（新平臺）國家開放大學(xué)《機電控制與可編程序控制器技術(shù)》綜合計分作業(yè)1-4+專題報告參考答案

國家開放大學(xué)《機電控制與可編程序控制器技術(shù)》綜合計分1-4+專題報告參考答案綜合記分作業(yè)1一、填空題1.可編程序控制器通過數(shù)字式、（模擬式）的輸入和輸出，控制各類型的機械或生產(chǎn)過程。2.熔斷器主要防止電路的（過載）或短路保護元件。3.電磁式接觸器主要由電磁機構(gòu)、（觸頭裝置）和滅弧裝置和其它部分組成。4.觸點系統(tǒng)分為主觸點和（輔助）觸點，分別用來直接接通和斷開交流主電路和控制電路。5.熱繼電器是利用電流流過發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量來使檢測元件（受熱彎曲），進而推動機構(gòu)動作的一種保護電器，主要被用作電動機的長期保護。6.分閘時應(yīng)先斷開（負荷開關(guān)），再斷開（隔離開關(guān)）；合閘時應(yīng)先合（隔離開關(guān)），后合（負荷開關(guān)）。如果違反操作規(guī)程，會造成隔離開關(guān)刀口弧光短路甚至更嚴重的事故。二、判斷題1.PLC從早期開關(guān)量的輸入、輸出，模擬量的輸入、輸出，已經(jīng)發(fā)展到能夠完成復(fù)雜控制功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能的各種控制單元。（√）2.PLC是專門用來完成邏輯運算的控制器。（×）3.PLC具有監(jiān)控和自診斷能力，若發(fā)生故障或異常，可及時判斷故障原因，并排除故障。（√）4.由于PLC的可靠性和抗干擾能力較差，所以不能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。（×）5.在工業(yè)自動化領(lǐng)域，PLC，DCS與IPC技術(shù)正在趨于融合。（√）6.開啟式負荷開關(guān)可用于手動頻繁的接通和斷開帶負荷的電路，以及作為線路末端的短路保護。（√）7.為防止無關(guān)人員誤操作，在重要場合應(yīng)選用帶鑰匙操作的按鈕。（√）8.選用按鈕時，通常停止按鈕宜選用綠色；啟動按鈕優(yōu)先選用紅色。（×）9.選用按鈕時，一鈕雙用（啟動∕停止）可以選用黑、白或灰色按鈕。（√）10.低壓斷路器即低壓自動空氣開關(guān)，簡稱自動開關(guān)，可實現(xiàn)電路的短路、過載、失電壓與欠電壓的保護，能自動分斷故障電路，而且在分斷故障電流后一般不需要更換零部件。（√）11.熔斷器作為短路保護的電器，并接于被保護電路中的。（×）12.熔斷器的極限通斷能力可以小于保護電路中的最大短路電流。（×）13.判斷交流或直流接觸器的依據(jù)是通過主觸點電流性質(zhì)。（√）14.把額定電壓為220V的交流接觸器線圈誤接入380V的交流電源上仍然可以正常工作。（×）15.電磁鐵主要由勵磁線圈、鐵芯和銜鐵組成。（√）16.直流電磁鐵的工作可靠性好、動作平穩(wěn)，適用于動作頻繁或工作平穩(wěn)可靠的執(zhí)行機構(gòu)。（√）17.交流電磁鐵適用于動作頻繁或工作平穩(wěn)可靠的執(zhí)行機構(gòu)。（×）18.工程上，通常將電器元件布置圖與電氣安裝接線圖組合在一起，二者對照，提高工作效率。（√）19.電氣原理圖中電器元件的線圈、觸點分散布置。（√）20.電氣原理圖中電器元件均處于自然狀態(tài)。（√）三、讀圖分析題21.某兩臺電動機控制線路如下圖所示。請仔細閱讀下圖，完成以下小題。（1）合上電力開關(guān)QA0后，再依次按下啟動按鈕SF2和SF4，兩臺電動機的啟動順序為（）。A.兩臺電機同時啟動B.M1→M2C.兩臺電機均無法啟動D.M2→M1（2）當兩臺電機正常運行的情況下，僅按下停止按鈕SF3后，以下說法正確的是：（）。A.僅電動機M2停止B.兩臺電機均無法停止C.兩臺電機同時停止D.僅電動機M1停止（3）當兩臺電機正常運行的情況下，僅按下停止按鈕SF1后，以下說法正確的是：（）。A.兩臺電機同時停止B.電動機M1停止C.電動機M2停止D.兩臺電機均無法停止（4）當兩臺電機正常運行的情況下，依次按下停止按鈕SF3和SF1，兩臺電動機的停止順序為（）。A.M2→M1B.M1→M2C.兩臺電機同時停止D.兩臺電機均無法停止（5）電氣圖形FA1和FA2是（），用于實現(xiàn)短路保護。A.熔斷器B.接觸器線圈C.指示燈D.熱繼電器22.三相異步電動機Y-△形降壓啟動控制線路如下圖所示，時間繼電器KF的延時時間為T。請仔細閱讀下圖，完成以下小題：（1）合上電力開關(guān)QA0后，按下啟動按鈕SF2，電動機為（）。A.Δ形降壓啟動B.電機無法啟動C.Δ形全壓運行D.Y形降壓啟動（2）當電機啟動后，正常運行時間T后，電動機為（）。A.Δ形全壓運行B.停止運行C.Y形降壓啟動D.Δ形降壓啟動（3）電機正常運行后，按下停止按鈕SF1后，電動機為（）。