最上面，IO.3为ON；机械手松开（Q0.0为OFF）。

按下启动按钮IO.0，Q0.0变为ON，工件被夹紧并保持。

2s后Q0.1变为ON，机械手右行，直到IO.1，以后将顺序完成以下动作：

冲头下行，冲头上行，机械手左行，机械手松开（Q0.0被复位），延时2s后，系统返回初始状态。

各限位开关提供的信号是相应步之间的转换条件。

画出控制系统的顺序功能图。

6．小车在初始状态时停在中间，限位开关IO.0为ON，按下启动按钮IO.3，小车按图8.27所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置，画出控制系统的顺序功能图。

图8.27习题.6图图8.28习题7图

7．某组合机床动力头进给运动示意图和输入输出信号时序图如图8.28所示，设动力头在初始状态时停在左边，限位开关IO.1为ON。

按下启动按钮IO.0后，Q0.0和Q0.2为1，动力头向右快速进给（简称快进），碰到限位开关IO.2后变为工作进给（简称工进），Q0.0为1，碰到限位开关IO.3后，暂停5s,5s后Q0.2和Q0.1为1，工作台快速退回（简称快退），返回初始位置后停止运动。

画出控制系统的顺序功能图。

8．试画出如图8.29所示信号灯控制系统的顺序功能图，IO.0为启动信号。

9．如图8.30所示中的两条运输带顺序相连，按下起动按钮，2号运输带开始运行，10s后1号运输带自动起动。

停机的顺序与起动的顺序刚好相反，间隔时间为8s，画出顺序功能图，设计出梯形图程序。

图8.29习题8图图8.30习题9图

图8.31习题10

10．某专用钻床用来加工原盘状零件上均匀分布的6个孔（如图8.31所示）。

操作人员放好工件后，按下起动按钮IO.0，Q0.0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器IO.1为ON，Q0.1和Q0.3使两只钻头同时开始工作，分别钻到由限位开关IO.2和IO.4设定的深度时，Q0.2和Q0.4使两只钻头分别上行，升到由限位开关IO.3和IO.5设定的起始位置时分别停止上行，设定值为3的计数器C0的当前值加1，两个都上升到位后，若没有钻完3对孔，C0的常闭触电闭合，Q0.5使工件旋转120°。

旋转到位时限位开关IO.6为ON，旋转结束后又开始钻第2对孔。

3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，C0的常开触电闭合，Q0.6使工作松开，松开到位时，限位开关IO.7为ON，系统返回初始状态。

画出可编程序控制器的外部接线图和控制系统的顺序功能图。

11．小车开始停在左边，限位开关IO.0为1状态。

按下起动按钮后，小车按图8.32所示运行，最后停在最左边，画出顺序功能图和梯形图。

图8.32习题11图图8.33习题12图

12．设计出如图8.33所示的顺序功能图的梯形图程序。

13．设计出如图8.34所示的顺序功能图的梯形图程序。

图8.34习题13图

习题九

1．利用电气原理图、PLC一般指令和功能图指令三种方法分别设计“三台电动机顺序启动/反序停止”的控制，试比较它们的设计原理、方法和结果的异同。

习题十

1．FX-232ADP和FX-232AW通讯模块在功能上有何区别?

如何使用?

2．利用串行通讯指令将数据寄存器D20～D29中的数据按16位通讯模式传送出去，并将接收来的数据转存在D100～D109中，然后将D100中的数据与20比较，当数值相等时使Y0置ON。

3．两台并联运行的PLC，将从站X20～X27的信号传送到主站。

主站接受到信号后，当信号全部为ON时，主站向从站发出命令，置M820为ON。

试分别编写主站和从站的梯形图程序。

4．X-232AW接口单元在通用计算机与FX2系列PLC连接通讯过程中起到什么作用?

编程软件SWOPC—FXGP/WIN－C具有哪些功能?

5．PLC网络系统的基本结构形式有几种?

网络的信息通讯方式是如何进行的?

6．MELSECNET网络有何特点?

习题十一

1．PLC系统设计时应遵循哪些基本原则？

2．试阐述PLC系统设计的步骤。

3．如何进行PLC内存容量的估算？

4．PLC在安装和维护时应注意的问题?

5．设计一深钻二次进给的PLC控制方案。

动作要求：

（1）工作时，主轴带动钻头在固定位置旋转。

（2）加工时，滑台带动工件以液压驱动实现进给运动。

工作循环：

滑台由A点开始快进到B点，从B点工进到C点，然后从C点快退到B点，之后又从B点工进到D点，钻孔深度达到要求，停留2秒后，滑台快速退回到A点。

①画出功能流程图，可实现自动、半自动和手动控制，并可实现在PLC运行方式下的自由切换。

②将功能流程图转换为梯形图。

③写出系统的程序（语句表）。