PLC技術(shù)與應(yīng)用習(xí)題

1、可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用第二版習(xí)題第1章 可編程序控制器的基本組成與內(nèi)部軟元件1.1 PLC由哪些基本部分組成，試述它的工作原理。答：PLC是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制概念結(jié)合起來、裝有程序的工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)。它主要由中央微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路、電源等組成。 1、中央微處理器（CPU） CPU是PLC的核心 2、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)的器件，包括只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM兩類。 3、輸入單元輸入單元是PLC與外部輸入設(shè)備之間的連接部件由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O單

2、元要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O單元一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力。數(shù)字量輸入單元直流輸入 交流輸入交直流輸入數(shù)字量輸入單元中都有濾波電路和耦合隔離電路。濾波電路主要起抗干擾作用，耦合隔離電路主要起抗干擾和產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的作用。通常情況下，輸入接口單元都使用PLC機(jī)內(nèi)的直流電源供電，而不需再外接電源。 4、輸出單元輸出單元是PLC與驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象如接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等的連接部分?jǐn)?shù)字量輸出單元繼電器輸出型晶體管輸出型雙向晶閘管輸出型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

3、流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。 5、電源單元PLC的電源是一將交流電壓（AC 220V）變成CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出接口電路所需電壓的電源部件。 6、模擬量輸入輸出單元模擬量輸入輸出一般要通過模擬量輸入、輸出模塊與PLC基本單元連接。7、輸入輸出擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊使用擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊。以擴(kuò)充PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)。1.2 熟悉各類內(nèi)部繼電器，它的編號(hào)特點(diǎn)、作用、參數(shù)和梯形圖的表示。 答： 輸入繼電器（X） 輸入繼電器的編號(hào)（地址號(hào)）按八進(jìn)制編號(hào)：X0X7，X10X17，。 無等效線圈供編程用，各點(diǎn)輸入繼電器都有任意對(duì)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供PLC內(nèi)部編程用。輸出繼電器 (Y) 輸出繼電器（Y）

4、輸出繼電器的編號(hào)（地址號(hào)）按八進(jìn)制編號(hào)：Y0Y7，Y10Y17，。各點(diǎn)輸出繼電器都有一個(gè)等效線圈和任意對(duì)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供PLC內(nèi)部編程用。輔助繼電器（M） 輔助繼電器（M）有一等效線圈和任意對(duì)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供PLC內(nèi)部編程用。 輔助繼電器分為一般用（型），斷電保持用（型）和特殊輔助繼電器三種: (1)一般用輔助繼電器 一般用輔助繼電器特點(diǎn)是：線圈得電觸點(diǎn)動(dòng)作，線圈失電觸點(diǎn)復(fù)位. FX2N型 PLC一般用輔助繼電器的編號(hào)按十進(jìn)制: M0M499. (2)斷電保持用輔助繼電器 斷電保持用輔助繼電器特點(diǎn)是：當(dāng)停電時(shí)，線圈由后備鋰電池維持，當(dāng)再恢復(fù)接通供電時(shí)，它就能記憶停電前的狀態(tài). FX2N

5、型PLC斷電保持用輔助繼電器的編號(hào) M500M3071。 (3)特殊輔助繼電器 FX2N型PLC特殊輔助繼電器的編號(hào) M8000M8255. 各個(gè)特殊輔助繼電器都具有不同的功能。常用的一些特殊輔助繼電器有:M8000，常ON，作運(yùn)行監(jiān)視用（在運(yùn)行中接通）；M8002，初始脈沖（僅在運(yùn)行開始瞬間接通一脈沖周期）；M8011，產(chǎn)生10ms連續(xù)時(shí)鐘脈沖M8012，產(chǎn)生100ms連續(xù)時(shí)鐘脈沖；M8013，產(chǎn)生1s連續(xù)時(shí)鐘脈沖。 狀態(tài)繼電器是步進(jìn)順序控制中的重要軟元件，它與步進(jìn)順控指令STL組合使用。S繼電器的狀態(tài)只有“1”與“0”兩種，當(dāng)狀態(tài)為“1”時(shí)，可驅(qū)動(dòng)輸出繼電器或其它軟元件。 狀態(tài)繼電器S以十

