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第8章习题参考答案1.答：为防止两个接触器同时通电造成短路，在软件设计中，采取用2个输出继电器的常闭触点互相切断对方的输出继电器，则称为软互锁；其特点是从程序上保证了正、反转两个接触器不会同时通电动作。在PLC输出端，正、反转两个接触器的硬件连接上，采用常闭触点互相切断对方接触器的线圈，这种构成的互锁称为外部硬互锁。其特点是防止接触器因质量不好或发生触点熔焊，造成正、反转换接时触点未按要求断开；也可以防止PLC内部发生运算错误，导致正、反转两个接触器同时通电动作，造成主电路短路。2.答：人机界面就是人与硬件（计算机、PLC等）、控制软件之间实现信息交互的操作界面，由硬件和软件构成。用户可以通过人机界面与计算机、PLC进行信息交换，向PLC控制系统输入数据、信息和控制命令；而PLC控制系统又可通过人机界面，在可编程终端、计算机上传送控制系统的数据和有关信息给用户。每一个控制系统的功能不同，所需要交流的数据和信息就不同，因此需要的人机界面也不同，所以需要根据系统的控制需求来进行人机界面的设计。3.答：1系统需要启动按钮个、停止按钮1个，共计2个开关量输入。系统需要3个接触器来控制三台电动机，共计3个开关量输出。选择CPU224即可以满足控制需求。输入、输出端口分配如表1所示。表1输入/输出分配表输入输出输入端子输入元件作用输出端子输出元件控制对象I0.0SB0启动按钮Q0.1接触器KM1电动机M1I0.1SB1停止按钮Q0.2接触器KM2电动机M2Q0.3接触器KM3电动机M3依据I/O分配表，进行PLC外部接线如图1所示。梯形图程序如下。4.答：选择A/D转换模块EM231和D/A主模块EM232各一个。2点模拟量输入接AIW0通道和AIW2通道，每个输入通道采集10次，取平均值作为采样值；模拟量输出送AQW0通道，当外部输入信号I0.0有效时开始采集、输出。编程如下。5.答：本设计只考虑电梯轿厢外的呼叫信号，电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。设计输入信号：每层楼设有呼叫按钮SB1～SB3，用以选择需停靠的楼层；SQ1～SQ3为各层到位行程开关。设计输出信号：楼层指示灯HL1、HL2、HL3，每层呼叫指示灯HL4、HL5、HL6；KM1电梯上升接触器，KM2电梯下降接触器共需要输入信号6个，输出信号8个。选择S7-200PLCCPU224SQ1、SQ2、SQ3分别接主机的输入点I0.2、I0.1、I0.0；层呼叫按钮SB1、SB2、SB3分别接主机的输入点I0.5、I0.4、I0.3；楼层指示灯ＨL1、ＨL2、ＨL3分别接主机的输出点Q0.2、Q.1、Q0.0；KM1、KM2分别接主机的输出点Q0.4、Q0.3；层呼叫指示灯HL4、HL5、HL6分别接主机的输出点Q0.7、Q0.6、Q0.5。输入、输出信号端口分配如表所示。表1I/O分配表输入信号输出信号输入端子输入元件功能说明输出端子输出元件功能说明I0.0SQ3三层行程开关Q0.0HL3三层指示灯I0.1SQ2二层行程开关Q0.1HL2二层指示灯I0.2SQ1一层行程开关Q0.2HL1一层指示灯I0.3SB3三层呼叫按钮Q0.3KM1电梯上升I0.4SB2二层呼叫按钮Q0.4KM2电梯下降I0.5SB1一层呼叫按钮Q0.5HL6三层呼叫指示灯Q0.6HL5二层呼叫指示灯Q0.7HL4一层呼叫指示灯依据I/O分配表进行PLC的外部接线如图所示。编写梯形图程如下。6.答：设置输入信号：SB1为正向启动按钮，SB2为反向启动按钮，SB3为外部设置循环次数的按钮（SB3接通的次数即为送料装置的循环次数），SB4为停止按钮；SA1为程序置数和外部置数的选择开关，接通时为外部设置循环置数。SA2为点动和自动的选择开关；SQ1、SQ2、SQ3为原位、A处、B处的到位行程开关。设置输出信号：接触器KM1控制送料车前进，接触器KM2控制送料车后退。共需要输入信号10个，输出信号2个。选择S7-200PLCCPU224，其I/O分配如表所示。PLC外部接线如图所示。表1I/O分配表输入信号输出信号输入端子输入元件功能说明输出端子输出元件功能说明I0.0SB1正向启动按钮Q0.0KM1送料车前进I0.1SB2反向启动按钮Q0.1KM2送料车后退I0.2SQ1原位行程开关I0.3SQ2A处行程开关I0.4SQ3B处行程开关I0.5SA2-1点动有效选择开关I0.6SA2-2自动有效选择开关I0.7SB3设置循环次数按钮I1.0SB4停止按钮I1.1SA1外部置数选择开关编写梯形图如下：7.答：（1）8组抢答器使用SB1-SB8抢答按钮，主持人使用开始抢答按钮SB9、复位按钮SB10。主持人复位按钮用于显示器及抢答信号有效复位。七段数码管显示器的每一段分配一个输出信号，蜂鸣器及违规指示灯各一个输出信号。因此总共需要输入信号10个，输出信号9个。选择S7-200PLCCPU224输入、输出信号端口分配如表所示。表1I/O端口分配输入信号输出信号输入端子输入元件功能说明输出端子输出元件功能说明I0.0SB1第1组抢答按钮Q0.0数码管a段显示输出I0.1SB2第2组抢答按钮Q0.1数码管b段显示输出I0.2SB3第3组抢答按钮Q0.2数码管c段显示输出I0.3SB4第4组抢答按钮Q0.3数码管d段显示输出I0.4SB5第5组抢答按钮Q0.4数码管e段显示输出I0.5SB6第6组抢答按钮Q0.5数码管f段显示输出I0.6SB7第7组抢答按钮Q0.6数码管g段显示输出I0.7SB8第8组抢答按钮Q1.0蜂鸣器HA蜂鸣发声I1.0SB9主持人开始按钮Q1.1指示灯HL违规指示I1.1SB10主持人复位按钮（2）依据I/O分配表进行PLC的外部连接如图所示。（3）设计梯形图程序如下。8.答：系统需要启动按钮1个、停止按钮1个，共计2个开关量输入。抽水机由三相异步电动机拖动，三台抽水机需要3个接触器来控制，共计3个开关量输出。选择CPU224即可以满足控制需求。输入、输出端口分配如表1所示。表1输入/输出分配表输入输出输入端子输入元件作用输出端子输出元件控制对象I0.0SB0启动按钮Q0.0接触器KM1电动机M1I0.1SB1停止按钮Q0.1接触器KM2电动机M2I0.2FR1、FR2、FR3过载保护Q0.2接触器KM3电动机M3依据I/O分配表，进行PLC外部接线及主电路设计如图1所示。设计污水排放系统顺序功能图如下图。当按下启动按钮后，系统按控制要求的时间轮流启动三台抽水机工作，当发生过载或按下停止按钮时，都会使抽水机立即停止工作，返回到初始状态。根据功能图设计梯形图如下。