电气技师鉴定范围5可编程序控制器.doc

鉴定范围5 可编程序控制器鉴定点1 可编程序控制器的基本功能鉴定要求：掌握可编程序控制器的功能。问：可编程序控制器具有哪些功能？答：可编程序控制器具有以下功能：（1）条件控制PLC具有逻辑运算功能，它能根据输入继电器的触点与（AND）、或（OR）等逻辑关系决定输出继电器的状态（ON与OFF），故它可代替继电器进行开关控制。（2）定时控制为满足生产工艺对定时控制的要求，一般PLC都为用户提供足够的定时器，所有定时器的定时值可由用户在编程时设定，即使在运行中定时值也可被读出和修改，使用灵活，操作方便。（3）计数控制为满足对计数控制需要，PLC向用户提供上百个功能较强的计数器，所有计数器的设定值可由用户在编程时手段，且随时可以修改。（4）步进控制步进顺序控制是PLC的最基本的控制方式，多种型号的PLC都设置了专门的步进控制指令，为用户提供了极大的方便。（5）数据处理PLC具有较强的数据处理能力，除能进行加、减、乘除四则运算基本开方运算外，还能进行字操作、位移操作、数制转换、译码等数据处理。（6）通信和联网由于PLC采用了通信技术，可进行远程的I/O控制。（7）对控制系统的监控PLC具有较强的监控功能，它是记忆某些异常情况或在发生异常情况时自动终止运行。操作人员通过监控命令，可以监控系统的运行状态，可以改变设定值，方便程序的调试。试题选解：可编程序控制器不具有（ ）功能。(A)数据处理 （B）条件控制 (C)计数控制 (D)人工智能解：可编程序控制器具有数据处理、条件控制、计数控制等功能，但可编程序控制器不具有人工智能功能。所有正确答案应选D。鉴定点2 可编程序控制器的特点及分类鉴定要求：1、掌握可编程序控制器的特点。 2、掌握可编程序控制器的分类。问：可编程序控制器具有哪些特点？它是如何分类的？答：可编程序控制器具有以下特点：（1）可靠性高可编程序控制器的平均无故障时间可达几十万小时。一般来说，可编程序控制器中发生的故障绝大多数是由传感器、执行器等外围部件所造成的。（2）编程方便对一般电气控制线路，可采用梯形图编程；对较复杂的控制系统，为简化编程，许多型号的可编程序控制器都设置了步进顺控指令、流程图指令、功能指令等指令系统，大大加快了系统开发速度。（3）环境要求低可编程序控制器可在较大温度、湿度变化范围内正常工作，抗振动、抗冲击性好，对电源电压的稳定性要求较低，特别是抗电磁干扰能力强，因此可应用在较恶劣的环境中。（4）与其他配置连接方便可编程序控制器与其他装置，配置的连接基本都是直接的。1）输入量可以是开关量也可以是模拟量。2）输出驱动外部电路有继电器、晶闸管、晶体管等几种不同形式。可编程序控制器的分类如下：（1）按结构形式分类可编程序控制器安装硬件的结构形式可分为整体式和组合式。整体式可编程序控制器外观上是一个长方形箱体，组合式可编程序控制器的硬件构成具有较高的灵活性，其模块可以像拼积木似的进行组合，构成具有不同控制规模和功能的PLC。（2）按控制规律分类输入输出总路数，又称为I/O点数，是表征可编程序控制器的重要参数。小型PLC的点数较少，在128点以下，中型PLC的点数在128点以上、1024点以下；输入输出的总点数超过1024点的PLC成为大型PLC。（3）按实现的功能分类按照功能不同，PLC大致可分为低档、中档和高档。目前，国内工业控制中应用最广泛的是中、低档机。试题选解：可编程序控制器的输出驱动外部电路有继电器、晶闸管和（ ）等几种不同形式。（A）二极管 （B）模拟量 （C）数字量 （D）晶体管答：答案A、B、C都不对，可编程序控制器的输出驱动外部电路有继电器、晶闸管和晶体管等几种不同形式。所以正确答案应选D。鉴定点1 可编程序控制器的组成鉴定要求：1、掌握可编程序控制器的组成。 2、熟悉可编程序控制器各组成部分的作用。问：可编程序控制器主要由哪几部分组成？