可编程序控制器原理及应用练习题2

1可编程控制器原理及应用练习题2一、填空练习题1.PLC的主要特点有灵活性和通用性强、抗干扰能力强，可靠性高、编程语言简单易学、PLC与外部设备的连接简单，使用方便、PLC的功能强，功能的扩展能力强、PLC控制系统的设计，调试周期短和PLC体积小，重量轻，易于实现机电一体化。2.PLC的基本组成有CPU、存储器、输入/输出单元、电源、扩展端口、外部设备端口、编程工具和特殊功能单元等。3.PLC的结构形式有整体式、模块式和叠装式。4、PLC的存储器可分为系统程序存储器、用户程序存储器和工作数据存储器。二、问答练习题1.在工业局域网中什么是拓扑？PLC的网络拓扑有哪些？答：（1）在工业局域网中，节点间的物理连接结构称为拓扑；（2）PLC的网络拓扑有星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑和树型拓扑。2.在工业局域网中什么是传输介质？传输介质有哪些？答：（1）传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是实际传送信息的载体；（2）传输介质有双绞线、多股屏蔽电缆、同轴电缆、光纤电缆、微波、红外线、激光、卫星通信等。3.CPM2A系列PLC的编程元件都有哪些？答：CPM2A系列PLC的编程元件有：内部继电器(IR)、特殊辅助继电器(SR)、暂存继电器(TR)、保持继电器(HR)、辅助记忆继电器(AR)、链接继电器(LR)、定时器/计数器(TIM/CNT)、数据存储器(DM)。4.在PLC输入/输出电路中，为什么要设立光电隔离器？答：PLC输入/输出电路中光电隔离器的目的是把PLC与外部电路隔离开来，以阻断内部和外部的直接电联系，提高PLC的抗干扰能力，减少故障和误动作。5.指令LD、LDNOT、AND、ANDNOT的作用和意义是什么？（教材P45）答：指令LD可以实现常开触点与左侧母线相连接；指令LDNOT可以实现常闭触点与左侧母线相连接；指令AND可以实现常开触点与其他程序段相串联；指令ANDNOT可以实现常闭触点与其他程序段相串联。6.指令TIM、CNT、KEEP的功能是什么？答：（1）指令TIM——接通延时ON定时器指令。从输入条件为ON时开始定时（定时时间为SV×0.1s）。定时时间到，定时器的输出为ON且保持；当输入条件变为OFF时，定时器复位，输出变为OFF，并停止定时，其当前值PV恢复为SV。（2）指令CNT——单向减计数器指令。从CP端输入计数脉冲，当计数满足设定值时，其输出为ON且保持，并停止计数。只要复位端R为ON，计数器即复位为OFF并停止计数，且当前值PV恢复为SV。计数器有掉电保持功能。（3）指令KEEP——锁存继电器指令。当S端输入为ON时，继电器N被置为ON且保持；当R端输入为ON时，N被置为OFF且保持；当S、R端同时为ON时，N为OFF，N为HR区继2电器时有掉电保持功能。7.PLC的输入方式有几类？试举例说明。答：PLC的输入方式有两种，一种是数字量输入(也称为开关量或接点输入)，例如按钮、转换开关等主令元件给出的输入信号；另一种是模拟量输入(也称为电平输入)，如温度传感器、速度传感器等传感器检测元件给出的输入信号；后者要经过模拟/数字变换部件才能进入PLC。8.PLC的I/O电路采用光电隔离的作用是什么？答：PLC输入/输出电路中光电隔离器的目的是把PLC与外部电路隔离开来，以阻断内部和外部的直接电联系，提高PLC的抗干扰能力，减少故障和误动作。三、分析与改错题1.下列梯形图是三相异步电动机的启动控制程序。试说出它的控制过程。（启动控制为00000，停止控制为00001）答：控制过程：PLC上电后，电动机绕组即以Y形连接启动；按下启动按钮，00000号输入继电器状态为ON，00000常开触点闭合，输出继电器20000线圈得电，20000常开触点闭合，使得20000号输出继电器保持ON，同时定时器TIM001开始定时，其PV值从0050开始每隔0.1s减1。当TIM001的PV值减50次（5s）时，PV值减为0000，此时TIM001输出为ON，其常开触点闭合，定时器TIM002开始定时，其PV值从0040开始每隔0.1s减1，TIM001常闭触点断开，使01001为OFF，电动机Y形连接运行结束，进入Y-Δ换接的等待时间，同时，01001常闭触点闭合，为三角形绕组接通做好准备。当TIM002的PV值减40次（4s）时，PV值减为0000，此时TIM002输出为ON，其常开触点闭合，输出继电器01002状态为ON，电动机绕组三角形连接运行。