电气控制与PLC应用技术武丽习题答案

第1章练习与思考参考答案

1-1单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？

答：会使衔铁产生振动，发出噪声。因为当短路环断裂或脱落后，电磁机构在工作中，衔铁

始终受到反作用弹簧、触头弹簧等反作用力Fr的作用。尽管电磁吸力的平均值F0大干Fr,

但在某些时候Fat将小于Fr。当Fat<Fr时，衔铁开始释放，当Fat>Fr时，衔铁又被吸合，

如此周而复始，从而使衔铁产生振动，发出噪声。

1-2接触器的主要结构有哪些？交流接触器和直流接触器如何区分？

答:接触器是由触点系统、电磁机构和灭弧装置组成，按其主触头所控制主电路电流的种类，

可分为交流接触器和直流接触器两种，其主要不同在吸引线圈。

对于直流电磁铁因其铁心不发热只有线圈发热，所以直流电磁铁的电磁线圈做成高而薄

的瘦长型而不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触易于散热。

对于交流电磁铁，因其铁心存在磁滞和涡流损耗，这样线圈和铁心都发热，所以交流电

磁铁的电磁线圈设有骨架，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样做有利于

铁心和线圈的散热。

1-3中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何区别？

答：中间继电器实质上是一种电压继电器。它的特点是触点数目较多，电流容量可增大，起

到中间放大（触点数目和电流容量）的作用。其主要用途是当其它继电器的触点数或触点容量

不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，从而起到中间转换的作用。

接触器是一种自动的电磁式电器，适用于远距离频繁接通或断开交直流主电路及大容量

控制电路。其主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。

1-4对于星形连接的三相异步电动机能否用一般三相结构热继电器做断相保护？为什么？

答：可以。因为热继电器内部有双金属片。当电机电源缺相时，包括机械方面的原因造成电

机堵转，电机的电流会增加。电流增加使金属片受热到一定程度，根据热膨胀系数的不同，

金属片会分开，从而来断开热继电器的辅助触头，被困在的接触器会释放，切断电源，热继

电器有过热过载保护，保护电机不会因为电流的增加被烧坏。必须使用三相具有断相保护的

热继电器。

1-5在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？

答：热继电器一般用于三相异步电动机的长期过载保护和断相保护。由于热继电器主双金属

片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，热继电器从电动机过载到触点动作需

要一定时间，也就是说即使电动机严重过载甚至短路，热继电器也不会瞬间动作；熔断器是

低压电路及电动机控制线路中主要用作短路保护的电器。使用时串联在被保护的电路中，当

电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔

体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。

1-6低压断路器具有哪些脱扣装置？试分别说明其功能。

答：低压断路器常用的脱扣器有过电流脱扣器、分励脱扣器、失压/欠压脱扣器、热脱扣器

等。

过电流脱扣器：过电流脱扣器用于线路的短路和过电流保护。当线路的电流大于整定的电流

值时，过电流脱扣器所产生的电磁力使挂钩脱扣，动触点在弹簧的拉力下迅速断开，实现短

路器的跳闸功能。

分励脱扣器：采用脱扣器电磁线圈通电后铁芯吸合使连杆作用用于跳闸机构，适用于远距离

分闸的自动控制；多用于DW系列低压断路器中。

失压/欠压脱扣器：失压（欠电压）脱扣器用于失压保护。失压脱扣器的线圈直接接在电源

上，处于吸合状态，断路器可以正常合闸；当停电或电压很低时，失压脱扣器的吸力小于弹

簧的反力，弹簧使动铁心向上使挂钩脱扣，实现短路器的跳闸功能。

热脱扣器：电流超过额定值，热元件发热，使双金属片变形引起断路器分闸；主要用于过负

荷保护。

1-7什么是失电压、欠电压保护？采用什么电器元件来实现失电压，欠电压保护？

答：欠压保护是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转。避免电动机

在欠压下运行的一种保护。一般用欠电压继电器。

因为当线路电压下降到一定值（一般低于额定电压85%以下）时。接触器线圈两端的电

压也同样下降到此值，从而使接触器线圈磁通减弱。产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小

到小于反作用弹簧的拉力时。动铁芯被迫释放主触头、自锁触头同时分断，自动切断主电路

和控制电路，电动机失电停转达到了欠压保护的作用。

失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电

动机电源。当重新供电时保证电动机不能自行启动的一种保护。一般用零电压继电器。

失压保护的作用1：当电源电压恢复时，如不重新按下启动按钮，电动机就不会自行转

动（因自锁触头也是断开的），避免了发生事故。

失压保护的作用2：可以保证异步电动机不在电压过低的情况下运行，防止电动机烧毁。

比如起重机械、风机水泵等，既可以保证人身安全和设备安全，又可以确保能源的利用效率。

失压保护的作用3：在某些特定的场合，失压可能导致设备工作异常。

1-8按钮与行程开关有何异同点？

答：按钮通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止

等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。

行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由

挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触点接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小