6、進(jìn)制編號(hào) .對(duì)FX2N型PLC的編號(hào): 初始化用 S0S9 一般用 S10S499 斷電保保持用 S500S899 報(bào)警用 S900S999 定時(shí)器（T） PLC的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)的。時(shí)鐘脈沖一般有1ms，10ms，100ms等,因此, PLC的定時(shí)器有1ms，10ms，100ms定時(shí)器之分。 FX系列PLC的定時(shí)器有兩類：通用定時(shí)器和積算定時(shí)器。 1)通用定時(shí)器 通用定時(shí)器是指定時(shí)器線圈得電,開始延時(shí),延時(shí)時(shí)間到,觸點(diǎn)動(dòng)作.線圈失電,觸點(diǎn)復(fù)位. 2) 積算定時(shí)器積算定時(shí)器的特點(diǎn)是:當(dāng)驅(qū)動(dòng)定時(shí)器線圈的輸入觸點(diǎn)斷開或停電時(shí)，積算定時(shí)器的當(dāng)前值能保留。當(dāng)輸入觸點(diǎn)再次接通或復(fù)電時(shí)，計(jì)時(shí)繼

7、續(xù)。當(dāng)兩次或多次時(shí)間累積之和等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器的觸點(diǎn)動(dòng)作。計(jì)數(shù)器（C）PLC的計(jì)數(shù)器具有計(jì)數(shù)功能。它由等效的計(jì)數(shù)線圈、復(fù)位線圈、以及對(duì)應(yīng)的常開常閉觸點(diǎn)組成。當(dāng)復(fù)位線圈接通，計(jì)數(shù)器復(fù)位。計(jì)數(shù)器線圈每接通一次，即每次從OFFON，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值與設(shè)定值相同，計(jì)數(shù)器 觸點(diǎn)動(dòng)作。FX系列PLC的計(jì)數(shù)器分為16位增計(jì)數(shù)器，32位增/減計(jì)數(shù)器以及高速計(jì)數(shù)器三種： （1）16位增計(jì)數(shù)器16位增計(jì)數(shù)器是一種16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，其設(shè)定值由132767。可由十進(jìn)制常數(shù)K設(shè)定，也可由數(shù)據(jù)寄存器D的當(dāng)前值設(shè)定。(2) 32位增/減計(jì)數(shù)器32位增/減計(jì)數(shù)器是32位二進(jìn)制加法器。其計(jì)數(shù)設(shè)定值為-2

8、147483648+2147483647（十進(jìn)制常數(shù)K）。32位增/減計(jì)數(shù)器的編號(hào)為C200C234，它的增/減計(jì)數(shù)的方向由特殊輔助繼電器M8200M8234的ON/OFF而定。(3) 高速計(jì)數(shù)器(C235C255) FX系列的高速計(jì)數(shù)器分為單相單向計(jì)數(shù)輸入，單相雙向計(jì)數(shù)輸入和雙相（A、B相）雙輸入三種。它是以一種特定的輸入方式（中斷輸入方式）進(jìn)行計(jì)數(shù)的 , X0X7為中斷計(jì)數(shù)輸入端.。數(shù)據(jù)寄存器（D） 數(shù)據(jù)寄存器是存貯數(shù)據(jù)的軟元件。這些寄存器都是16位的，可存貯16位二進(jìn)制數(shù)，其最高位為符號(hào)位（0為正數(shù)，1為負(fù)數(shù)）。一個(gè)存儲(chǔ)器能處理的數(shù)值為-32768+32767。 將兩個(gè)相鄰的寄存器組合可

9、存儲(chǔ)32位二進(jìn)制數(shù)。如果指定低位（例如D0），則緊繼低位地址號(hào)的高位（D1）便被自動(dòng)占用。低位指定一般用偶數(shù)軟元件號(hào)（地址號(hào)）。32位寄存器可處理的數(shù)值為-2147483648+2147483647。 FX系列PLC的數(shù)據(jù)寄存器可分為一般用、斷電保持用和特殊用三類。變址寄存器（V，Z）變址寄存器V、Z與普通用途的數(shù)據(jù)寄存器一樣，是進(jìn)行數(shù)據(jù)讀入、寫出的16位數(shù)據(jù)寄存器。將V和Z組合，可進(jìn)行32位運(yùn)算，此時(shí)V作為高位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。分別組成為（V0，Z0），（V1、Z2），（V2，Z2），（V7，Z7），指定Z為變址寄存器首址。變址寄存器主要用于改變軟元件地址號(hào)。1.3 熟悉定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的工作特點(diǎn)，梯