01001常闭触点和01002常闭触点是为了实现互锁，使得同一时间电动机绕组只能有一000000000120000TIM00101001TIM00201002TIM002#0040TIM001#0050TIM0010100201001200003种接法。2.下列两个梯形图中有哪些是的不符合编程规则的，请予以改正。3.试分析PLC出现输入/输出的滞后现象产生的原因，最短响应时间和最长响应时间如何表达，提出缩短响应时间的可行措施。答：（1）PLC出现输入/输出的滞后现象产生的原因：①输入滤波器的时间常数(输入延迟)；②输出继电器的机械滞后(输出延迟)；③PLC的循环扫描工作方式；④PLC的输入采样、输出刷新的特殊处理方式；⑤用户程序中语句的安排，程序的优化。（2）最短响应时间＝输入延迟时间＋1个扫描周期＋输出延迟时间最长响应时间＝输入延迟时间＋2个扫描周期＋输出延迟时间（3）缩短响应时间的可行措施：①适当减小输入滤波器的时间常数，可以减小输入信号的延迟；②选用晶体管输出或双向晶闸管输出，可减少输出延迟；⑤合理编排用户程序语句，优化程序。四、应用设计练习题1.设计一个电动机按一定时间间隔自动正反转的程序（梯形图）。要求：（1）电动机启动时，只能先启动正转，不能先启动反转；（2）电动机正转的时间是10秒，正转结束后自动反转；反转的时间是15秒，反转结束后自动正转。（3）电动机反转过程中欲正转运行，必须先按停止按钮，再按启动按钮使之正转运行。正转过程中不能实现立即反转，必须按时间顺序自动进入反转。（需要画出PLC接线图。）（第三个要求实际上就是要互锁）解析：（1）将电动机正转的输出继电器01000的常开触点接在电动机反转的输出继电器01001的线圈电路中，这样，只有输出继电器01000ON时，常开触点01000ON，线圈01001才能得电，否则线圈01001电路保持断开，线圈01001不可能得电；但题目要求反转时正转结束，所以改将定时器TIM000的常开触点放在电动机反转的输出继电器01001的线圈电路中；另外，将01000的常闭触点放在电动机反转的输出继电器01001的线圈电路中，以保证电动机正转时，不可能反转，起互锁作用。4（2）定时器TIM000控制电动机正转时间SV1×0.1s=10s；当定时时间到时，定时器TIM000ON，常闭触点TIM000OFF，使输出继电器01000OFF，电动机停止正转；常闭触点01000闭合，常开触点TIM000ON，电动机开始反转。同时，开始定时，15s后定时时间到，定时器TIM001ON，常闭触点TIM001OFF，常开触点TIM001ON，反转结束正转开始。（3）程序（4）PLC接线图52.设计一个脉冲宽度和占空比均可调的连续脉冲发生器程序。（需要说明工作过程。）（教材P184）解析：（1）程序（2）工作过程从00000的上升沿开始，20000线圈OFF，定时器TIM000开始定时。经过SV1×0.1s，定时器TIM000ON，使20000线圈ON，且定时器TIM001开始定时。经过SV2×0.1s，定时6器TIM001ON，定时器TIM000复位，20000线圈OFF，定时器TIM001也复位，定时器TIM000又开始定时。在00000ON期间不断重复上面的过程，由20000输出连续脉冲，调整两个定时器的设定值就可以改变脉冲信号的宽度和占空比。3.用DIFU(13)指令，设计一个二分频器程序，需要画出梯形图、波形图，说明工作原理。（教材P183）解析：（1）二分频器程序梯形图：（2）波形图（3）工作原理当00000以某一频率通断时，20002将以二分频通断。当00000第1次由OFF变为ON的上升沿，DIFU指令触发继电器20000接通一个扫描周期，20000输出为ON，其常开触点闭合，输出继电器20002得电并自锁，输出状态变为ON，其常开触点闭合；00000第2次由OFF变为ON的上升沿，DIFU指令触发继电器20000接通一个扫描周期，20000输出为ON，其常开触点闭合，输出继电器20001得电，输出状态变为ON，其常闭触点断开，使输出继电器20002失电，输出状态变为OFF，20002常开触点断开，此时20001失电，输出状态变为7OFF，20001常闭触点闭合。上述过程循环进行，当00000以某一频率通断时，20002将以二分频通断。简略回答（教材P183）：当输入信号00000第一次由OFF变为ON时，20000线圈ON一个扫描周期，20002线圈ON并自保持。当00000线圈第二次由OFF变为ON时，20000线圈ON一个扫描周期，20001线圈ON，20001常闭触点OFF，使20002线圈OFF。上述过程循环进行。当00000以某一频率通断时，20002将以二分频通断。