A.停止運行B.Δ形全壓運行C.Δ形降壓運行D.Y形降壓運行（4）主電路中的電氣圖形BB是（），用于實現(xiàn)過載保護。A.熔斷器B.接觸器線圈C.熱繼電器D.指示燈（5）電氣圖形FA1和FA2是（），用于實現(xiàn)短路保護。A.接觸器線圈B.熱繼電器C.指示燈D.熔斷器綜合記分作業(yè)2一、填空題1.PLC控制的等效電路由（輸入控制部分）、（控制部分）和輸出部分組成。2.模塊式結(jié)構(gòu)PLC是將（CPU）單元、（輸入/輸出）單元、智能I/O單元、通信單元、電源做成相應(yīng)的獨立模塊，各個模塊可以插裝在（底板）上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。3.PLC系統(tǒng)的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、（用戶程序）及（工作數(shù)據(jù)）。4.PLC具有（模數(shù)）轉(zhuǎn)換和（數(shù)模）轉(zhuǎn)換功能，完成對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。5.PLC采用（循環(huán)掃描）的方式工作，其中一次循環(huán)可分為6個階段，即內(nèi)部處理階段、通信服務(wù)階段、子診斷階段、（輸入采樣）階段、（程序執(zhí)行）階段和輸出處理階段。6.西門子S7-200PLC屬于小型機，其中CPU226有（24）點輸入、16點輸出，CPU224有（14）點輸入、（10）點輸出，CPU222有8點輸入、（6）點輸出，CPU221有（6）點輸入、4點輸出。7.S7-200PLC的指令由（操作碼）和（操作數(shù)）兩部分組成。8.指令的操作數(shù)在PLC的存儲器中，此時的操作數(shù)由（標識符）和（參數(shù)）組成。9.位尋址的格式由（存儲器標識符）、（字節(jié)地址）、分隔符及（位號）四部分組成。10.字尋址的格式由（區(qū)域標識符）、（數(shù)據(jù)大?。?、（起始字節(jié)地址）組成。二、判斷題1.PLC控制的可靠性高于繼電接觸控制。（√）2.為簡化控制，大型和中型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。（×）3.系統(tǒng)程序是由PLC生產(chǎn)廠家編寫的，固化到隨機存取存儲器（RAM）中，用戶可以隨意讀取修改。（×）4.輸入輸出模板既可以與CPU模板放置在一起，又可遠程安裝。（√）5.開關(guān)量輸出單元可以將輸入端不同電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電平信號。（×）6.開關(guān)量輸入單元用可將PLC內(nèi)部CPU單元輸出的標準點平轉(zhuǎn)換成外部過程所需要的電平信號。（×）7.PLC采用等待掃描的工作方式。（×）8.PLC的掃描周期僅取決于CPU模板的運算速度。（×）9.PLC的掃描周期與系統(tǒng)配置、用戶程序的長短和PLC的時鐘頻率有關(guān)，但一個掃描周期所用時間的長短主要由用戶程序的長度決定。（√）10.PLC按順序?qū)Τ绦驋呙?，即從下到上，從右到左的掃描每條指令，最后將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像區(qū)中保存。（×）11.S7-200的CPU22X系列的PLC有256個定時器。（√）12.西門子公司具有品種非常豐富的PLC產(chǎn)品，其中S7-200系列PLC結(jié)構(gòu)緊湊、功能強、具有很高的性能價格比，屬于模塊式結(jié)構(gòu)。（×）13.提供一個周期是1秒鐘，占空比是50%的特殊存儲器位是SM0.4。（×）14.EM232模擬量輸出模塊是將模擬量輸出寄存器AQW中的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。（√）15.PLC程序由系統(tǒng)軟件和用戶程序兩部分組成，其中用戶程序由PLC的生產(chǎn)廠家提供，操作系統(tǒng)需要用戶為完成特定控制任務(wù)自行編寫。（×）16.對應(yīng)的梯形圖、語句表和邏輯功能塊三種編程語言，它們的表達形式不同，表示的內(nèi)容也不同。（×）17.PLC程序的梯形圖語言相比其它幾種編程語言，形象直觀，程序的輸入和修改方便，功能最強。（×）18.模擬量輸入寄存器AI和模擬量輸出寄存器AW，只能進行字尋址。（√）19.正跳變指令每次檢測到輸入信號由0變1之后，使電路接通一個掃描周期。（√）20.對PLC的中斷程序而言，只有中斷申請被接受后中斷程序才被掃描一次，因此，若要多次執(zhí)行終端程序，則必須要多次申請。（√）三、讀圖分析題21.