模块三答案电气控制与PLC课后习题答案

模块三答案任务一思考与练习1.PLC主要应用在哪些场合？答：（1）开关量逻辑控制；模拟量过程控制；运动控制；现场数据采集处理；通讯联网、多级控制PLC的基本结构如何？试阐述其基本工作原理。答：（1）PLC主要有CPU（中央处理器）、存储器、输入/输出（I/O）接口电路、电源、外设接口、I/O（输入/输出）扩展接口组成；（2）PLC采用循环扫描工作方式，其工作过程大致分为3个阶段：输入采样、程序执行和输出刷新；每个扫描周期大概需要1~100ms。PLC硬件由哪几部分组成？各有什么作用？答：（1）PLC硬件由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。基本单元用于接收、存储和处理数据；扩展单元和扩展模块都用于增加PLC的I/O点数，区别在于前者部设有电源而后者部没有电源；特殊功能单元是一些专门用途的装置，如模拟量I/O单元、高速计数单元、位置控制单元、通信单元等。PLC输出接口按输出开关器件的种类不同，有几种形式？分别可以驱动什么样的负载？答：（1）PLC有3种输出方式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。继电器输出为有触点输出方式，可用于直流或低频交流负载；晶体管输出型和晶闸管输出型都是无触点输出方式，前者适用于高速、小功率直流负载，后者适用于高速、大功率交流负载。PLC控制系统与传统的继电接触控制系统有何区别？答：（1）组成的器件不同继电接触控制系统是由许多硬件继电器、接触器组成的，而PLC则是由许多“软继电器”组成。触点的数量不同继电器、接触器的触点数较少，一般只有4～8对，而“软继电器”可供编程的触点数有无限对。控制方法不同继电接触控制系统是通过元件之间的硬接线来实现的，控制功能就固定在线路中。PLC控制功能是通过软件编程来实现的，只要改变程序，功能即可改变，控制灵活。工作方式不同在继电接触控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器都处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是短暂的。6.请说出FX1N—60MR的型号含义？答：M表示基本单元，R表示继电器输出型PLC，其输入输出总点数为60点。任务二思考与练习1.填空题PLC的输入/输出继电器采用八进制进行编号。外部的输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为1状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点闭合，常闭触点断开。若梯形图中输出继电器的线圈“通电”，对应的输出映像寄存器1为状态，在输出处理阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈得电，其常开触点闭合，外部负载运行。4.将三个指示灯接在输出端上，要求SB0、SB1、SB2三个按钮任意一个按下时，灯HL0亮；任意两个按钮按下时，灯HL1亮；三个按钮同时按下时，灯HL2亮，没有按钮按下时，所有灯不亮。试用PLC来实现上述控制要求。答：行5行5s后，主电动机起动；运行10s后，冷却泵电动机起动。当按下停止按钮SB2时，主电动机立即停止；主电动机停s5后，冷却泵电动机停止；冷却泵电动机停5s后，润滑电动机停止。当任一电动机过载时，3台电动机全停。试编写控制程序。答：起动SB1---X0停止SB2---X1热继电器---X2主电机----Y1润滑电机---Y0冷却泵电机---Y26.某控制系统有一盏红灯，当合上开关K1后，红灯亮1s灭1s，累计点亮半个小时后自行关闭。试编写控制程序。答：因为K1为开关，所以不用设置自锁。7.试用7.试用PLC控制发射型天塔。发射型天塔有L1～L9九个指示灯，按下起动按钮后，九个指示灯从L1每隔2s依次点亮，并不断循环下去，试编写PLC程序。答:5.5.按下按钮X0后Y0变为ON并自锁，T0计时7s后，用C0对X1输入的脉冲计数，计满4个脉冲后Y0变为OFF，同时C0和T0被复位，在PLC刚开始执行用户程序时，C0也被复位，设计出梯形图。答：任务六思考与练习1.试用计数器实现单按钮起停控制程序。答：2.试用LDP或LDF指令编写任务五中的产品出入库数量监控程序。答：3.3.试用PLS指令及自锁电路来实现两台电动机顺序起动、同时停止控制电路。上机编程并调试。答：4.自动冲水设备在有人使用时光电开关X0为ON，冲水控制系统在使用者使用3s后令冲水阀Y0为ON并冲水2s，使用者离开后，冲水5s后停止。任务七任务七思考与练习1.将图3-67的指令表转换成梯形图。（a）（b）图3-67指令表答：梯形图如下4.填空题：4.填空题：（1）状态继电器是构成顺序功能图的重要软元件，它要与STL（步进梯形）指令配合使用。（2）与STL步进触点相连的触点应使用LD或LDI指令。（3）顺序功能图的编程原则为：先进行负载的驱动处理，然后进行转移处理。（4）顺序功能图中，在运行开始时，必须作好预驱动，一般可用M8002或M8000进行驱动。