机电控制与可编程控制器技术作业3及答案

机电控制与可编程控制器技术作业3及答案一、填空题1．PLC按应用环境分为现场安装和控制室安装两类。2．PLC控制系统设计追求的目标：___安全_________、___可靠_________、____经济________和实用。3．并行和串行是通信中的两种基本通信方式，通常情况下，___并行_________方式用于计算机内部的数据通信，____串行________方式用于较远距离的通信。4．计算机通信网络是采用____全双工________通信方式，使得数据可以同时沿两个方向传输，以提高传输速率。5.西门子PLC的PPI通信、MPI通信和PROFIBUS-DP现场总线通信的物理层都是RS-485,而且采用都是相同的通信线缆和专用网络接头。6.从用户的角度看，PROFIBUS提供三种通信协议类型：PROFIBUS-FMS.、PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA。7.西门子的RS-485中继器具有信号放大和再生功能，在一条PROFIBUS总线上最多可以安装9台RS-485中继器。一个PROFIBUS网络的一个网段最多32个站点8.PROFINETIO通信主要用于模块化、分布式控制，通过以太网直接连接现场设备（IODevice）。9.PROFINETIO通信时，一个IO控制器(IOController)最多可以和512个IO设备进行点到点通信，按照设定的更新时间双方对等发送数据。10.S7-1200CPU与其他S7-300/400/1200/1500CPU通信可采用多种通信方式，但是常用的、最简单的还是S7通信。二、判断题1．选择PLC的硬件系统的时候，需要使I/O接口有一定的冗余。（√）2．PLC程序的现场调试指在工业现场的实际调试，也是PLC程序的最后调试。现场调试的目的是调试通过后，可交给用户使用或试运行。（√）3．在PLC的选型时，由于输入输出点数对价格影响不大，因此不必考虑性价比。（×）4．并行数据通信常用于远距离的数据传输场合。通常计算机内部各部件之间的数据交换都采用并行通讯。（×）5．PLC与计算机之间多用串行通信。（√）6．多台PLC之间的数据传送多用并行通信。（×）7．计算机通信网络是单工通信。（×）8．RS-232串行通信的传输速率较高，可以远距离传输。（×）9．PROFIBUS-DP是一种为速度而优化的协议，它是为了在现场控制器（DP主站）和分布式I/O（DP从站）之间的通信而特别设计的。（√）10．PLC的通信协议定义了主站和从站，网络中的主站和从站互相之间可以发出请求。（×）11．S7-1200系列PLC的通信网络只能使用PPI协议进行通讯。（×）12．PPI协议是一个主/从协议，支持一主机多从机连接和多主机多从机连接方式。（√）13．使用PC机运行的博图软件编程时上载或下载应用程序只能应用PPI协议实现。（×）14．PPI和MPI是西门子的内部协议，MPI用于S7-1200PLC内部和PC与S7-1200PLC的通信，PPI可以用于S7-1200PLC与S7-300PLC之间的通信，因此，PPI的功能比MPI更强。（×）15．西门子S7-1200PLC通过与计算机连接来进行程序的上传和下载，其可直接使用的接口为RS-485。（×）16．常用的网络有线传输媒介主要有同轴电缆、双绞线及光缆，其中同轴电缆传输速率最高、传输质量最好。（×）17．PLC网络系统中进行数据连接的系统控制站，主站上设置了控制整个网络的参数，通常每个网络系统只有一个主站，站号实际就是PLC在网络中的地址。（√）18．PLC处于自由端口通讯模式时可以与可编程设备通讯。（×）19．现场总线的概念有广义与狭义之分。狭义的现场总线就是指基于EIA485的串行通信网络。广义的现场总线泛指用于工业现场的所有控制网络。（√）20．两个S7-1200PLC之间的自由口通信主要是通过设置控制字节SMB30或SMB130来实现的。（×）三、简答题1．PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的，PLC控制系统设计的基本内容包括什么？答：(1)选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。(2)PLC的选择。选择PLC，应包括机型的选择、容量的选择、I／O模块的选择、电源模块的选择等。(3)分配I／O点，绘制I／O连接图。(4)设计控制程序。包括设计梯形图、语句表或控制系统流程图。(5)必要时还需设计控制台(柜)。(6)编制控制系统的技术文件。包括说明书、电器元件明细表等。2．对于可编程控制器机型的选择主要考虑哪几方面？答：(1)PLC的类型；(2)输入输出模块；(3)电源；(4)存储器；(5)经济性考虑3.什么是PROFIBUS通信？答：PROFIBUS是西门子的现场总线通信协议，也是IEC61158国际标准中的现场总线标准之一。现场总线PROFBUS满足了生产过程现场级数据可存取性的重要要求，--方面它覆盖了传感器/执行器领域的通信要求，另一-方面又具有单元级领域所有网络级通信功能。特别在分散“I/0”领域，由于有大量的、种类齐全、可连接的现场总线可供选用，因此PROFIBUS已成为国际公认的标准。4.什么是PROFINETIO通信？答:PROFINETI0通信主要用于模块化、分布式控制，通过以太网直接连接现场设备(I0Device)。PR0FINETI0通信是全双工点到点方式通信。一个I0控制器(I0Controller)最多可以和512个I0设备进行点到点通信，按照设定的更新时间双方对等发送数据。一个I0设备的被控对象只能被一个控制器控制。在共享I0控制设备模式下，一个I0站点上不同的I0模块、同一个I0模块中的通道都可以最多被4个I0控制器共享，但输出模块只能被一个I0控制器控制，其他控制器可以共享信号状态信息。四、设计题1.在某机械装置上装有两台三相交流电动机M1、M2进行顺序控制：要求按下启动按钮SF1时，两台电动机同时启动；按下停止按钮SF2，M1停止，M2延迟10s后自动停止；并且要求按钮SF3能够点动控制M2；BB1和BB2是热继电器，分别控制M1、M2过载停转。按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。答：（1）顺序控制功能的I/O分配表（2）PLC电气控制的外部硬件接线图（3）选西门子S7-1200的PLC(也可以选其它型号PLC)2.一台三相交流电机驱动小车自动往返运动，QA1和QA2分别是控制小车向右运行和小车向左运行的交流接触器，用QA1和QA2的主触点改变进入电机的三相电源的相序，即可分被实现电动机的正转运行和反转运行；BB是热继电器，在电动机过载时，它的常闭触点断开，使QA1和QA2的线圈断电，电动机停转。工作时，按下右行启动按钮SF2或左行启动按钮SF3后，要求小车在左限位开关BG1和右限位开关BG2之间不停地循环往返，直到按下停止按钮SF1。按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。答：（1）小车自动往返运动控制电路I/O分配表（2）PLC电器控制的外部硬件接线图3.两台三相交流电动机M1、M2按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1，M1电动机起动，过5秒后M2电动机起动；按停止按钮SF2，电动机M1、M2停止；若M1电动机过载，则电动机M1、M2停止；若电动机M2过载则仅电动机M2停机。按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。答：解：(1)电机顺序控制I/O分配表(2)PLC电气控制的外部硬件接线图（3）选西门子S7-200的PLC(也可以选其它型号PLC)4．一台三相交流电动机按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1后，电动机先运转10s，然后停止5s，重复此动作3次后停止运转；按下紧急停机按钮