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填空题：1、电气控制电路中通常有短路保护、过载保护、欠电压保护以及零电压保护等。2、PLC循环扫描工作方式的三个阶段输入处理阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。3、电器的控制作用就是手动或自动地接通。4、电气制动有反接制动、能耗制动、回馈制动等。5、笼型异步电动机常用的制动方式有机械制动和电气制动。6、FX2N系列步进指令有两条，其指令助记符是STL步进接点指令和RET步进返回指令。7、PLC常用的编程语言有梯形图、指令表和功能图。8、电气控制图一般分为主电路和辅助电路两部分9、试举出两种主令电器：按钮、行程开关。10、状态转移图编程的三要素状态指令_、状态元件_、状态_。11、FX2N系列PLC由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。12、电气控制电路中通常用的保护有短路保护、过载保护、欠电压保护以及零电压保护等。13、F1-40MR是F1系列PLC的基本单元（基本单元，扩展单元），40表示其具有40个输入输出点14、电气原理图一般分为主电路和辅助电路两个部分。15、阅读电气线路图的方法主要有两种：查线读图法和逻辑代数法。16、热继电器是对电动机进行过载保护的电器。简答题1、按下列逻辑表达式画出它所表征的电路图。KM=[SB·KA1+KM（KA1+KA2）]·FR答：某水泵由三相鼠笼式异步电动机拖动，采用直接启动，要求两处都能控制启、停，设计主电路与控制电路。参考答案2、在如图所示的功能指令表形式中，X0、(D)、(P)、D10、D14分别表示什么？该指令有什么功能？程序为几步？答：X0、(D)、(P)、D10、D14分别表示，执行条件、32位运算、脉冲执行、（D11，D10）-（D13，D12）→（D15，D14），指令的功能是32位减法指令，程序为13步。3、简述PLC的输入继电器、输出继电器、定时器及计数器的用途。答：输入端是PLC接收外部开关信号的端口,与内部输入继电器之间是采用光电绝缘电子继电器连接的，有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用，但输入继电器不能用程序来驱动。输出端是PLC向外部负载发送信号的端口，与内部输出继电器（如继电器、双向晶闸管、晶体管）连接，输出继电器也有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用。定时器相当于继电器电路中的时间继电器，可在程序中用于延时控制。计数器在程序中用作计数控制参见书P2244、说明FX2N-64MR型号的PLC中FX2N、64、M、R的含义。答：FXON表示的意思是PLC的系列号64表示的意思是I/O点数之和（I/O总的点数）M表示的意思是PLC主单元R表示的意思是PLC输出方式继电器输出5、下列电路为三相笼型电机单向旋转连续控制电路，接通电源，当按下启动按钮SB2时，交流接触器KM不工作，试分析故障原因。答：1、熔断器FU1、FU2烧毁或接触不良；2、按钮SB1、SB2损坏或触点接触不良；3、热继电器FR故障或常闭触点断开；4、交流接触器故障；5、线路故障。6、简述的基本单元、扩展单元和扩展模块的用途。答:基本单元（BasicUnit）包括CPU、存储器、输入输出口及电源，是PLC的主要部分。扩展单元（ExtensionUnit）是用于增加I/O点数的装置，内部设有电源。扩展模块（ExtensionModule）用于增加I/O点数及改变I/O比例，内部无电源，由基本单元或扩展单元供电。因扩展单元及扩展模块无CPU，因此必须与基本单元一起使用。7、可编程控制器和一般的计算机系统相比，PLC有哪些特点？答：可编程控制器和一般的计算机系统相比，PLC有如下特点（一）可靠性高，抗干扰能力强（二）配套齐全，功能完善，适用性强（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎（四）系统设计周期短,维护方便,改造容易（五）体积小，重量轻，能耗低8、试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处，并说明如果采用PLC控制，还需要中间继电器吗，为什么？答：中间继电器实质上是电压继电器，只是触头数量多（一般有8对），容量也大，起到中间放大（触头数目和电流容量）的作用。交流接触器的触头用于分断或接通电路。交流接触器一般有3对主触头，2对辅助触头。由此可知中间继电器和交流接触器的工作原理相同，只是触头数量不同，中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大,主要用于完成控制要求的信号传递，交流接触器的3对主触头电流容量大主要用于工作设备。如果采用PLC控制，不需要中间继电器，因为PLC控制的输入继电器，有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用，输出继电器也有无数个常开、常闭触点，可以无限次使用。一、梯形图的结构规则梯形图作为一种编程语言，绘制时有一定的规则。在编辑梯形图时，要注意以下几点。（1）梯形图的各种符号，要以左母线为起点，右母线为终点（可允许省略右母线）从左向右分行绘出。每一行起始的触点群构成该行梯形图的“执行条件”，与右母线连接的应是输出线圈、功能指令，不能是触点。一行写完，自上而下依次再写下一行。注意，触点不能接在线圈的右边，如图6-54（a）所示；线圈也不能直接与左母线连接，必须通过触点连接，如图6-54（b）所示。（a）不正确正确（b）不正确正确图6-54规则（1）说明（2）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上。例如，在图6-55（a）中触点E被画在垂直线上，便很难正确识别它与其它触点的关系，也难于判断通过触点E对输出线圈的控制方向。因此，应根据信号单向自左至右、自上而下流动的原则和对输出线圈F的几种可能控制路径画成如图6-55（b）所示的形式。(a)桥式电路（b）双信号流向电路图6-55规则（2）说明：桥式梯形图改成双信号流向的梯形图（3）不包含触点的分支应放在垂直方向，不可水平方向设置，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径，如图6-56。