答：可编程序控制器主要由以下几部分组成：（1）中央处理器（CPU） 中央处理器是可编程序控制器的核心部件，起着控制和运算作用。它能够执行程序所需的各种操作，处理输入信号等。（2）存储器 有存储器用于存放程序和数据。它主要可分为两大类：系统程序存储器和用户存储器。1）系统程序存储器。系统程序存储器用来存放制造商为用户提供的监控程序、模块化应用功能子程序、命令程序、故障诊断程序及其他各种管理程序。2）用户存储器。用户存储器又分为用户程序存储器和数据存储器两部分。 用户程序存储器：用户程序存储器有RAM、EPROM、E2PROM3种类型。用户程序存储器用来存放用户编写的应用程序、调试成熟的程序，一般都有存储在EPROM或E2PROM中，如果需要改变程序就需要重写或更换EPROM或E2PROM。 数据存储器：用来存放控制过程中需要不断改变的信息，这些数据在PLC运行期间总是不断改变的，只能用可以随意读写的随机存储器RAM来存放。（3）输入接口电路 输入信号有开关量、模拟量、数字量3种类型。输入输出接口电路是PLC与外围设备之间的桥梁。（4）输出接口电路 可编程序控制器的输出有3种形式：继电器输出、晶闸管输出和晶体管等。PLC通过接口电路向现场的执行部件输出响应的控制信号，执行部件有电磁装置、接触器等。（5）电源 一般小型PLC的电源输出分为两个部分：一部分供PLC内部电路工作，另一部分用于向外提供给现场传感器等工作。目前，PLC都采用开关电压，且性能稳定、可靠。对数据存储器常采用锂电池作断电保护后备。试题选解：可编程序控制器（PLC）是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成的。此种说法是（ ）。（A）正确的 （B）错误的 （C）无法判断解：此题的说法是正确的，可编程序控制器（PLC）是由中央处理器（CPU）、存储器、输入部分、输出部分和电源组成的。中央处理器（CPU）和存储器又称逻辑部分，所以正确答案应选A。鉴定点3 可编程序控制器的工作原理鉴定要求：1、掌握可编程序控制器的工作原理。问：可编程序控制器是如何工作的？答：PLC的工作过程中周期需要3个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，这种工作方式称为扫描工作方式。PLC就是不断循环地进行着这种扫描工作的，以满足生产实时控制的需要。从输入到输出的整个执行时间称为扫描周期，因此全部输入输出状态的更新需要一个扫描周期。（1）输入处理 程序执行前，把PLC的全部输入端子的通断状态读入输入映像寄存器的内容也不会变，直到进行下一扫描周期的输入采样阶段，才读入这一变化。（2）程序处理 根据用户程序存储器所有的指令，从输入映像寄存器和其他软元件的映像寄存器中将有关软元件的通、断读出，从第0步开始顺序运算，每次运算结果都写入有关的映像寄存器。因此，各软元件（X除外）映像寄存器中的内容是随着程序的执行而不断变化的。（3）输出处理（输出刷新） 全部指令执行完毕，将输出映像寄存器的通断状态向输出锁存寄存器传递，成为PLC的实行输出。试题选解：PLC的工作过程需要（ ）几个阶段。（A）2 （B）3 (C) 4 （D）5解：PLC的工作过程中周期需要3个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，这种工作方式成为扫描工作方式。所以正确答案应选B。鉴定点2 可编程序控制器的编程规则鉴定要求：掌握可编程序控制器的基本编程规则。问：可编程序控制器的基本编程规则如下：（1）梯形图的左右母线 梯形图中最左边的垂直线是左母线，最右边的垂直线是右母线。画梯形图时，每一个逻辑行必须从左母线开始，终止于右母线。画梯形图时，必须注意以下两点：1）左母线只能直接接各类继电器的触点，继电器线圈不能直接接在左母线上。