FX-2N課后習(xí)題參考答案 2.doc

PLC應(yīng)用基礎(chǔ)（三菱FX2N）習(xí)題參考答案第1章1.1987年國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee，IEC)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC作了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”2. PLC采用串行的工作方式，繼電器控制采用并行的工作方式。3. （1）早期的PLC(60年代末70年代中期)早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易懂、便于安裝、體積小、能耗低、有故障指示和能重復(fù)使用等。2中期的PLC(70年代中期80年代中、后期)PLC的功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊及各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器。3近期的PLC(80年代中、后期至今)超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的性能普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟硬件功能發(fā)生了巨大變化。4. （1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)（3）編程語言易學(xué)易用（4）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，容易改造（5）體積小，重量輕，能耗低5.（1）. 開關(guān)量的邏輯控制（2）. 模擬量控制（3）. 運(yùn)動(dòng)控制（4）. 過程控制（5）. 數(shù)據(jù)處理（6）. 通信及聯(lián)網(wǎng)6. （1）中央處理單元中央處理單元是PLC的核心部分，是系統(tǒng)的控制中樞，起著總指揮的作用。（2）存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器主要是用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作數(shù)據(jù)等信息。（3）輸入/輸出單元輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。PLC通過輸入單元把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的狀態(tài)、信息讀入，通過用戶程序的運(yùn)算和操作，再把結(jié)果通過輸出單元輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)控制目的。（4）電源PLC配有開關(guān)電源，以供內(nèi)部電路使用。（5）編程裝置編程裝置的作用是用于編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。（6）通信接口PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機(jī)、其它PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。（7）智能接口模塊能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它具有獨(dú)立的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口。（8）其它外部設(shè)備除了以上所述的部件和設(shè)備外，PLC還有許多外部設(shè)備，如EPROM寫入器、外存儲(chǔ)器、人/機(jī)接口裝置等。7. 在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作，歸納起來其主要有以下幾個(gè)方面功能：1）接收、存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等。3）通過輸入接口接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。4）從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過解釋后執(zhí)行。5）根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，通過輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。PLC中所配置的CPU隨機(jī)型不同而不同，主要有三類：通用微處理器（如Z80、8086、80286等）、單片微處理器（如8031、8096等）和位片式微處理器（如AMD29W等）。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC大多采用高速位片式微處理器。8. （1）繼電器輸出型（2）晶體管輸出型（3）雙向晶閘管輸出型其中，繼電器輸出接口可驅(qū)動(dòng)交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，動(dòng)作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。9.串行循環(huán)掃描的工作方式。用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時(shí)，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。這種工作方式穩(wěn)定，但會(huì)有一定滯后。10. 梯形圖編程語言、指令表編程語言、順序功能圖編程語言、功能模塊圖編程語言和結(jié)構(gòu)化語句編程語言。11. FX2N是FX系列PLC中功能最強(qiáng)、速度最高的微型PLC。