电大可编程序控制器应用形成性考核作业及答案

第 1 页 可编程序控制器应用可编程序控制器应用 形成性考核作业 一 形成性考核作业 一 一 填空题一 填空题 1 可编程序控制器采用微处理器作为中央处理单元 可以对 逻辑量 进行控制 也可以对模拟量进行控制 2 PLC 具有逻辑运算功能 能够描述继电器触点的串联 和并联等各种连接 3 PLC 具有模数转换 A D 转换和 数模转换 D A 转换 功能 完成对模拟量的控制与调节 4 按结构形式分类 PLC 可分为 整体式和模块式 两种 5 CPU 模块是可编程序控制器系统的运算控制核心 6 导轨 是安装可编程控制器各类模板的机架 可根据实际需要选择 7 电源模板用于对 PLC 内部电路供电 8 输入电压转换是用来将输入端不同电压或电流信号转换成微处理器所能接收的低电平信号 9 输出电平转换是用来将 微处理器 控制的低电平信号转换为控制设备所需的电压或电流信号 10 电气隔离 是在微处理器与 I O 回路之间采用的防干扰措施 二 判断题 正确的打二 判断题 正确的打 错误的打 错误的打 1 PLC 的输入和输出量有开关量和模拟量两种 开关量 I O 用最大 I O 点数表示 模拟量 I O 点数用最大 I O 通道数表 示 v 2 PLC 具有模数转换和数模转换功能 完成对逻辑量的控制与调节 x 3 PLC 配置有较强的监控功能 能记忆某些异常情况 或当发生异常情况时自动中止运行 v 4 4 传统继电器接触器控制系统的控制功能必须通过修改控制器件和接线来实现 v 5 5 可编程控制系统的控制功能必须通过修改控制器件和接线来实现 x 6 6 输入输出模板必须与 CPU 模板放置在一起 x 7 7 集散控制系统由单回路仪表控制系统发展起来 主要侧重于回路调节功能 x 8 PLC 的扫描周期因程序的长度不同而不同 v 9 PLC 的扫描周期仅取决于程序的长度 x 10 PLC 的扫描周期仅取决于 CPU 模板的运算速度 x 三 简答题三 简答题 1 传统继电器接触器控制系统和可编程控制系统有何区别 答 传统继电器接触器控制系统为 硬接线 程序控制系统 通过修改控制器件和接线来改变控制功能 可编程控制系 统为 软接线 程序控制系统 通过修改 PLC 程序并改动少量接线端子来改变控制功能 2 什么叫扫描周期 它主要受哪些因素影响 答 PLC 重复执行 3 个阶段 输入采样阶段 程序执行阶段和输出刷新阶段 每重复一次的时间称为一个扫描周期 扫 描周期与用户程序的长短和 CPU 模板的运算速度有关 3 简述可编程控制器的特点 答 高可靠性 应用灵活 编程简单 但价格较高 详细解答也可 4 可编程控制器的性能指标有哪些 答 衡量 PLC 的性能指标分为硬件指标和软件指标 硬件指标包括环境温度 湿度 抗干扰能力 使用环境和输入输出 特性等 软件指标包括扫描速度 存储容量 指令功能和编程语言等 5 可编程控制系统与工业控制计算机 集散控制系统的主要区别在哪些 答 工业控制计算机适用于要求快速 实时性强 模型复杂 计算工作量大的工业对象的控制 集散控制系统在模拟量 处理和回路调节方面具有优势 主要侧重于回路调节功能 可编程控制系统在数字处理和顺序控制方面具有优势 主要 侧重于开关量顺序控制 具有很高的可靠性和抗干扰性 6 简述可编程控制器的基本结构及其各部分功能 答 1 导轨 安装 PLC 各类模块的机架 2 电源模块 用于对 PLC 供电 3 CPU 模块 CPU 模块为系统的 运算控制核心 根据系统的程序要求接收并存储用户程序和数据 现场输入设备的状态和参数 诊断 PLC 内部电路工作 状态和编程过程中的语法错误 完成用户程序规定的运算任务 更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的状态 实现 第 2 页 输出控制和数据通信等功能 4 输入输出模板 连接 CPU 模板与现场输入 输出元件或设备 7 PLC 配置电气隔离的作用是什么 答 电气隔离是在微处理器与 I O 回路之间采用的防干扰措施 8 西门子 SIEMENS 公司有哪些主要系列的 PLC 产品 可以采用哪几种编程语言 答 西门子 SIEMENS 公司主要的 PLC 产品有早期的 S3 系列 S5 系列和当前的 S7 系列 S7 系列可采用的编程语言 如下 1 梯形图 LAD 2 语句表 STL 3 