或位置保护。

1-9交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么会在线圈中产生很大的电流冲击？直流接触器

会不会出现这样现象？为什么？

答：交流接触器的线圈是一个电感，是用交流电工作的，吸合前线圈内部没有铁心，电感很

小，阻抗也就很小，所以电流大。吸合后铁心进入线圈内部，电感量增大，阻抗增大，所以

电流就降下来了。直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻，所以不会产生冲击电流。

1-10如何区分直流电磁系统和交流电磁系统？

答：电磁机构的主要结构有：电磁机构（电磁线圈，铁心和衔铁）、触点系统（主触点和辅

助触点）、灭弧系统、其他部分（包括弹簧，传动机构，接线柱及外壳）。

交流电磁机构和直流电磁机构的工作原理基本相同，从吸引线圈的外型和结构就可以区

分交流接触器和直流接触器。

1-11简述低压电器和高压电器的概念，并分别例举3种常用的高低压电器。

答：高压电器：用于交流电压1200V,直流电压1500V及以上电路中的电器。例如高压断路

器、高压隔离开关、高压熔断器等。

低压电器：用于交流50Hz（或60Hz）,额定电压为1200V以下；直流额定电压1500V及

以下的电路中的电器。例如接触器、继电器、热继电器等。

1-12电磁机构有几部分组成？电磁机构的作用是什么？

答：电磁机构的主要结构有：电磁机构（电磁线圈，铁心和衔铁）、触点系统（主触点和辅

助触点）、灭弧系统、其他部分（包括弹簧，传动机构，接线柱及外壳）。

电磁机构是将电磁能转换成机械能并带动触点的闭合或断开，完成通断电路的控制作用

（即通过产生的电磁吸力带动触头动作）。

1-13单交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源，会发生什么问题？

为什么？

答：交流电磁线圈误接入直流电源，衔铁与铁心不能吸合，因为通入直流时线圈不能产生足

够的磁势，从而衔铁不能获得足够的电磁力，进而不能吸合。

直流电磁线圈误接入交流电源，由于电流过大，线圈铁心发热，将使其过热而烧坏。

1-14电弧是如何产生的？有哪些危害？低压电器中常用的灭弧方式有哪些？

答：在大气中开断电路时，如果被开断电路的电流超过某一数值（根据触头材科的不同其值

在0.25-1A间），开断后加在触头间隙（或称弧隙）两端电压超过某一数值（根据触头材料的不

同其值在12-20V间）时，则触头间隙中就会产生电弧。

电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，产生高温并发出强光，将触

头烧损，并使电路的切断时间延长，严重时会引起火灾或其他事故，因此，在电器中应采取

适当措施熄灭电弧。

低压电器中常用的灭弧方式有：电动力吹弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、窄缝灭弧。

第2章练习与思考参考答案

2-1图2-25所示电路能否控制电动机的启停?

答：图a）能启动，不能停止；图b）启动后线圈被短路；图c）图a）能启动，不能停止;

图d）启动按钮按下后KM1线圈的常开触点和常闭触点串接在一起，不能正常启动。

2-2画出一台电动机Y-△减压起动控制的电路图，要求有必要的保护环节（包括主回路和

控制回路）。

答：线路中的保护环节：短路、过载、零电压保护等。

2-3两条传送带运输机分别由两台笼型电动机拖动，用一套启停按钮控制它们的启停，为了

避免物体堆积在运输机上，要求电动机的启动、停止顺序为：启动时，Ml起动后，M2才

随之起动；停止时，M2停止后，Ml才随之停止。

答：

序号输入设备输出设备

1启动按钮SB1接触器KM1（控制Ml）

2停止按钮SB2接触器KM1（控制M2）

3过载保护

FRl（Ml）

4过载保护

FR1（M2）

2-4试设计一个正反转控制线路，满足下列要求:

(1)为“正-反--停”控制；

(2)具有短路、过载保护；

(3)具有正反转限位保护。

答：

2-5试设计一个控制两台笼型电动机的接触器KM1、KM2的控制回路，并满足如下要求:

(1)KM1先启动，KM2才可启动；

(2)KM1、KM2同时停止；

(3)要求KM1能点动。

答:

2-6试设计一个控制两台笼型电动机运行线路，满足如下要求:

（1）只有电动机Ml先启动，电动机M2才能启动；

（2）先停M2再停Ml,

答：

2-7为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下:

（1）两台电动机互不影响地独立操作；

（2）能同时控制两台电动机的起动与停止；

（3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。

序号输入设备输出设备

1启动按钮SB1接触器KM1（控制Ml）

2停止按钮SB2接触器KM1（控制M2）

3Ml启动按钮SB3

4Ml停止按钮SB4

5M2启动按钮SB5

6M2停止按钮SB6

7过我保护

FRl(Ml)

8过载保护

FR1(M2)

2-8设计一小车运行的控制线路，小车由异步电动机拖动，其动作程序如下:

(1)小车由原位开始前进，到终端后自动停止；

(2)在终端停留2分钟后自动返回原位停止；

(3)要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或起动。

答：

KM1KTKM2

2-9设计一个控制线路，要求第一台电动机起动10秒后，第二台电动机自动起动，运行5

秒后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自动起动，再运行15秒，电动机全部停止。

答：

第3章练习与思考参考答案

3-1PLC有什么特点？

答：PLC的特点：1）可靠性高，抗干扰能力强；2）通用性强，控制程序可变，使用方便；

3）功能强，适应面广；4）编程简单，容易掌握；5）减少了控制系统的设计及施工的工作

量；6）体积小、重量轻、功耗低、维护方便。

3-2PLC与继电接触式控制系统相比有哪些异同？

答：PLC控制系统与统的继电-接触器控制系统（以下称电气控制系统）相比，有许多相似

之处，也有许多不同.不同之处主要在以下几个方面：

1）从控制方法上看，电气控制系统控制逻辑采用硬件接线，继电器的触点数量有限，系统

的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了所谓的“软继电器”技术，其控制逻辑是

以程序的方式存放在存储器中，系统连线少、体积小、功耗小，触点数量是无限的，PLC系

统的灵活性和可扩展性好。

2）从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制

约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这

种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电

器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描

顺序，这种工作方式称为串行工作方式。

3）从控制速度上看，继电器控制系统的工作频率低，机械触点会出现抖动问题。而PLC的

速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。

4）从定时和计数控制上看，电气控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制，时间

继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集

成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程

序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电气控制系统一

般不具备计数功能。

5）从可靠性和可维护性上看，由于电气控制系统使用了大量的机械触点，所以可靠性和可

维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，

PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程

序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。

3-3简述PLC的组成及各部分的作用。

答：PLC的整个系统是由硬件系统和软件系统两大部分构成。其中硬件系统的基本单元

包括：CPU、输入单元、输出单元及存储器等。

1.中央处理器（CPU）

CPU包括运算器和控制器，按照其系统程序所赋予的功能，完成以下任务：

（1）接收编程器或上位机键入的用户程序和数据，存入随机存储器RAM中；

（2）用扫描的方式接收现场输入设备的状态或数据，并存入输入状态表或数据寄存器

中；

（3）诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等；

（4）PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户程序，经过指令解释后，按指令