2）右母线只能直接接各类继电器的线圈（不含输入继电器），继电器的触点不能直接接右母线。（2）继电器线圈的触点1）梯形图所有继电器线圈的编号，应用所选PLC软元件表所列范围之内，不能任意选用。一般情况下，同一线圈的编号在梯形图里只能出现一次，而同一触点的编号在梯形图中可以重复出现。同一编号的线圈在程序中使用两次或两次以上，称为双线圈输出。双线圈输出只有特殊情况下才允许出现。在一段程序中，同一编号继电器的触点可以多次重复使用，不受次数限制。编程时没有必要为减少某一继电器的触点数而增加程序的复杂性，这一点与继电器控制线路的设计有很大的区别。2）梯形图中，只表示输入继电器的触点，输入继电器的线圈是不反映的。这是因为每个输入继电器的线圈是由对应的输入点的输入信号驱动的。3）梯形图中，不允许出现PLC所驱动的负载，只能出现相应输出继电器的线圈。输出继电器得电时，表示相应输出点的外部与输入信号驱动的。4）梯形图中，所有触点都应按从上到下，从左到右的顺序排列，并且触点只允许画左水平方向（主控触点除外）。（3）合理设计梯形图1）在每个逻辑行上，串联触点较多的电路块应安排在最上面，这样可以省略一条ORB指令。2）在每个逻辑行上，并联触点较多的电路块应安排在最左边，这样可以省略一条ANB指令。3）如果多个逻辑行中都具有相同的控制条件，可将每个逻辑行中相同的部分合列在一起，共用一个控制条件，以简化梯形图。4）设计梯形图时，一定要了解PLC的扫描工作方式，即在程序处理阶段，对梯形图按从上到下，从左到右的顺序的顺序逐一扫描处理，不存在几条并联支路同时动作的情况。这一点有别于继电控制线路。试题选解：在PLC梯形图的每个逻辑行上并联触点较多的电路块应尽量安排在（ ）（A）最左边 （B）最上边 （C）最下边 （D）最右边解：在每个逻辑行上，并联触点较多的电路块应安排在最左边，这样可以省略一条ANB指令，所以正确答案应选A。鉴定点6 可编程序控制器的基本指令鉴定要求：1、掌握可编程序控制器的基本指令。 2、掌握可编程序控制器的基本指令的应用。问：可编程序控制器的基本指令有哪些？答：可编程序控制器的基本指令有：（1）连接和驱动指令1）LD指令称为“取指令”。其功能使常开触点与左母线相连接。2）LDI指令称为“取反指令”。其功能使常闭触点与左母线相连接。LD指令和LDI指令的操作元件可以是输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器和计数器C中的任何一个。（2）OUT指令 该指令称为“输出指令”或“驱动指令”，其功能是：输出逻辑运算结果，也就是根据逻辑运算结果去驱动一个指定的线圈。驱动指令的操作元件是输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器和计数器C中的任何一个。使用OUT指令时应注意以下几点： OUT指令不能用于驱动输入继电器。 OUT指令可以连续使用，称为并行输出，且不受使用次数限制。 定时器和计数器C使用OUT指令后，还需要一条常数设定值语句。（3）AND和ANI指令1）AND指令称为“与指令”，其功能是使继电器的常开触点与其他继电器的触点串联。2）ANI指令称为“与非指令”，其功能是使继电器的常闭触点与其他继电器的触点串联。AND指令和ANI指令的操作对象与LD指令相同，使用AND和ANI指令时应注意： AND和ANI指令可以连续使用，并且不受使用次数的限制。 如果在OUT指令之后，再通过触点对其他线圈使用OUT指令，称为纵接输线。 当继电器的常开触点或常闭触点与其他继电器的触点组成的电路块串联时，也可以使用AND指令。（4）OR指令和ORI指令1）OR指令称为“或指令”，其功能是使继电器的常开触点与其他继电器的触点并联。2）ORI指令称为“或非指令”，其功能是使继电器的常闭触点与其他继电器的触点并联。