功能块图 逻辑功能图 FBD 4 标准控制语言 SCL 5 顺序控制 S7 Graph 6 连续功能图 CFC 可编程序控制器应用可编程序控制器应用 形成性考核作业 二 形成性考核作业 二 一 填空题一 填空题 1 可编程序控制器是一种专为工业环境下应用而设计的计算机控制系统 通过开关量 模拟量的输入和输出完成各种 机械生产过程的控制 2 PLC 可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制 3 PLC 的工作过程一般可分为三个主要阶段输入采样阶段 程序执行阶段和输出刷新阶段 4 可编程序控制器系统也称之为 软接线 程序控制系统 由硬件和软件两大部分组成 5 可编程序控制器的程序由操作系统和用户程序两部分组成 6 可编程序控制器程序的表达方式基本有梯形图 指令表 逻辑功能图和高级语言 7 编程指令 是程序的最小独立单位 8 指令的操作数在 PLC 的存储器中 此时的操作数由 标识符 和 参数 组成 9 定时时间等于时基和定时值的乘积 10 在 S7 系列的 PLC 中有三种计数器 分别是加计数器 减计数器和可逆计数器 二 改错二 改错 找出下列梯形图中的错误 并改正 1 2 设 M10 0 为一个没有使用的中间继电器 三 画出下述语句表程序对应的梯形图三 画出下述语句表程序对应的梯形图 LD I0 1 A I0 2 AN I0 3 M0 0 LDN I0 1 O I0 2 O I0 3 A I0 4 NOT M0 1 第 3 页 四 根据梯形图写出梯形图指令四 根据梯形图写出梯形图指令 1 LDN M0 0 A M0 1 Q4 1 LDN M0 0 Q4 2 2 LD M0 0 AN I0 1 M0 3 A T5 Q0 0 AN M0 4 Q0 1 五 分析题五 分析题 1 某控制系统选用 CPU224 其中模拟量扩展模块以 2 字节递增的方式来分配地址 请按表中介绍的模块连接形式 填 写模块 1 和模块 3 的地址分配 第 4 页 主机 CPU224 模块 1 DI4 DO4 DC24V 模块 2 DI8 DC24V 模块 3 AI4 AO1 12 位 模块 4 DI4 DO4 DC24V 模块 5 AI4 AO1 12 位 I0 0 Q0 0 I0 1 Q0 1 I1 5 Q1 5 I3 0 I3 1 I3 2 I3 3 I3 4 I3 5 I3 6 I3 7 Q3 0 Q3 1 Q3 2 Q3 3 Q3 4 Q3 5 Q3 6 Q3 7 主机 CPU224 模块 1 DI4 DO4 DC24V 模块 2 DI8 DC24V 模块 3 AI4 AO1 模块 4 DO8 DC24V 模块 5 AI4 AO1 I0 0 Q0 0 I0 1 Q0 1 I1 5 Q1 5 I2 0 Q2 0 I2 1 Q2 1 I2 2 Q2 2 I2 3 Q2 3 I3 0 I3 1 I3 2 I3 3 I3 4 I3 5 I3 6 I3 7 AIW0 AQW0 AIW2 AIW4 AIW6 Q3 0 Q3 1 Q3 2 Q3 3 Q3 4 Q3 5 Q3 6 Q3 7 AIW8 AQW2 AIW10 AIW12 AIW14 2 2 某控制系统选用 CPU224 请按表中介绍的模块连接形式 填写模块 1 模块 3 和模块 4 的地址分配 主机 CPU224 模块 1 EM221 DI8 DC24V 模块 2 EM222 DO8 DC24V 模块 3 EM235 AI4 AO1 12 位 模块 4 EM223 DI4 DO4 DC24V 模块 5 EM235 AI4 AO1 12 位 I0 0 Q0 0 I0 1 Q0 1 I1 5 Q1 1 Q2 0 Q2 1 Q2 2 Q2 3 Q2 4 Q2 5 Q2 6 Q2 7 AIW8 AQW2 AIW10 AIW12 AIW14 主机 I O模块 1I O模块 2I O模块 3I O模块 4I O模块 5I O 第 5 页 I0 0 Q0 0 I0 1 Q0 1 I1 5 Q1 1 I2 0I2 0 I2 1I2 1 I2 2I2 2 I2 3I2 3 I2 4I2 4 I2 5I2 5 I2 6I2 6 I2 7I2 7 Q2 0 Q2 1 Q2 2 Q2 3 Q2 4 Q2 5 Q2 6 Q2 7 AIW0AIW0 AQW0AQW0 AIW2AIW2 