單向起動反接制動控制線路如下圖所示，RA為反接電阻，采用速度繼電器BS來檢測電動機轉(zhuǎn)速的變化，電機轉(zhuǎn)速在120~3000rpm范圍內(nèi)速度繼電器觸頭動作，電機轉(zhuǎn)速低于100rpm時，其觸頭復(fù)位。請仔細閱讀下圖，完成以下小題：（1）合上電力開關(guān)QA0后，按下啟動按鈕SF2，電動機可以實現(xiàn)（）。A.無法啟動B.長動運行C.點動運行（2）當電機轉(zhuǎn)速上升到120r/min以上時，按下復(fù)合按鈕SF1時，電動機（）。A.全速運行B.反接制動運行C.立即停止運行（3）按下復(fù)合按鈕SF1后，當電動機轉(zhuǎn)速降到低于100r/min時，電動機（）。A.全速運行B.反接制動運行C.自然停車（4）主電路中的電氣圖形BB是（），用于實現(xiàn)過載保護。A.熱繼電器B.熔斷器C.接觸器線圈D.指示燈（5）電氣圖形FA1和FA2是（），用于實現(xiàn)短路保護。A.接觸器線圈B.熔斷器C.指示燈D.熱繼電器22.某兩臺電動機控制線路如下圖所示。請仔細閱讀下圖，說明電路中FA和BB的作用，并分析該電路的工作過程。（1）合上電力開關(guān)QA0后，按下按鈕SF2，電動機M2可以實現(xiàn)（）。A.點動運行B.無法啟動C.長動運行（2）哪臺電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制？（）。A.均不能B.M1C.M2（3）電動機M1正常運行時，按下按鈕SF2，電動機M1（）。A.保持正轉(zhuǎn)運行B.反轉(zhuǎn)運行C.停止運行（4）電氣圖形FA1和FA2是（），用于實現(xiàn)短路保護。A.熔斷器B.熱繼電器C.指示燈D.接觸器線圈（5）以下說法錯誤的是（）。A.電動機M1和M2都有熔斷器和熱繼電器保護。B.電動機M1和M2實現(xiàn)互鎖。C.電動機M1正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行不能自鎖。D.電動機M1正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行實現(xiàn)互鎖。四、根據(jù)梯形圖寫出語句表程序。23.梯形圖1網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0（1）（ONI0.1）AI0.2OI0.3（2）（NOT）=Q1.0網(wǎng)絡(luò)2LDQ1.0（3）（LPS）ANM0.1=Q1.1LPP（4）（TONT37,100）24.梯形圖2網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0AI0.1LDI0.2ANI0.3OLD（1）（LDI0.4）ANI0.5ONI0.6（2）（OLDALD）LDNM0.0AM0.1OLDNOT=Q1.0網(wǎng)絡(luò)2LDNM0.1（3）（LPS）（4）（ANI0.2）=Q1.025.梯形圖3網(wǎng)絡(luò)1LDNI0.0（1）（LDI0.1）AM0.0OLDTONT37,100網(wǎng)絡(luò)2LDT37LDI0.1ONI0.2（2）（ALD）=Q0.0網(wǎng)絡(luò)3LDNM0.1（3）（LPS）（4）（AI0.2）=Q1.026.梯形圖4網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0AI0.1LDI1.0ANI1.1（1）（LDNM0.0）AM0.1OLD（2）（AI1.2）OLDLDI0.2ANI0.3ANI0.4LDNI1.3AI1.4（3）（LDM0.2）ONM0.3（4）（OLD）OLD<ALD=Q1.0綜合記分作業(yè)3一、填空題1.正跳變指令的梯形圖格式為以下哪個（-|P|-）。2.定時器中斷由1ms延時定時器（T32）和（796）產(chǎn)生。3.通電延時定時器（TON）的輸入（IN）電路（接通）時開始定時，當前值大于等于設(shè)定值時，其定時器位變?yōu)?狀態(tài)，其常開觸點（接通），常閉觸點（斷開）。（注：填寫“接通”或“斷開”）4.若加計數(shù)器的計數(shù)復(fù)位輸入電路（R）（接通），計數(shù)器被復(fù)位，復(fù)位后其常開觸點（斷開），常閉觸點（接通），當前值為0。（注：填寫“接通”或“斷開”）5.把一個實數(shù)轉(zhuǎn)換為一個雙字整數(shù)值的ROUND指令，它的小數(shù)部分采用是（四舍五入）原則處理。6.（FOR）和（NEXT）兩條指令間的所有指令構(gòu)成一個循環(huán)體。7.子程序調(diào)用與子程序指令的操作數(shù)SBR_n中，n是（子程序的標識），其取值范圍是（0）—（63）。8.PLC程序代碼由可執(zhí)行代碼和注釋組成，可執(zhí)行代碼又由（主程序）、（子程序）和中斷程序組成。9.PLC程序的設(shè)計一般包括五部分內(nèi)容，即（參數(shù)的定義及地址分配）、（程序框圖的繪制）、（程序的編制）、（程序的調(diào)試）和程序說明書的編制。