它的基本指令執(zhí)行速度高達(dá)0.08s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過很多大型PLC，用戶儲(chǔ)存的容量可擴(kuò)展到16K步，最大可擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)，有模擬量輸入/輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、脈沖輸出模塊、位置定位模塊、多種RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模塊或擴(kuò)展板，以及模擬定時(shí)器功能擴(kuò)展板。使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制、位置控制以及聯(lián)網(wǎng)通信等功能。FX2N系列PLC有3000多點(diǎn)輔助寄存器、1000多點(diǎn)狀態(tài)、200多點(diǎn)定時(shí)器、200點(diǎn)16位加計(jì)數(shù)器、30多點(diǎn)32位加減計(jì)數(shù)器、800多點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器、128點(diǎn)跳步指針和15點(diǎn)中斷指針。FX2N系列PLC除了具有基本的邏輯控制指令外，還具有128種應(yīng)用指令，具有中斷輸入處理、修改輸入濾波時(shí)間常數(shù)、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)排序、PID運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、脈沖輸出、脈寬調(diào)制、BCD與BIN碼轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳送等。12. PLC經(jīng)過幾十年發(fā)展，已廣泛應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)乃至人們的日常生活等各個(gè)方面。PLC已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。目前PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價(jià)格。PLC的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）開放和基于工業(yè)PC控制（2）Ethernet的擴(kuò)展與進(jìn)一步容納Web技術(shù)（3）過程控制應(yīng)用（4）冗余特性（5）硬件與軟件（6）適合PLC應(yīng)用的智能I/O模塊第2章1. M8000 PLC運(yùn)行時(shí)接通，可用于運(yùn)行監(jiān)控；M8002 僅在PLC運(yùn)行的第一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)脈沖（初始脈沖），可用于初始化處理；M8012 產(chǎn)生100ms的時(shí)鐘脈沖；M8013 產(chǎn)生1s的時(shí)鐘脈沖；M8033 PLC運(yùn)行停止時(shí)保持輸出；M8034 輸出全部禁止。2. LD X0MPSLD X1OR Y0ANBANI Y1OUT Y0MPPLD X2OR Y1ANBANI Y0OUT Y1LD X0ANI X1LDI X2AND X3ORBLD X4AND X5OR Y0ANB OUT Y0（1） （3）LD X0OR Y0ANI X1MPSAND X2OUT Y0MPPLD X3OR Y1ANB ANI X4MPSAND Y0OUT Y1MPPLD X5AND Y1LD Y2ANI X6ANBOUT Y2（2） （4）LDI X0AND X1ORI X2LDI X3AND X4ORBLD X5AND X6ORI X7ANBOUT Y0 （4）多重輸出指令應(yīng)用3. （a）（b）(b)種寫法較合理。4. (1)圖延時(shí)時(shí)間為21s (2)圖延時(shí)時(shí)間為180s5. 6. X0為低速啟動(dòng)按鈕，X1為高速啟動(dòng)按鈕，X2為停止按鈕，Y0為低速運(yùn)轉(zhuǎn)線圈，Y1為高速運(yùn)轉(zhuǎn)線圈。7. 其中，X0為啟動(dòng)按鈕，X1為停止按鈕，X2為復(fù)位按鈕；Y0為油泵電動(dòng)機(jī)，Y1為主軸電動(dòng)機(jī)。8. 9. 輸入輸出說明：輸入輸出啟動(dòng)按鈕X0小車右行Y0SQ1X1小車左行Y1SQ2X2SQ3X3停止按鈕X410.X0為啟動(dòng)按鈕，X1為停止按鈕，X2為復(fù)位按鈕；Y0Y4分別對(duì)應(yīng)四臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1M4。11. 12. I/O分配表：輸入輸出啟動(dòng)按鈕SB2X2主接觸器KMY1停止按鈕SB1X1星形連接接觸器KMYY2三角形連接接觸器KMY3梯形圖：第4章1. 說明狀態(tài)編程思想的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。狀態(tài)編程思想特點(diǎn)如下：（1）復(fù)雜的控制任務(wù)分解成了若干個(gè)工序，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。（2）工序任務(wù)明確且具體，方便局部編程。（3）可讀性強(qiáng)，容易理解，能清晰反映整個(gè)工藝流程。適用于順序控制場(chǎng)合，尤其是機(jī)械控制領(lǐng)域。2. 3. 輸入輸出SBX0YV1Y1SQ1X1YV2Y2SQ2X2YV3Y3SQ3X3YV4Y4SQ4X4YV5Y5SQ5X5YV6Y6SQ6X6YV7Y7SQ7X7YV8Y10SQ8X104. 繪出圖4-38和圖4-39對(duì)應(yīng)的狀態(tài)梯形圖并對(duì)其進(jìn)行編程（1）（2）5. 輸入輸出分配：輸入輸出SBX0YV1Y1SQ1X1TV2Y2SQ2X2YV3Y3SQ3X3梯形圖：6. 第5章1.選擇題（1）C；（2）C；（3）B；（4）A；（5）C；（6）D；（7）D；（8）D；（9）A；（10）C。2. 操作數(shù)K2Y10表示幾組位元件？由哪些軟元件組成的幾位數(shù)據(jù)？