规定的任务产生相应的控制信号，去接通或断开相关的控制电路，分时、分渠道地去执行数

据的存取、传送、组合、比较和变换等操作，完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算

等任务；

（5）根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内容，再由输出状态表

的位状态或数据寄存器的有关内容，实现输出控制、打印或数据通讯等功能；

（6）CPU除顺序执行程序以外，还能接收输入输出接口发来的中断请求，并进行中断

处理，中断处理完后，再返回原址继续执行。

2.存储器

存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统

程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据

存储器。

3.输入/输出模块

输入/输出（简称I/O）模块是现场输入设备（如限位开关、操作按钮、选择开关、行程

开关等）、输出设备（如驱动电磁阀、接触器、电机等）或其它外部设备之间的连接部件。

对输入输出接口的要求：良好的抗干扰能力；对各类输入输出信号（开关量、模拟量、

直流量、交流量）的匹配能力。

PLC输入输出接口的类型：模拟量输入输出接口、开关量输入输出接口（直流、交流及

交直流）。用户应根据输入输出信号的类型选择合适的输入输出接口。

3-4PLC是按什么样的工作方式进行工作的?它的中心工作过程分哪几个阶段?在每个阶段

主要完成些什么控制任务？

答：PLC是采用循环扫描的方式进行工作的。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行

和输出刷新三个阶段。

PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子

的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关

闭输入端口，进入程序执行阶段。

PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运

算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执

行而改变。

输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至

输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工

作。

3-5一般来说，PLC对输人信号有什么要求？

答：一般来说，PLC的各种输入接口均采取了抗干扰措施。如带有光耦合器隔离使PLC与

外部输入信号进行隔离；并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。通

常有三种类型：直流（12-24）V输入、交流（100-120）V输入与交流（200-240）V输入和交直流

（12-24）V输入。直流输入模块的电源一般由机内24V电源提供，输入信号接通时输入电流

一般小于10mA；交流输入模块的电源一般由用户提供。

第4章练习与思考参考答案

4-1S7-200PLC的硬件系统主要有哪些部分组成？

答：S7-200PLC的硬件系统有主机单元、扩展单元、特殊功能模块、相关设备（编程设

备、人机操作界面和网络设备等）组成。

4-2S7-200PLC的存储系统提供了哪儿种方式来保存数据？

答：S7-200系列PLC提供了3种方式来保存用户程序、程序数据和组态数据，分别是：

保持型数据存储器、永久存储器、存储卡。

4-3常用的S7-200的扩展模块有哪些？各适用于什么场合？

答：S7-200PLC的数字量扩展模块有：EM221,输入扩展模块；EM222,输出扩展模

块；EM223,输入/输出混合扩展模块。

模拟量扩展模块有：（1）EM231,共有6种产品：4路（8路）AI、2路（4路）热电阻

输入和4路（8路）热电偶输入。前者是普通的模拟量模块，可以用来连接标准的电流和电

压信号；后两种是专门为特定的物理量输入到PLC而设计的模块。热电阻和热电偶可以直

接连接到模块上而不需要使用变送器对其进行标准电流或电压信号的转换，模块上具有热电

阻和热电偶型号选择开关，热电偶模块还具有冷端补偿功能。(2)EM232,输出扩展模块。

(3)EM235,输入/输出扩展模块。

4-4一个控制系统需要12点数字量输入、30点数字量输出、7点模拟量输入和2点模

拟量输出。试问：

(1)选用哪种主机最合适？

(2)如何选择扩展模块？

(3)请画出主机和各模块连接图。

(4)主机和各模块的地址如何分配？

答：(1)选择S7-200PLC的CPU226为主机，它可以扩展7个模块，自带输入/输出点

为40点(DI24/DO16).

(2)数字量扩展模块选择2个8点的EM222；模拟量扩展模块选择2个EM235

(AI4/AOl)o此时，系统中的数字量输入点为24>12,数字量输出点为32>30,模拟量输入

通道为8>7,模拟量输出通道为2=2,点数可以满足系统控制的要求。

■埃I■轶2模域3假决4

士机EM222EM222EM235EM235

CPU226DOSDORAI4/AOIA14/AOI

DC24VDC24V12位12ft

(3)