10.在實際控制中，會遇多個信號優(yōu)先權(quán)要求不同的情況，這時就需要使用（優(yōu)先）控制程序進行控制。11.以下梯形圖實現(xiàn)的基本功能是Q0.0的狀態(tài)恒為（0），Q0.1的狀態(tài)恒為（1）。12.下圖所示的PLC程序中，當變量存儲器VW10中存儲值為10，（Q0.1）輸出“1”信號；當變量存儲器VW10中存儲值為30，（Q0.0）輸出“1”信號；當變量存儲器VW10中存儲值為20，（Q0.2）輸出“1”信號。13.PLC按應(yīng)用環(huán)境分為（現(xiàn)場安裝）和控制室安裝兩類。14.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計追求的目標：（安全）、（可靠）、（經(jīng)濟）和實用。15.并行和串行是通信中的兩種基本通信方式，通常情況下，（并行）方式用于計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信，（串行）方式用于較遠距離的通信。16.計算機通信網(wǎng)絡(luò)是采用（全雙工）通信方式，使得數(shù)據(jù)可以同時沿兩個方向傳輸，以提高傳輸速率。17.使用PC機運行的STEP7-Micro/MIN軟件編程時上載或下載應(yīng)用程序是應(yīng)用（PPI）協(xié)議實現(xiàn)。18.通過（CP-243-1IT）通信模塊，可以將S7-200系統(tǒng)連接到工業(yè)以太網(wǎng)（IE）中,并能提供Web/E-mail等IT應(yīng)用。19.將S7-200連接在電話網(wǎng)上，利用安裝在S7-200系統(tǒng)中的（調(diào)制解調(diào)器(Modem)通信EM241）模塊，通過電話網(wǎng)，實現(xiàn)S7-200與遠程設(shè)備的通信。20.實現(xiàn)S7-200CPU通信需要做的工作主要有以下幾方面：確立通信方案、（對各硬件參數(shù)的組態(tài)）和（硬件的物理連接）。21.采用（自由口）通信方式，S7-200系列PLC的串行通信口完全由用戶程序來控制，可與任何通信協(xié)議已知的設(shè)備通信。22.自由口模式下，當主機處于STOP方式時，自由口通信被終止，通信口自動切換到正常的（PPI）協(xié)議操作。23.S7-200系統(tǒng)提供以下幾種通信模塊，以適應(yīng)不同的通信方式：（EM277）是Proflbus-DP從站通信模塊，同時也支持MPI從站通信；（CP243-1）是工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊；（CP243-1）是工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊，同時提供web/E-mail等IT應(yīng)用；（ITEM241）是調(diào)制解調(diào)器(Modem)通信模塊；（CP243-2）是AS-i(執(zhí)行器/傳感器)主站模塊，可連接最多62個AS-i從站。二、判斷題1.定時器類型不同但分辨率都相同。（×）2.CTU計數(shù)器的當前值達到設(shè)定值，計數(shù)器的輸出觸點接通，但會繼續(xù)計數(shù)。（√）3.CTD計數(shù)器的當前值等于0時置位，但會繼續(xù)計數(shù)。（×）4.字節(jié)移位指令的最大移位位數(shù)為8位。（√）5.雙字循環(huán)移位指令的最大移位位數(shù)為8位。（×）6.整數(shù)的加減指令的功能是將兩個8位的整數(shù)相加減，得到一個8位的整數(shù)結(jié)果。（×）7.TRUNC指令把32位實數(shù)轉(zhuǎn)換成32位符號數(shù)，小數(shù)部分按照四舍五入原則處理。（×）8.子程序可以嵌套，嵌套深度最多為8層。（√）9.邏輯設(shè)計方法以布爾代數(shù)為理論基礎(chǔ)，以邏輯組合或邏輯時序的方法和形式來設(shè)計PLC程序。（√）10.為了實現(xiàn)長延時控制，可以用多個定時器組合來實現(xiàn)。（√）11.在PLC的選型時，由于輸入輸出點數(shù)對價格影響不大，因此不必考慮性價比。（×）12.選擇PLC的硬件系統(tǒng)的時候，需要使I/O接口有一定的冗余。（√）13.PLC的通信協(xié)議定義了主站和從站，網(wǎng)絡(luò)中的主站和從站互相之間可以發(fā)出請求。（×）14.S7-200系列PLC的點對點通信網(wǎng)絡(luò)使用PPI協(xié)議進行通訊。（√）15.PPI協(xié)議是一個主/從協(xié)議，支持一主機多從機連接和多主機多從機連接方式。（√）16.使用PC機運行的STEP7-Micro/MIN軟件編程時上載或下載應(yīng)用程序是應(yīng)用PPI協(xié)議實現(xiàn)。