ABCDEFGHIABCDEFGHI(a)不正确(b)正确YY图6-56规则（3）说明（4）如果有几个电路块并联时，应将触点最多的支路块放在最上面。若有几个支路块串联时，应将并联支路多的尽量靠近左母线。这样可以使编制的程序简洁明，指令语句减少。如图6-57所示。图6-57规则（4）说明（5）遇到不可编程的梯形图时，可根据信号流向对原梯形图重新编排，以便于正确进行编程。图6-58中举了几个实例，将不可编程梯形图重新编排成了可编程的梯形图。Y000X000X001X002X003X004Y001Y000X003X004Y001X001X002X000X001（a）重排电路之一X001Y002X000X002X003X004X005X006X007X000X000X000X001（b）重排电路之二Y002X003X003X002X004X004X005X006X007X000Y004Y005Y006X001X002X005X007Y004Y005Y006X002X005X007X001X001X000X000（c）重排电路之三图6-58重排电路举例下图中垂直分支线上有触点，现改为垂直分支线无触点的形式,并写出对应梯形图的指今表。（注意图中的1～5用X001～X005表示,输出用Y000表示）指出下图中梯形图的规则错误，并改为可满足要求的梯形图结构规则图。答：不包含触点的分支应放在垂直方向，不可水平方向设置，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。继电器控制的行程开关控制的电动机正、反转自动循环控制线路如下图所示，试用如下图所示的PLC端口接线图，完成继电器控制的行程开关控制的电动机正、反转自动循环控制线路梯形图的设计。二、三相异步电动机可逆运转控制：互锁环节在上例的基础上，如希望实现三相异步电机可逆运转。只需增加一个反转控制按钮和一个反转接触器KM2即可。PLC的端子分配与及梯形图见图6－62。梯形图设计可以这样考虑，选二套启－保－停电路，一个用于正转，（通过Y000驱动正转接触器KM1），一个用于反转（通过Y001驱动反转接触器KM2）。考虑正反转二个接触器不能同时接通，在二个接触器的驱动支路中分别串入对方接触器的常闭触点（如Y000支路串入Y001常闭触点;Y001支路串入X000X001X002COMY000Y001COMKM1KM2SB2SB1SB3KM1KM2FR220V～FX2N-16MRX000X001Y001Y000Y000Y001X002X001X002X000Y001Y000图6-62三相异步电机可逆运转控制Y000常闭触点），这样当正转方向的驱动组件Y000接通时，反转方向的驱动组件Y001就不能同时接通。这种二个线圈回路中互串对方常闭触点的结构形式叫做“互锁”或“联锁”。FX-TRN-BEG-C的初级挑战D－5继电器控制的电动机正反转控制如下图所示，试用如下图所示的PLC端口接线图，完成继电器控制的电动机正反转控制梯形图的设计。参考答案：第六节可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的，可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序完成用户任务。但PLC的工作方式与个人计算机有所不同，PLC是在确定了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，采用循环扫描的工作方式，系统工作任务管理及应用程序执行都是以循环扫描方式完成的。现叙述如下。一、分时处理及扫描工作方式PLC系统正常工作时要完成如下的任务：1.计算机内部各工作单元的调度、监控;2.计算机与外部设备间的通讯；3.用户程序所要完成的工作。这些工作都是分时完成的。每项工作又都包含着许多具体的工作，以用户程序的完成来说又可分为以下三个阶段。画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路，并将控制线路的功能改由PLC控制，并写出梯形图程序。参考答案：1、输入处理阶段也称输入采样阶段。在这个阶段中，可编程序控制器读入输入口的状态，并将它们存放在输入数据暂存区中。在输入处理阶段之后，即使输入口状态有变化，输入数据暂存区中的内容也不变，直到下一个周期的输入处理阶段，才读入这种变化。2、程序执行阶段在这个阶段中，PLC根据本次读入的输入数据，依用户程序的顺序逐条执行用户程序。执行的结果均存储在输出状态暂存区中。3、输出处理阶段也叫输出刷新阶段。这是一个程序执行周期的最后阶段。PLC将本次用户程序的执行结果一次性地从输出状态暂存区送到各个输出口，对输出状态进行刷新。以上三个阶段是分时完成的。为了连续地完成PLC所承担的工作，系统必须周而复始地依一定的顺序完成这一系列的具体工作。这种工作方式叫做循环扫描工作方式。二、扫描周期及PLC的两种工作状态PLC有两种基本的工作状态，即运行(RUN)状态和停止(STOP)状态。运行状态是执行应用程序的状态。停止状态一般用于程序的编制与修改。图5-15给出了运行和停止两种状态PLC不同的扫描过程。由图可知，在这两个不同的工作状态中，扫描过程所要完成的任务是不尽相同的。内部处理通信操作输入处理程序执行输出处理运行停止图5-15扫描过程示意图PLC在RUN工作状态时，执行一次图5-15所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1～100ms。以OMRON公司C系列的P型机为例，其内部处理时间为1.26ms；执行编程器等外部设备命令所需的时间为1～2ms（未接外部设备时该时间为零）；输入、输出处理的执行时间小于1ms。指令执行所需的时间与用户程序的长短，指令的种类和CPU执行速度有很大关系，PLC厂家一般给出每执行1K（1K＝1024）条基本逻辑指令所需的时间（以ms为单位）。某些厂家在说明书中还给出了执行各种指令所需的时间。一般说来，一个扫描过程中，执行指令的时间占了绝大部分。三、输入输出滞后时间输入输出滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻止之间的时间间隔。它由输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分所组成。输入模块采用RC滤波,其典型值为10ms左右。输出模块的滞后时间与输出所用的开关元件的类型有关：若是继电器型输出电路，负载被接通时的滞后时间约为1ms，负载由导通到