AIW4AIW4 AIW6AIW6 I3 0I3 0 Q3 0Q3 0 I3 1I3 1 Q3 1Q3 1 I3 2I3 2 Q3 2Q3 2 I3 3I3 3 Q3 3Q3 3 AIW8 AQW2 AIW10 AIW12 AIW14 可编程序控制器应用可编程序控制器应用 形成性考核作业 三 形成性考核作业 三 一 填空题一 填空题 1 PLC 的输入和输出量有开关量 和模拟量两种 2 PLC 可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制 3 PLC 重复执行输入采样阶段 程序执行阶段 和输出刷新阶段三个阶段 每重复一次的时间称为一个扫描周期 4 把可编程序控制器系统和集散控制 DCS 系统各自的优势结合起来 可形成一种新型的分布式计算机控制系统 5 用户程序是由若干条顺序排列的指令构成 6 定时时间等于时基和 定时值的乘积 7 若加计数器的计数输入电路 CU 由断开变为接通 同时复位输入电路 R 断开 计数器的当前值加 1 当前值大 于等于设定值 PV 时 其常开触点接通 常闭触点断开 注 填写 接通 或 断开 8 若加计数器的计数输入电路 CU 复位输入电路接通 计数器被复位 复位后其常开触点 断开 常闭触点 接通 当前值为 0 注 填写 接通 或 断开 9 通电延时定时器 TON 的输入 IN 电路 接通 时开始定时 当前值大于等于设定值时 其定时器位变为 1 状态 其常开触点 接通 常闭触点断开 注 填写 接通 或 断开 10 通电延时定时器 TON 的输入 IN 电路 断开 时被复位 复位后其常开触点 断开 常闭触点 接通 当前值等于 0 注 填写 接通 或 断开 二 判断题 注 正确的打二 判断题 注 正确的打 错误的打 错误的打 1 PLC 的输入和输出量有开关量和模拟量两种 开关量 I O 用最大 I O 通道数表示 模拟量 I O 点数用最大 I O 点数表 示 X 2 可编程序控制器程序的梯形图语言相比其它几种编程语言 形象直观 程序的输入和修改方便 功能最强 X 3 电气隔离是在微处理器与 I O 回路之间采用的防干扰措施 V 4 可编程序控制器程序的梯形图和功能块图都可以转换为语句表 V 5 可编程序控制器程序的语句表一定可以转换为梯形图和功能块图 X 6 可编程序控制器程序的梯形图和功能块图之间是一一对应 X 7 在 S7 300 中 定时器区为 512Byte 最多允许使用 256 个定时器 V 8 S7 提供各种不同的组织块 这些组织块分有优先级 允许较低优先级的组织块中断较高优先级的组织块 X 9 PLC 具有模数转换和数模转换功能 完成对模拟量的控制与调节 V 10 在可编程序控制器中 节点在程序中可不受限制地使用 V 三 简答题三 简答题 1 集散控制系统和可编程控制系统有何区别 答 集散控制系统在模拟量处理和回路调节方面具有优势 主要侧重于回路调节功能 可编程控制系统在数字处理和顺 序控制方面具有优势 主要侧重于开关量顺序控制 2 工业控制计算机和可编程控制系统有何区别 答 工业控制计算机适用于要求快速 实时性强 模型复杂 计算工作量大的工业对象的控制 可编程控制系统具有很 第 6 页 高的可靠性和抗干扰性 3 在 PLC 控制系统设计中最为重要的原则是什么 答 在 PLC 控制系统设计中最为重要的原则是满足控制对象的控制要求 确保控制系统的安全可靠性 简化系统结构 四 改错四 改错 找出下列梯形图中的错误 并改正 1 2 注 1 计数器 C8 的设定值可为 0 32767 的任意自然数 2 不能重复使用同一个计数器的线圈编号 将其中一 个 C8 改为 C0 C255 之间的任意其他线圈 五 根据梯形图写出梯形图指令五 根据梯形图写出梯形图指令 第 7 页 LD I0 3 A C20 ON I0 1 A I0 2 Q2 1 LDN I0 1 A C20 O I0 3 AN I0 4 Q2 2 六 设计题六 设计题 1 一台三相异步电动机正反转控制的电路如下图 a 所示 PLC 控制的接线如图 b 所示 当按下正向启动按钮 SB1 电动机正转 当按下反向启动按钮 SB2 电动机反转 停机时按下停机按钮 SB3 过载是热继电器 FR 动作 电动 机停止 按照上述工作要求 1 分配 I O 通道 2 选择 plc 画出梯形图 图 a 电动机正反转控制电路 图 