（√）17.PPI和MPI是西門子的內(nèi)部協(xié)議，MPI用于S7-200內(nèi)部和PC與S7-200的通信，PPI可以用于S7-200與S7-300之間的通信，因此，PPI的功能比MPI更強。（×）18.西門子S7-200PLC通過與計算機連接來進行程序的上傳和下載，其使用的接口為RS-485。（√）19.常用的網(wǎng)絡(luò)有線傳輸媒介主要有同軸電纜、雙絞線及光纜，其中同軸電纜傳輸速率最高、傳輸質(zhì)量最好。（×）20.S7-200可以通過CP-243-1IT通訊處理器的IT功能，可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)控制器和當今辦公環(huán)境中所使用的普通計算機之間的連接。（√）21.PLC處于自由端口通訊模式時可以與可編程設(shè)備通訊。（×）22.采用自由口通信方式，S7-200系列PLC的串行通信口完全由用戶程序來控制，可與任何通信協(xié)議已知的設(shè)備通信。（√）23.PLC程序的現(xiàn)場調(diào)試指在工業(yè)現(xiàn)場的實際調(diào)試，也是PLC程序的最后調(diào)試。現(xiàn)場調(diào)試的目的是調(diào)試通過后，可交給用戶使用或試運行。（√）24.兩個PLC之間的自由口通信主要是通過設(shè)置控制字節(jié)SMB30或SMB130來實現(xiàn)的。（√）25.并行數(shù)據(jù)通信常用于遠距離的數(shù)據(jù)傳輸場合。通常計算機內(nèi)部各部件之間的數(shù)據(jù)交換都采用并行通訊。（×）26.PLC與計算機之間多用串行通信。（√）27.多臺PLC之間的數(shù)據(jù)傳送多用并行通信。（×）28.計算機通信網(wǎng)絡(luò)是單工通信。（×）29.RS-232串行通信的傳輸速率較高，可以遠距離傳輸。（×）30.PROFIBUS-DP是一種為速度而優(yōu)化的協(xié)議，它是為了在現(xiàn)場控制器（DP主站）和分布式I/O（DP從站）之間的通信而特別設(shè)計的。（√）綜合記分作業(yè)4一、簡答題（每題0.5分，共4.5分）1．PLC的主要特點有哪些？PLC的主要發(fā)展趨勢如何？參考答案：PC的主要特點：（1）可靠性高，抗十擾能力強；（2）通用性強，控制程序可變，使用方便；（3）功能強，適應(yīng)面廣；（4）編程簡單，容易掌握；（5）體積小、重量輕、功耗低、維護方便。PC的主要發(fā)展趨勢：（1）功能吏完善；（2）控制分散化；（3）功能開放化；（4）便利化。2．電磁式繼電器與電磁式接觸器同是用來通斷電路的，它們有何不同？參考答案：（1）它們的結(jié)構(gòu)原理相似，接觸器由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置三步分組成：繼電器由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和釋放彈簧組成。（2）接觸器雖已將電動機、電熱設(shè)備等的控制由手動變?yōu)樽詣樱€不能滿足復(fù)雜生產(chǎn)工藝過程自動化的要求，繼電器實質(zhì)上是一種傳遞信號的電器，它根據(jù)特定形式的輸入信號而動作，從而達到控制目的。它與接觸器不同，主要用于反映控制信號，其觸點通常接在控制電路中。3．在電動機的控制線路中，熱繼電器的作用是什么？可否用熔斷器和過電流繼電器代替？為什么？參考答案：（1）熱繼電器主要是用于電動機的過載保護、斷相保護，電流不平衡運行的保護，以及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制；（2）兩者不能互相替換。熔斷器和過電流保護器主要起短路保護作用和限流保護作用。因為當線路發(fā)生短路時，熱繼電器需要內(nèi)部的保護機構(gòu)一定時間來發(fā)熱令原本是常閉的觸點斷開，響應(yīng)時間自然要比熔斷器要長。4．機電設(shè)備電器控制線路的表示方法有幾種？各有何用途？參考答案：電器控制線路的表示方法有：電氣原理圖、電氣設(shè)備安裝圖和電氣設(shè)備接線圖。（1）電氣原理圖用來表示電器控制線路的工作原理、以及各電氣元件的作用和相互關(guān)系。（2）電氣設(shè)備安裝圖用來表示各種電器在生產(chǎn)設(shè)備和電器控制柜中的實際安裝位置。（3）電氣設(shè)備接線圖用來表示各電氣元件之間實際接線情況，它為電氣元件的配線、檢修和施工提供了方便，實際工作時與電氣原理圖配合使用。5．傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)和可編程控制系統(tǒng)有何區(qū)別？