(4)CPU226的编址:10.0〜10.7,II.0-11.3；Q0.0-Q0.7,Q1.0〜Q1.7；

模块1EM222的编址：Q2.0〜Q2.7；模块2EM222的编址:Q3.0-Q3.5；

模块3EM235的编址：AIWO,AIW2,AIW4,AIW6；AQW0；

模块4EM235的编址：AIW8,AIW10,AIW12；AQW2。

4-5某PLC控制系统，经估算需要数字量输入点20个，数字量输出点10个；模拟量

输入通道5个，模拟量输出通道3个。请选择S7.200PLC的主机类型及其扩展模块，要求

按空间分布位置对主机及各模块的输入/输出点进行编址，并对主机内部的DC5V电源的负

载能力进行校验。

答：(1)S7-200PLC的主机类型及其扩展模块

主机模块：S7-200PLC的CPU226,有24点开关量输入和16点开关量输出；

扩展模块：2个EM231模拟量输入模块，每个有4个模拟量输入通道；

2个EM232模拟量输出模块，每个有2个模拟量输出通道。

根据以上配置，系统中的数字量输入点为24>20,数字量输出点为16>10,模拟量输

入通道为8>5,模拟量输出通道为4>3,点数可以满足系统控制的要求。

（2）各模块的输入/输出点进行编址

CPU226的编址:I0.0-I0.7,11.0-11.7,I2.0-I2.3；Q0.0-Q0.7,Q1.0-Q1.1；

模块1EM231的编址：AIWO,AIW2,AIW4,AIW6；

模块2EM231的编址：AIW8；

模块3EM232的编址：AQWO,AQW2；

模块4EM232的编址：AQW4。

（3）DC5V电源的负载能力校验

CPU226提供的最大电流：1000mA

EM23I（4AI）的消耗电流为:20mA

EM232（2A0）的消耗电流为：20mA

所配置的硬件系统总的消耗电流为：20*2+30*2=100mA<1000mA

4-6PLC中的内部编程资源（即软元件）为什么被称作软继电器？其主要特点是什么？

答：用户使用的PLC中的每一个输入/输出、内部存储单元、定时器和计数器等都称作

软元件。软元件是PLC内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路和寄存

器及存储器单元等组成。为了把这种元器件与传统电气控制电路中的继电器区别开来，把它

们称作软元件或软继电器。这些软继电器的最大特点是：

（1）软元件是看不见、摸不着的，也不存在物理性的触点；

（2）每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点（和实际继电器的触点功能一样）,

即它们的触点可以无限次使用；

（3）体积小、功耗低、寿命长。

4-7S7-200系列PLC主机中有哪些主要编程元件？各编程元件如何直接寻址？

答：S7-200系列PLC主机中的主要编程元件有：输入继电器（I）、输出继电器（Q）、

通用辅助继电器（M）、特殊继电器（SM）、变量存储器（V）、局部变量存储器（L）、、顺序

控制继电器（S）、定时器（T）、计数器（C）、模拟量输入映像寄存器（AI）、模拟量输出映

像寄存器（AQ）、高速计数器（HC）、累加器（AC）等。

输入继电器（I）、输出继电器（Q）、通用辅助继电器（M）、特殊继电器（SM）、局部变

量存储器（L）、变量存储器（V）和顺序控制继电器（S）等编程元件可以进行位寻址，格式

为：Ax.y。

定时器（T）、计数器（C）、高速计数器（HC）和累加器（AC）等是直接写出其编号。

输入继电器（I）、输出继电器（Q）、通用辅助继电器（M）、特殊标志继电器（SM）、局

部变量存储器（L）、变量存储器（V）、顺序控制继电器（S）、模拟量输入映像寄存器（AD

和模拟量输出映像寄存器（AQ）等，对字节、字和双字数据，直接寻址时需指明元件名称、

数据类型和存储区域内的首字节地址。

4-8间接寻址包括几个步骤？试举例说明。

使用间接寻址方式存取数据的过程分为：（1）建立指针；（2）用指针来存取数据；（3）

修改指针。

举例可参见教材图4-11。

4-9S7-200PLC的编程语言有几种？各有什么特点？

答：S7-200PLC的编程语言有3种，即梯形图LAD、语句表STL和功能块图FBD。

梯形图是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的，其特点是直观、清晰、语言简

单明了、易于理解。语句表是用助记符来表达PLC的各种控制功能的，这种编程语言可使

用简易编程器编程，但比较抽象，一般与梯形图语言配合使用，互为补充。功能块图是一种

基于电子器件门电路逻辑运算形式的编程语言，利用FBD可以查看到像普通逻辑门图形的

逻辑盒指令。FBD编程语言有利于程序流的跟踪。

4-10S7-200PLC的程序包括哪几部分？其中的用户程序中又包含哪些部分？

答：S7-200PLC的程序由用户程序、数据块和参数块3部分构成。

用户控制程序可以包含一个主程序、若干子程序和若干中断程序。主程序是必须的，而

且也只能有一个，子程序和中断程序的有无和多少是可选的，它们的使用要根据具体使用情

况来决定。在重复执行某项功能的时候，子程序是非常有用的；当特定的情况发生需要及时