答：2組，由Y10Y17組成的8位數(shù)據(jù)。3. 什么是應(yīng)用指令中的連續(xù)執(zhí)行和脈沖執(zhí)行方式？答：脈沖執(zhí)行方式是指在執(zhí)行條件滿足時(shí)僅執(zhí)行一個(gè)掃描周期；而連續(xù)執(zhí)行方式是指在執(zhí)行條件滿足的每個(gè)掃描周期都要被執(zhí)行。4. 結(jié)果為：Y2=15. 用X0控制8個(gè)彩燈Y0Y7的移位，控制要求：每隔1s移一位，用X1控制左移或右移，用MOV指令將彩燈的初值設(shè)定為十六進(jìn)制數(shù)H0F（Y3Y0為1），設(shè)計(jì)出梯形圖程序。題5圖6. 用應(yīng)用指令改變計(jì)數(shù)器C0的設(shè)定值，當(dāng)X1X0=00時(shí)，設(shè)定值為20；當(dāng)X1X0=01時(shí)，設(shè)定值為30；當(dāng)X1X0=10時(shí)，設(shè)定值為40；當(dāng)X1X0=11時(shí)，設(shè)定值為50。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定值時(shí)Y0得電。7. 根據(jù)控制要求畫梯形圖，并寫出程序。1）當(dāng)X0=1時(shí)，將一個(gè)BCD數(shù)123456存放在數(shù)據(jù)寄存器中。2）當(dāng)X1=1時(shí)，將K2X0表示的BCD數(shù)存放到數(shù)據(jù)寄存器中。3）當(dāng)X2=1時(shí)，將K0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0D10中。8. 用ALT指令設(shè)計(jì)用按鈕X0控制Y0的電路，實(shí)現(xiàn)用X0輸入4個(gè)脈沖，從Y0輸出一個(gè)脈沖。題8圖第6章1.選擇題(1）D(2)C(3)(4)C(5)A2.簡(jiǎn)答題（1）答：FX2N系列PLC特殊功能模塊有：模擬量輸入/輸出模塊；高速計(jì)數(shù)模塊；脈沖定位模塊；旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)模塊；通信接口模塊；人機(jī)界面GOT。例如：模擬量輸入模塊FX2N-4AD、模擬量輸出模塊FX2N-2DA、高速計(jì)數(shù)模塊FX2N-1HC和脈沖輸出模塊FX2N-1PG。（2）答：定位控制模塊主要有高速計(jì)數(shù)模塊、脈沖輸出模塊、定位控制模塊和旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)等控制模塊。高速計(jì)數(shù)模塊可將計(jì)數(shù)結(jié)果直接進(jìn)行比較和輸出。脈沖輸出模塊用于控制運(yùn)動(dòng)物體的位置、速度和加速度。定位模塊可進(jìn)行一點(diǎn)的簡(jiǎn)單定位到多點(diǎn)的定位。旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)模塊可以用來實(shí)現(xiàn)高精度角度位置檢測(cè)。（3）答： FROM指令將編號(hào)為m1（07）的特殊功能模塊中的緩沖寄存器（BFM）編號(hào)為m2（031）開始的n個(gè)數(shù)據(jù)讀入到PLC中，并存儲(chǔ)于PLC從以D開始的n個(gè)數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。n是指定模塊與PLC之間傳送的字?jǐn)?shù)，16位操作數(shù)時(shí)n=132，32位操作數(shù)時(shí)n=116。TO指令將PLC中指定的以S元件為首地址的n個(gè)數(shù)據(jù)，寫入到編號(hào)為m1（07）的特殊功能模塊，并存入該特殊功能模塊中以m2（031）為首地址的緩沖寄存器（BFM）中。n是指定模塊與PLC之間傳送的字?jǐn)?shù)，16位操作數(shù)時(shí)n=132，32位操作數(shù)時(shí)n=116。（4）FX2N-4AD模擬量輸入模塊與FX2N-48MR-001連接，僅開通CH1、CH2兩個(gè)通道，作為電壓輸入，計(jì)算4次取樣的平均值，結(jié)果存入PLC的D1、D2中，試編寫程序。解：第7章1.選擇題(1）A(2)B(3)B(4)D(5)B2.簡(jiǎn)答題（1）答：PLC的通信指的是PLC之間、PLC與PC、PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的信息交換。PLC網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式絕大多數(shù)為串行方式。PLC常采用RS-232、RS-422和RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。（2）答：無協(xié)議通信方式可以方便可編程控制器與計(jì)算機(jī)（讀碼機(jī)、打印機(jī)）之間進(jìn)行通信，并能夠通過RS指令實(shí)現(xiàn)串行通信。第8章1. PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般分為哪幾個(gè)步驟？答：主要包括控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試以及編制技術(shù)文件等環(huán)節(jié)。2. PLC的選型要考慮哪些因素？答：PLC的結(jié)構(gòu)、I/O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量、響應(yīng)時(shí)間、輸入輸出模塊及特殊功能模塊的選擇等。3. PLC控制系統(tǒng)安裝布線時(shí)應(yīng)注意哪些問題？答：PLC遠(yuǎn)離干擾源、屏蔽線的選擇、走線方式、信號(hào)的隔離、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸、屏蔽線接地以及電纜的敷設(shè)等。4. 如何提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性？答：（1）適合的工作環(huán)境：環(huán)境溫度適宜、環(huán)境濕度適宜、注意環(huán)境污