參考答案：傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)為“硬接線”程序控制系統(tǒng)，通過修改控制器件和接線來改變控制功能；可編程控制系統(tǒng)為“軟接線”程序控制系統(tǒng)，通過修改PLC程序并改動少量接線端子來改變控制功能。6．為什么稱PLC的內(nèi)部繼電器為軟繼電器？和硬件繼電器相比，軟繼電器的觸點在使用上有何特點？參考答案：PLC內(nèi)部的繼電器并不是實際的硬繼電器，而是PLC內(nèi)部的存儲單元。因此，稱為“軟繼電器”，梯形圖是由這些“軟繼電器”組成的梯形圖控制線路圖，它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系的連接，稱為“軟連接”。當存儲單元某位狀態(tài)為1時，相當于某個繼電器線圈得電；當該位狀態(tài)為0時，相當于該繼電器線圈斷電。軟繼電器的常開觸點、常閉觸點可以在程序中使用無數(shù)多次。7．PLC的等效電路可以分為三個部分，即輸入部分、控制部分和輸出部分，各部分是如何工作的？參考答案：（1）輸入部分：接受操作指令（由啟動按鈕、停止按鈕等提供），接受被控對象的各種狀態(tài)信息（由行程開關(guān)、接近開關(guān)等提供）。（2）控制部分：是用戶編制的控制程序，通常用梯形圖表示。（3）輸出部分：該部分根據(jù)程序執(zhí)行的結(jié)果直接驅(qū)動負載。8．PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容包括什么？參考答案：（1）選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥等）。（2）PLC的選擇。選擇PLC，應(yīng)包括機型的選擇、容量的選擇、I／O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（3）分配I／O點，繪制I／O連接圖。（4）設(shè)計控制程序。包括設(shè)計梯形圖、語句表或控制系統(tǒng)流程圖。（5）必要時還需設(shè)計控制臺（柜）。（6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電器元件明細表等。9．對于可編程控制器機型的選擇主要考慮哪幾方面？參考答案：（1）PLC的類型；（2）輸入輸出模塊；（3）電源；（4）存儲器；（5）經(jīng)濟性考慮二、改錯（每題1.5分，共4.5分）1．找出下列梯形圖中的錯誤，并改正。設(shè)M10.0為一個沒有使用的中間繼電器。（注：（1）計數(shù)器C8的設(shè)定值PT前可加上0～32767的任意自然數(shù)；（2）在同一個PLC程序中，一個計數(shù)器號只能使用一次，將其中一個C8改為C0～C255之間的任意其他計數(shù)器號。）參考答案：2．找出下列梯形圖中的錯誤，并改正。參考答案：3．找出下列梯形圖中的錯誤，并改正。（注：（1）在同一個PLC程序中，一個定時器號只能使用一次，建議將其中一個T37改為分辨率相同的T37～T63、T101～T255之間的任意其他計數(shù)器號。（2）定時器的設(shè)定值PT前加上的數(shù)據(jù)可為0～32767的任意自然數(shù)。）參考答案：三、設(shè)計題（每題2.75分，共11分）1．一臺三相交流電動機按以下順序啟動和停車：按啟動按鈕SF1后，電動機先運轉(zhuǎn)10s，然后停止5s，重復(fù)此動作3次后停止運轉(zhuǎn)；按下緊急停機按鈕SF2，無論電動機處于何種運動狀態(tài)，電動動機急停；過載時熱繼電器BB動作，電動機停止。按照上述工作要求，完成以下題目：（1）試分配I/O通道；（2）畫出PLC的硬件接線圖；（3）設(shè)計一個滿足要求的梯形圖程序。參考答案：（1）電機控制I/O分配表說明地址功能BBIO.0熱保護SF1IO.1啟動按鈕SF2IO.2停止按鈕T37、T38時間繼電器CTU0計數(shù)器QA1Q0.0電動機運行（2）PLC電氣控制的外部硬件接線圖（3）選西門子S7-200的PLC(也可以選其它型號PLC)圖電機控制的PLC程序2．兩臺三相交流電動機M1、M2按以下順序啟動和停車：按啟動按鈕SF1，M1電動機起動，過5秒后M2電動機起動；按停止按鈕SF2，電動機M1、M2停止；若M1電動機過載，則電動機M1、M2停止；若電動機M2過載則僅電動機M2停機。按照上述工作要求，完成以下題目：（1）試分配I/O通道；（2）畫出PLC的硬件接線圖；（3）設(shè)計一個滿足要求的梯形圖程序。參考答案：（1）電機順序控制I/O分配表說明地址功能BB1IO.0電動機M1熱保護BB2IO.1電動機M2熱保護SF1IO.2啟動按鈕SF2IO.3停止按鈕T37時間繼電器QA1Q0.0電動機M1運行QA2Q0.1電動機M2運行（2）PLC電氣控制的外部硬件接線圖（3）選西門子S7-200的PLC(也可以選其它型號PLC)圖電機順序控制的PLC程序3．