OR指令和ORI指令的操作元件与LD指令相同，使用OR指令和ORI指令时应注意： OR指令和ORI指令可以连续使用，并且不受使用次数的限制。 当继电器的常开触点或常闭触点与其他继电器的触点组成的混联块并联时，也可以使用OR指令和ORI指令。（5）ANB和ORB指令1）ANB指令又称“电路块与指令”，其功能是使电路块与电路块串联。2）ORB指令又称“电路块或指令”，其功能是使电路块与电路块并联。ANB和ORB指令是独立指令，没有操作对象，使用时应注意以下几点： ANB和ORB指令的使用次数不受限制。 可以连续使用ANB和ORB指令，但连续使用次数不超过8次。 注意ANB指令与AND指令的区别，ORB指令与OR指令的区别，能不用ANB和ORB指令时，尽量不用。这样需要把电路块放在最左边或最上边。（6）MC/MCR指令1）MC指令称为“主控指令”。它的功能是，通过MC指令的操作对象Y或M的常开触点将左边线临时移到一个所需的位置，产生一个临时左母线，形成一个主控电路块。2）MCR指令称为“主控复位指令”。它的功能是，取消临时左母线，即将左母线返回到原来位置，结束主控电路块。MCR指令是主控电路块的终点。MC指令操作元件由两部分组成：一部分是主控指令使用次数（N0N7），也称为主控嵌套层数，一定要从小到大按顺序使用；另一部分是具体操作元件，可以是输出继电器Y或辅助继电器M，但不能是状态继电器S。MCR指令的操作元件只有主控指令的使用次数（N0N7），但一定要与MC指令中嵌套层数相一致。如果是多项嵌套，则主控返回时，一定要从小到大按顺序返回。（6）MPS、MRD和MPP指令1）MPS指令称为“进栈指令”，没有操作元件。MPS指令的功能是：将触点的逻辑运算结果推入栈存储器1号单元，存储器每个单元中原来的数据依次向下推移。2）MRD指令称为“读栈指令”，没有操作元件。MRD指令的功能是：将栈存储器中的每个单元中的内容读出。3）MPP指令称为“出栈指令”，没有操作元件。MPP指令的功能是：将栈存储器中1号单元的结果取出，存储器中其他单元的数据依次上推。使用MPS、MRD和MPP指令时应注意以下几点： MPS和MPP指令必须成对使用，缺一不可，MRD指令有时可以不用。 MPS指令连续使用次数最多不超过11次。 指令MPS或MPP之后，若有单个常闭触点或常开触点串联，则应该用ANI指令。 指令MPS或MRD或MPP之后若有触点组成的电路块串联，则应该用ANB指令。 指令MPS或MRD或MPP之后若无触点串联，直接驱动线圈，则应该用OUT指令。（7）SET和RST指令1）SET指令称为“置位指令”。其功能是：驱动线圈，使其具有自锁功能，维持接通状态。置位指令的操作对象是输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S。2）RST指令称为“复位指令”。其功能是使线圈复位。复位指令除与SET相同外，还有积算定时器T和计数器C。（8）PLS指令和PLF指令1）PLS指令称为“上升沿脉冲微分指令”。其功能是：当检测到输入脉冲的上升沿时，PLS指令的操作对象Y或M的线圈得电一个扫描周期，产生一个脉冲密度为一个扫描周期的脉冲信号输出。2）PLF指令称为“下降沿脉冲微分指令”。其功能是：当检测到输入脉冲的下降沿时，PLS指令的操作对象Y或M的线圈得电一个扫描周期，产生一个脉冲密度为一个扫描周期的脉冲信号输出。PLS指令和PLF指令的操作对象为输出继电器Y和辅助继电器M，不含特殊继电器。PLS指令和PLF指令的使用如图所示。（9）NOP指令该指令又称为“空操作指令”。其主要功能是：在调试程序时，用其取代一些不必要的指令，即删除由这些指令构成的程序，但现在编程器的功能越来越强，修改程序时可直接删除指令而很少使用NOP指令。其次，程序中用NOP指令可延长扫描周期。（10）END指令该指令又称为“结束指令”。END指令没有操作元件。END指令的功能是：执行到END指令后，END指令后面的程序则不执行。