b PLC 控制接线图 1 表表 电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路 I I O O 分配表分配表 2 选西门子 S7 200 的 plc 也可以选其它型号 plc 第 8 页 图 电动机正反转控制电路的 PLC 控制程序 2 两台电动机的关联控制 在某机械装置上装有两台电动机 当按下正向起动按钮 SB2 电动机一正转 当按下反向起 动按钮 SB3 电动机一反转 只有当电动机一运行时 并按下起动按钮 SB4 电动机二才能运行 电动机二为单向运行 两台电动机有同一个按钮 SB1控制停止 按照上述工作要求 1 分配 I O 通道 2 选择 plc 画出梯形图 解 1 关联控制功能的 I O 分配表 SB1I0 0总停按钮 常闭触点 SB2I0 1电动机一正转起动按钮 常开触点 SB3I0 2电动机一反转起动按钮 常开触点 SB4I0 3电动机二起动按钮 常开触点 KM1Q2 1电动机一正转运行 KM2Q2 2电动机一反转运行 KM3Q2 3电动机二运行 2 选西门子 S7 200 的 plc 也可以选其它型号 plc 图 电动机关联控制的 PLC 控制程序 可编程序控制器应用可编程序控制器应用 形成性考核作业 四 形成性考核作业 四 一 填空题一 填空题 第 9 页 1 S7 300 S4 400 可以通过 多点接口 MPI 接口组成 PLC 网络 2 MPI 是 多点接口 MPI 的简称 MPI 网采用全局数据 或 GD 的通信模式 3 全局数据 GD 通信方式以 多点接口 MPI 分支网为基础 是为循环的传送少量数据而设计的 4 全局数据 或 GD 通信方式以 MPI 分支网为基础 是为循环的传送少量数据而设计的 5 可编程序控制器系统中 主站之间的通信方式为令牌方式 主站与从站之间为主从方式 以及这两种方式的混合 6 PROFIBUS 网络由 主站 从站 网络部件 等构成 7 DCS 是 集散控制系统 的简称 由单回路仪表控制系统发展起来 二 判断题 注 正确的打二 判断题 注 正确的打 错误的打 错误的打 1 PLC 的输入和输出量有开关量和模拟量两种 开关量 I O 用最大 I O 通道数表示 模拟量 I O 点数用最大 I O 点数表 示 x 2 PLC 在一个工作周期中 输入采样和输出刷新的时间一般为秒级 x 3 在 S7 300 中 定时器区为 512Byte 最多允许使用 512 个定时器 x 4 工控机应用系统比 PLC 应用系统可靠性较高 x 5 集散控制系统由单回路仪表控制系统发展起来 主要侧重于开关量顺序控制方面 x 6 S7 提供各种不同的组织块 这些组织块分有优先级 允许较高优先级的组织块中断较低优先级的组织块 v 7 对应的梯形图 指令表和逻辑功能块三种编程语言 它们的表达形式不同 表示的内容也不同 x 8 工业以太网 Industrial Ethernet 的每个 PLC 上都装有一个以太网模板 CP 他们的作用是进行 PLC 之间的通信 v 9 PROFIBUS DP 是一种为速度而优化的协议 它是为了在 PLC DP 主站 和分布式 I O DP 从站 之间的通信而特别设 计的 v 三 根据梯形图写出梯形图指令三 根据梯形图写出梯形图指令 1 LDN M0 0 O M0 1 O M0 2 A I2 0 O I2 1 NOT Q0 2 2 第 10 页 LDN M0 0 AN T38 TON T38 100 LD T38 LD C20 CTU C20 100 四 设计题四 设计题 1 用接在输入端的光电开关 SB1 检测传送带上通过的产品 有产品通过时 SB1 为常开状态 如果在 10s 内没有产品通 过 由输出电路发出报警信号 用外接的开关 SB2 解除报警信号 按照上述工作要求 1 分配 I O 通道 2 选择 plc 画出梯形图 3 写出对应的指令表程序 1 产品检测控制电路 I O 分配表 SB1I0 0光电开关 常开触点 SB2I0 1解除报警开关 常闭触点 Q0 0报警信号 T37时间继电器 2 选西门子 S7 200 的 plc 也可以选其它型号 plc 图 产品报警检测的 PLC 控制程序 2 下图是小车自动往返运动的主电路和继电器控制电路图 其中 KMl 和 KM2 分别是控制正转运行和反转运行的交流 接触器 用 KMl 和 KM