在某機械裝置上裝有兩臺三相交流電動機M1、M2，進行關(guān)聯(lián)控制：當按下正向啟動按鈕SF2，M1正轉(zhuǎn)；當按下反向啟動按鈕SF3，M1反轉(zhuǎn)；只有當M1運行時，并按下啟動按鈕SF4，M2才能運行，M2為單向運行；兩臺電動機有同一個按鈕SF1控制停止；BB1和BB2是熱繼電器，分別控制M1、M2過載停轉(zhuǎn)。按照上述工作要求，完成以下題目：（1）試分配I/O通道；（2）畫出PLC的硬件接線圖；（3）設(shè)計一個滿足要求的梯形圖程序。參考答案：（1）關(guān)聯(lián)控制功能的I/O分配表說明地址功能SF1IO.0總停按鈕SF2IO.1電動機M1正轉(zhuǎn)啟動按鈕SF3IO.2電動機M1反轉(zhuǎn)啟動按鈕SF4IO.3電動機M2啟動按鈕，常開觸點BB1IO.4電動機M1熱保護BB2IO.5電動機M2熱保護QA1Q0.0電動機M1正轉(zhuǎn)運行QA2Q0.1電動機M1反轉(zhuǎn)運行QA3Q0.2電動機M1反轉(zhuǎn)運行（2）PLC電氣控制的外部硬件接線圖（3）選西門子S7-200的PLC(也可以選其它型號PLC)圖電動機關(guān)聯(lián)控制的PLC控制程序4．在某機械裝置上裝有兩臺三相交流電動機M1、M2進行順序控制：要求按下啟動按鈕SF1時，兩臺電動機同時啟動；按下停止按鈕SF2，M1停止，M2延遲10s后自動停止；并且要求按鈕SF3能夠點動控制M2；BB1和BB2是熱繼電器，分別控制M1、M2過載停轉(zhuǎn)。按照上述工作要求，完成以下題目：（1）試分配I/O通道；（2）畫出PLC的硬件接線圖；（3）設(shè)計一個滿足要求的梯形圖程序。參考答案：（1）順序控制功能的I/O分配表說明地址功能BB1IO.0電動機M1熱保護BB2IO.1電動機M2熱保護SF1IO.2啟動按鈕SF2IO.3停止按鈕SF3IO.4點動控制按鈕T37時間繼電器QA1Q0.0電動機M1運行QA2Q0.1電動機M2運行（2）PLC電氣控制的外部硬件接線圖（3）選西門子S7-200的PLC(也可以選其它型號PLC)圖電機順序控制的PLC程序可編程控制器專題報告課程題目：飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC控制前言一、課題研究背景幾年前，自動化技術(shù)只占包裝機械設(shè)計的30%，現(xiàn)在已占50%以上，大量使用了微電腦設(shè)計和機電一體化控制。提高包裝機械自動化程度的目的：一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機械完成復(fù)雜動作的能力。本設(shè)計的目的是利用“PLC”技術(shù)平臺自主開發(fā)創(chuàng)新，將機械、電氣和自動化等技術(shù)有機結(jié)合，構(gòu)成實用的飲料灌裝生產(chǎn)線模擬系統(tǒng)。二、課題研究內(nèi)容 根據(jù)控制要求，以PLC為核心，設(shè)計出一款飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。設(shè)計系統(tǒng)控制硬件電路，編寫軟件控制系統(tǒng)程序，實現(xiàn)對飲料灌裝流水線的控制。三、課程研究意義本設(shè)計鑒于PLC可靠性高、耐惡劣環(huán)境能力強、使用極為方便三大特點，利用PLC技術(shù)平臺自主開發(fā)創(chuàng)新，將機械、電氣和自動化等技術(shù)有機結(jié)合，將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制功能用PLC代替，構(gòu)成實用、可靠的飲料灌裝生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可節(jié)省大量電氣元件、導(dǎo)線與原材料,縮短設(shè)計周期,減少維修工作量,提高加工零件合格率,進而提高生產(chǎn)率，而且程序調(diào)整修改方便靈活，提高了設(shè)備的柔性和靈活性。具有整體技術(shù)經(jīng)濟效益。四、課題研究方法步驟如下：1.控制系統(tǒng)總體設(shè)計：分析控制要求，了解系統(tǒng)工作過程。2.控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計：PLC型號、相關(guān)元器件的選擇以及外部接口電路的設(shè)計。3.控制系統(tǒng)軟件設(shè)計：利用STEP7軟件編制出相應(yīng)的梯形圖程序。4.系統(tǒng)調(diào)試：實驗室中連接硬件線路，模擬運行，完成程序的調(diào)試。第一章可編程控制器概述(一)PLC的定義可編程控制器，簡稱PLC（ProgrammablelogicController）,是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：