在调试程序时，插入END指令，可以逐段调试程序，提高程序调试速度。注意：END并不是PLC的停机指令，该指令仅说明了执行用户程序的一个周期结束。试题选解：使用主控指令MC后，母线的位置将随之改变。此种说法是（ ）。（A）正确的 （B）错误的 （C）无法判断解：此题的说法是正确的，主控指令MC的功能是：通过MC指令的操作对象Y或M的常开触点将左边线临时移到一个所需的位置，产生一个临时左母线，形成一个主控电路块。鉴定点7 可编程序控制器的步进指令鉴定要求：1、掌握可编程序控制器的步进指令。 2、熟悉可编程序控制器的步进指令的应用。问：何谓流程状态图？如何使用步进指令？答：任何一个顺序控制过程可分为若干步骤，每一步就是一个状态，所以顺序控制的动作流程图也称为流程状态图。它是用状态来描述控制过程的。一个完整的状态流程图中必须包括：1）该状态的控制元件2）该状态所驱动的负载，它可以输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器和计数器C等。3）向下一个状态转移的条件，它可以是单个常开触点或常闭触点，也可以是各类继电器触点的逻辑组合。4）明确的转移方向如图所示称为流程状态图中一个完整的状态。步进指令有两条：STL指令和RET指令。1）STL指令又称为“步进接点指令”其功能是将步进接点接到左母线。STL指令的操作对象是状态继电器S，步进接点只有常开触点，没有常闭触点。2）RET指令又称为“步进返回”指令。其功能是使临时母线返回到原来左母线的位置。RET指令没有操作对象。STL指令和RET指令的使用如下图所示。只需在一系列步进指令的最后接一条RET指令，但必须要有RET指令。STL指令的使用 RET指令的使用使用步进指令时应注意以下几点：1）步进接点与左母线相连时具有主控和跳转作用。2）状态继电器S0S899只有在使用SET指令以后才具有步进控制功能，提供步进接点。同时状态继电器还可以提供普通的常开触点和常闭触点。3）状态继电器也可以作为普通的辅助继电器使用，且功能与辅助继电器完全相同，但这时其不提供步进接点。4）在状态转移过程中，会在一个扫描周期的时间内出现两个状态同时动作的可能，因此，在两个状态中不允许同时动作的负载之间必须有联锁措施。5）状态继电器使用时，可以按编号顺序使用，也可以任意选择使用，但不允许重复使用。6）步进触点之后的电路块不允许使用主控MC/MCR指令。7）采用步进指令编程时，一般需要下面几个步骤： 分配输入输出点数，画出PLC的接线图，列出输入和输出点分配表。 根据控制要求或加工工艺要求，画出顺序控制的状态流程图。 根据状态流程图，画出相应的梯形图。 根据梯形图，写出对应的指令语句表。 用编程器输入程序。 调试程序。试题选解：在每条步进指令后面，不必都加一条RET指令，只需在一系列步进指令的最后接一条RET指令，但必须要有RET指令。此种说法是（ ）。（A）正确的 （B）错误的 （C）无法判断解：根据步进指令的使用规则，此题的说法是正确的，所以答案应选A。鉴定点7 可编程序控制器的功能指令鉴定要求：1、掌握可编程序控制器的功能指令。 2、熟悉可编程序控制器的功能指令的应用。问：何谓功能指令？功能指令的格式和规则是如何规定的？答：在PLC中，调用子程序的指令称为功能指令。FX系列PLC功能指令的格式采用梯形图与指令符两大部分相结合的形式。（1）功能符 FX系列PLC功能指令按功能FNC00-FNC99编排，每条功能指令都有一个指令助记符。（2）操作元件 操作元件分为以下几种：1）源操作元件，用【S】表示。2）目标操作元件，用【O】表示。3）其他操作元件N或M，用来表示常数。常数前冠以K，表示是十进制数；常数前冠以H，表示是十六进制数。功能指令的规则如下：（1）指令执行形式 FX系列PLC的功能指令有连续执行和脉冲执行两种型式。（2）数据长度