（5）FX系列PLC的状态继电器中，初始状态继电器为S0～S9，通用状态继电器为S20～S4995.试设计4盏流水灯每隔1s顺序点亮，并循环往复的顺序功能图和梯形图。答：6.将图3-79转换成梯形图和指令表。图图3-79题5图答：梯形图如下：指令表如下7.7.按下起动按钮X0，某加热炉送料系统控制Y0～Y3，依次完成开炉门、推料、推料机返回和关炉门几个动作，Xl～X4分别是各动作结束的限位开关，画出控制系统的顺序功能图。答：8.从图3-76所示的顺序功能图可知，小车在完成一次工艺过程的全部操作之后，从最后一步返回初始步，然后停留在初始状态的单周期操作。试设计一个具有连续循环工作方式的小车往复运动控制的顺序功能图。答：将图3-76中最后一步返回到S20，就可以实现整个工作过程的循环控制。9.设计一个汽车库自动门控制系统，具体控制要：汽车到达车库门前，超声波开关接收到来车的信号，门电动机正转，门上升，当门升到顶点碰到上限开关时，停止上升，汽车驶入车库后，光电开关发出信号，门电动机反转，门下降，当下降到下限开关后门电动机停止。试画出PLC的I/O接线图，并设计出梯形图程序。答：任务九思考与练习1.选择分支的顺序功能图在分支和汇合上有什么特点？如何编程？答：在进行选择分支的顺序功能图与步进梯形图之间的转换时，应首先进行分支状态元件的处理。处理方法是：先进行分支状态的输出连接，然后依次按照各个分支的转移条件置位各转移分支的首转移状态元件；其次依顺序进行各分支的连接；最后进行汇合状态的处理。汇合状态的处理方法是：先进行汇合前的驱动连接，然后依顺序进行汇合状态的连接。2.用步进指令设计电动机正反转的控制程序。答：3.3.如图3-89所示，在地下停车场的出入口处，为了节省空间，同时只允许一辆车进出，在进出通道的两端设置有红绿灯，光电开关X000和X001用于检测是否有车经过，光线被车遮住时X000或X001为ON。有车进入通道时（光电开关检测到车的前沿）两端的绿灯灭，红灯亮，以警示两方后来的车辆不可再进入通道。车开出通道时，光电开关检测到车的后沿，两端的红灯灭，绿灯亮，其他车辆可以进入通道。图3-89地下停车场的交通灯控制示意图答：4.抢答器控制。抢答器系统可实现四组抢答，每组两人。共有8个抢答按钮，各按钮对应的输入信号为X000、X001、X002、X003、X004、X005、X006、X007；主持人的控制按钮的输入信号为X010；各组对应指示灯的输出控制信号分别为Y001、Y002、Y003、Y004。前三组中任意一人按下抢答按钮即获得答题权；最后一组必须同时按下抢答按钮才可以获得答题权；主持人可以对各输出信号复位。试设计抢答器控制系统的顺序功能图。答：任务十思考与练习1．有一并行分支的顺序功能图如图1．有一并行分支的顺序功能图如图3-100所示。请对其进行编程。图3-100题1的顺序功能图2．用步进阶梯指令编一简单的直流电动机控制程序，要求达到的功能如下：直流电动机能够首2．用步进阶梯指令编一简单的直流电动机控制程序，要求达到的功能如下：直流电动机能够首先正向运行10s，停5s后，反向运行10s，如此循环5次，自动停机。答：3．某组合钻床用来加工圆盘状态零件上均匀分布的6个孔，如图3-101所示。操作人员放好工件后，按下起动按钮X0，Y0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器X1为ON，Y1和Y3使两只钻头同时开始向下进给。大钻头钻到由限位开关X2（SQ1）设定的深度时，Y2使它上升，升到由限位开关X3（SQ2）设定的起始位置时停止上行。小钻头钻到由限位开关X4（SQ3）设定的深度时，Y4使它上升，升到由限位开关X5（SQ4）设定的起始位置时停止上行，同时设定值为3的计数器的当前值加1。两个都到位后，Y5使工件旋转120°，旋转结束后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，转换条件满足。Y6使工件松开，松开到位后，系统返回初始状态。画出PLC的外部接线图和控制系统的顺序功能图，并将顺序功能图转换成梯形图。图图3-101钻床加工零件示意图答：（1）I/O（输入/输出）分配表分析上述控制要求，PLC需要8个输入点，7个输出点，其I/O分配表如表所示。（（2）编程分析控制要求可设计出组合钻床的顺序功能图如图所示。其对应的梯形图如图所示。4.图3-102所示为按钮式人行道红绿灯交通管理器.正常情况下,汽车通行,即Y3绿灯亮、Y5红灯亮；当行人需要过马路时，则按下按钮X0（或X1），30s后主干道交通灯的变化为绿→黄→红，当主干道红灯亮时，人行道从红灯转成绿灯亮，15s后人行道绿灯开始闪烁，闪烁5次后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。各方向三色灯的工作时序图如图3-103所示。试编写其控制程序。图3-102按钮式人行道交通灯示意图图图3-103交通灯控制时序图答：（1）I/O端口分配及功能根据控制要求，PLC的I/O端口分配及功能见表。I/O端口分配功能表输入输出输入继电器作用输出继电器输出元件作用X0左起动Y1红灯车道红灯指示X1右起动Y2黄灯车道黄灯指示