“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。(二)PLC的基本組成PLC的基本組成可歸為四大部件：1.中央處理單元（CPU板）——控制器的核心；2.輸入部件——連接現(xiàn)場設(shè)備與CPU之間的接口電路；3.輸出部件——送出PLC運算后得出的控制信息；4.電源部件——為PLC內(nèi)部電路提供能源。另外，還必須有編程器——將用戶程序?qū)戇M規(guī)定的存儲器內(nèi)。(三)PLC的功能與特點PLC的功能：1.邏輯控制2.定時控制3.計數(shù)控制4.步進(順序)控制5.數(shù)據(jù)控制，具有數(shù)據(jù)處理能力、通信和聯(lián)網(wǎng)6.其它PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求。如定位控制模塊、CRT模塊PLC的特點：1.可靠性高，抗干擾能力強2.功能完善，適用性強3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎(四)PLC的應(yīng)用范圍目前，在國內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。從應(yīng)用類型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個方面：1.開關(guān)量邏輯控制；2.運動控制；3.過程控制；4.數(shù)據(jù)處理。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計（一）系統(tǒng)的軟件設(shè)計及硬件設(shè)計系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅(qū)動電機啟動并一直保持到停止開關(guān)動作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動電機必須自動啟動，并保持到又檢測到一個瓶子或停止開關(guān)動作。當瓶子定位在灌裝設(shè)備下時，停頓1s，灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過程為45s，灌裝過程應(yīng)有報警顯示，5s后停止并不再顯示報警。用兩個傳感器和兩個計數(shù)器檢測并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動，便開始記錄空、滿瓶數(shù)，且空、滿瓶數(shù)都最多不超過8000瓶?？梢允謩訉τ嫈?shù)值清零。設(shè)計中包括PLC硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計及PLC控制軟件部分設(shè)計。硬件設(shè)計部分：1.分析控制要求，選擇對應(yīng)的傳感器及其他部件、并寫出I/O量功能表；2.選擇合適的PLC機型；3.畫出PLC控制系統(tǒng)外部接線圖。軟件設(shè)計部分：梯形圖灌裝流水線示意圖如下：圖2-1飲料罐裝生產(chǎn)流水線（二）傳感器的選擇信息處理技術(shù)取得的進展以及微處理器和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件。廣義地說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。它獲得的信息正確與否，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的精度。外界進入傳感器的信號幅度是很小的，而且混雜有干擾信號和噪聲。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號整形成具有最佳特性的波形，有時還需要將信號線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。成形后的信號隨后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸入到微處理器。傳感器的組成如圖2-2所示：針對本課題的控制要求，在設(shè)計中我選用了兩個光電傳感器（空瓶檢測傳感器、灌裝設(shè)備處的有無瓶傳感器）用來檢測有無飲料瓶通過；還選用了一個重量傳感器來檢測瓶子是否灌滿。敏感元件轉(zhuǎn)換元件接口電路輔助電源電信號敏感元件轉(zhuǎn)換元件接口電路輔助電源電信號非物理圖2-2傳感器組成分析對象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量，選擇適合的PLC機型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置，并繪制PLC控制電路硬件接線圖，編制I/O接口