10、形圖表示。為何通用定時(shí)器的控制觸點(diǎn)在定時(shí)器工作過程中要一直閉合，而計(jì)數(shù)器的控制觸點(diǎn)在計(jì)數(shù)器工作過程中不能一直閉合？答：PLC的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)的。梯形圖是 ( T0 K60 )。PLC的計(jì)數(shù)器具有計(jì)數(shù)功能。計(jì)數(shù)器線圈每接通一次，即每次從OFFON，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值與設(shè)定值相同，計(jì)數(shù)器 觸點(diǎn)動(dòng)作。梯形圖是 （C0 K10)。由于定時(shí)器線圈是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)的所以工作過程中要一直閉合，時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)到觸點(diǎn)才動(dòng)作。計(jì)數(shù)器線圈每接通一次，即每次從OFFON，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值與設(shè)定值相同，計(jì)數(shù)器 觸點(diǎn)動(dòng)作。1.4 輔助繼電器M為什么不能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載？試述

11、輔助繼電器M的分類及其編號(hào)特點(diǎn)。答： 輔助繼電器（M）有一等效線圈和任意對(duì)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供PLC內(nèi)部編程用。 輔助繼電器分為一般用（型），斷電保持用（型）和特殊輔助繼電器三種: (1)一般用輔助繼電器 （M0-M499)(2)斷電保持用輔助繼電器 (M500M3071)(3)特殊輔助繼電器( M8000M8255)1.5 數(shù)據(jù)寄存器D的常用功能是什么？如何用D作為定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值？答：數(shù)據(jù)寄存器是存貯數(shù)據(jù)的軟元件。這些寄存器都是16位的，可存貯16位二進(jìn)制數(shù)，其最高位為符號(hào)位（0為正數(shù)，1為負(fù)數(shù)）。一個(gè)存儲(chǔ)器能處理的數(shù)值為-32768+32767。 將兩個(gè)相鄰的寄存器組合可存儲(chǔ)32位

12、二進(jìn)制數(shù)。如果指定低位（例如D0），則緊繼低位地址號(hào)的高位（D1）便被自動(dòng)占用。低位指定一般用偶數(shù)軟元件號(hào)（地址號(hào)）。32位寄存器可處理的數(shù)值為-2147483648+2147483647。 定時(shí)器，計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以用十進(jìn)制常數(shù)K設(shè)定，也可由數(shù)據(jù)寄存器D的當(dāng)前值設(shè)定，如圖所示。第2章 基本邏輯指令2.1 寫出如圖所示梯形圖的指令表解：指令表如下：2.2 寫出如圖所示梯形圖的指令表解：指令表如下：2.3 寫出如圖所示梯形圖的指令表解;指令表如下：2.4 寫出如圖所示梯形圖的指令表解：指令表如下：2.5 寫出如圖所示梯形圖的指令表2.6 寫出如圖所示指令表的梯形圖解：梯形圖如下：2.7 寫出如圖

13、所示梯形圖的指令表,并畫出其時(shí)序圖。解：指令表如下：2.8 寫出如圖所示梯形圖的指令表。解：指令表如下：2.9 寫出如圖所示梯形圖的指令表，并回答X0按下多少次Y0得電。解：指令表如下：LD X0 LD X1OUT C3 K5 RST C4LD C3 LD C4OUT C4 K4 OUT Y0LD C3 ENDOR X1RST C3X0按下20次，Y0得電。2.10 讀下圖，X0為停止按鈕，Y0、Y1、Y2為燈。若按X1，則燈Y0Y1Y2Y1Y0;循環(huán)地亮。試分析其動(dòng)作原理。第3章 應(yīng)用基本指令編程3.1 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行20s后停5s，如此循環(huán)50次停止。再按啟動(dòng)按鈕又能進(jìn)行另一次運(yùn)行。試畫出

14、I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。3.2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2。M1運(yùn)行5S后，M2起動(dòng)，運(yùn)行10s后，M1、M2停2s，之后M1又自動(dòng)起動(dòng)，按上述規(guī)律運(yùn)行30個(gè)循環(huán)自動(dòng)停止。試畫出I/O分配圖、梯形圖、寫出指令表。3.3 圖3-32為定子電路串電阻減壓起動(dòng)控制線路，試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。解：I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 串電阻起動(dòng)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 無電阻運(yùn)行KM2 Y2 起動(dòng)按鈕SB2 X23.4 圖3-33為單向能耗制動(dòng)電路圖，試編制 PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。解：I/O分配 輸入 熱繼電器R

15、F1 X0 輸出 起動(dòng)運(yùn)行KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 能耗制動(dòng)KM2 Y2 起動(dòng)按鈕SB2 X23.5 圖3-34為自耦變壓器減壓起動(dòng)電路，KT為時(shí)間繼電器。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 自耦變壓器起動(dòng)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 全壓運(yùn)行 KM2 Y2 起動(dòng)按鈕SB2 X23.6 圖3-35為延邊三角形減壓起動(dòng)電路，KT為時(shí)間繼電器，電動(dòng)機(jī)有六個(gè)抽頭。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF X0 輸出 起動(dòng)KM1 Y1 起動(dòng)按鈕SB1 X1 運(yùn)行KM2

16、 Y2 停止按鈕SB2 X2 KM3 Y33.7 圖3-36為時(shí)間繼電器控制的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電路，圖中KT1、KT2、KT3為時(shí)間繼電器，試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 2電阻起動(dòng)KM1 Y1 起動(dòng)按鈕SB1 X1 1電阻起動(dòng)KM2 Y2 停止按鈕SB2 X2 0電阻運(yùn)行KM3 Y33.8 圖3-37為雙速電動(dòng)機(jī)控制電路圖，圖中U1、V1、W1接電源，為低速。U1、V1、W1接在一起，而U2、V2、W2分別接到電源，為高速。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 停止按鈕SB

17、1 X1 輸出 低速運(yùn)行KM1 Y1 起動(dòng)按鈕SB2 X2 高速運(yùn)行KM2 Y2 3.9 圖3-38為自耦變壓器減壓起動(dòng)電路，圖中KT為時(shí)間繼電器，KA為中間繼電器，HL1、HL2、HL3為指示燈，試說明個(gè)指示燈的作用，并試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 減壓起動(dòng)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 運(yùn)行KM2 Y2 SB2 X2 指示燈HL1 Y11 起動(dòng)按鈕SB3 X3 指示燈HL1 Y12 SB4 X4 指示燈HL1 Y133.10圖3-39為正反轉(zhuǎn)起動(dòng)反接制動(dòng)控制線路。圖中KS為速度繼電器，KA1、KA2、KA3、K

18、A4為中間繼電器，KM1、KM2、KM3為接觸器。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 電機(jī)反轉(zhuǎn)KM2 Y2 起動(dòng)按鈕SB2 X2 串電阻起動(dòng)KM3 Y3 起動(dòng)按鈕SB3 X33.11 圖3-40為電動(dòng)機(jī)正方向起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)和反接制動(dòng)線路。圖中KS為速度繼電器，KA為中間繼電器，KM1、KM2、KM3為接觸器。試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 起動(dòng)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 制動(dòng)KM2 Y2 起動(dòng)按鈕SB2

19、X2 無電阻運(yùn)行KM3 Y3 起動(dòng)按鈕SB2 X3 起動(dòng)按鈕SB2 X43.12 圖3-41為C650車床電氣原理圖，M1為主軸電動(dòng)機(jī)，M2為刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。讀電路圖，弄清其動(dòng)作原理。并編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖，寫出指令表。I/O分配 輸入 熱繼電器RF1 X0 輸出 串電阻起動(dòng)KM1 Y1 停止按鈕SB1 X1 無電阻運(yùn)行KM2 Y2 起動(dòng)按鈕SB2 X23.13 電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4的工作順序圖如圖3-42所示。圖中為第一個(gè)循環(huán)的時(shí)序。試編制PLC控制程序，要求：要完成30個(gè)循環(huán)，自動(dòng)結(jié)束;結(jié)束后再按起動(dòng)按鈕，又能進(jìn)行下一輪工作;任何時(shí)候按停止按鈕都能完成一個(gè)完整的循環(huán)才停止;各臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有過載保護(hù)和短路保護(hù)。3.14 某生產(chǎn)運(yùn)輸線由三段組成，如圖3-43所示。起動(dòng)順序?yàn)镸1 M2 M3，間隔分別為3s、4s。起動(dòng)時(shí)，M1、M2為Y 減壓起動(dòng)，M3為自耦變壓器減壓起動(dòng)。停止的順序?yàn)镸3M2M1，時(shí)間間隔為5s、3s，試編制PLC控制程序，畫出I/O分配圖、梯形圖