执行某项控制任务时，中断程序又是必不可少的。

第5章练习与思考参考答案

5-1根据下列语句表图程序，写出梯形图程序。

LD10.0A10.5

AN10.1OLD

LD10.2A10.6

A10.3=Q0.1

O10.4

5-2根据下列语句表图程序，写出梯形图程序。

LD10.0LD10.3

LPSO10.4

LD10.1ALD

O10.2=M0.1

ALDLPP

=M0.0A10.5

LRD=Q0.0

5-3写出图5-79所示梯形图的语句表程序。

LD10.0=Q0.1

O10.3

LD10.1LDQ0.1

O10.4TONT37,+30

ALD

AN10.2LDT37

SQ0.2,4LD11.0

图5-79题5-3的梯形图图5-80题5-4的梯形图

5-4写出图5-80所示梯形图的语句表程序。

LD10.4

EU

SHRB10.5,V3.0,4

LD10.1

LPS

AV3.0

SQ3.0,2

LRD

AV3.1

RQ3.1,1

LRD

AV3.2

SQ3.2,3

LPP

AV3.3

RQ3.3,1

5-5试设计一个照明灯的控制程序。当按下接在10.0上的按钮后，接在Q0.0上的照明

灯可发光30s。如果在这段时间内又有人按下按钮，则时间间隔从头开始。这样可确保在最

后一次按完按钮后，灯光可维持30s的照明。

10.0M0,0

—1I-------1pI------C)

QO.OM0.0T37

TNTON

300-PT100me

5-6试设计电动机起/停控制的梯形图程序，并与所设计的电气原理图进行比较。第一台

电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三

台电动机自行起动，再运行10s后，电动机全部停止。

答：I/O地址分配表

5-7设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序，控制要求为:

(1)开机时首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；

(2)停止时，立即关断鼓风机，经20s后自动关断引风机。

答：I/O地址分配表

输入信号输出信号

启动按钮SB110.0引风机

5-8设计1个智力竞赛抢答控制装置。

(1)当出题人说出问题且按下开始按钮SB1后，在10s之内，4个参赛者中只有最早

按下抢答按钮的人抢答有效；

(2)每个抢答桌上安装1个抢答按钮，1个指示灯。抢答有效时，指示灯快速闪亮3s,

赛场中的音响装置响2s；

(3)10s后抢答无效。

答：I/O地址分配表

输入信号输出信号

开始按钮SB110.0参赛者1~4指示Q0.0〜Q0.3

停止按钮SB210.1音响Q0.4

5-9试设计多个传送带启动和停止控制的梯形图程序，如图5-81所示。初始状态为各

个电动机都处于停止状态。按下启动按钮后，电动机Ml通电运行，行程开关SQ1有效后，

电动机M2通电运行，行程开关SQ2动作后，Ml断电停止。其他传动带动作类推。整个系

统循环工作。按停止按钮后，系统把目前的工作进行完后停止在初始状态。

答：I/O地址分配表

输入信号输出信号

启动按钮10.0第1台电机的接触器Q0.1

行程开关SQ110.1第2台电机的接触器Q0.2

行程开关SQ210.2第3台电机的接触器Q0.3

行程开关SQ310.3

行程开关SQ410.4

行程开关SQ510.5

停止按钮10.6

5-10用寄存器移位指令(SHRB)设计一个路灯照明系统的控制程序，3路灯按

H1-H2-H3的顺序依次点亮。各路灯之间点亮的间隔时间为10ho

答：I/O地址分配表

输入信号输出信号

启动按钮SB110.0路灯H1-H3Q0.0〜Q0.1

停止按钮SB210.1

10.1QO.O

<R)

—I/I-------1N卜

3

SM0.1

T37C20

5-ll用循环移位指令设计一个彩灯控制程序，8路彩灯串按Hl-H2TH的

顺序依次点亮，且不断重复循环。各路彩灯之间的间隔时间为0.1s。

答:I/O地址分配表

5-13编程实现将VD100中存储的ASCII码字符串37,42,44,32转换成十六进制数,

并存储到VW200中。

5-14编程实现定时中断，当连接在输入端10.1的开关接通时，闪烁频率减半；当连接

在输入端10.0的开关接通时，又恢复成原有的闪烁频率。

答：主程序

MOV_B

ENENO—)1

INOUT■SMB34

M0V_B

ENENO—)1

INOUT■SMB35

ATCH

ENO

INT0-INT

FVNTP

ATCH

ENO

INT

FVMT

中断程序INT_0中断程序INT_1

SMO.OQ0.0

II-------(R)

1

5-15编写一段程序计算sin3(T+cosl20。的值。

5-16写一段程序，将VB100开始的50个字的数据传送到VB1000开始的存储区。

5-17设计一个报时器。

(1)具有整点报时功能。按上、下午区分，1点和13点接通音响1次；2点和14点接

通音响2次，每次持续时间1s,间隔1s；3点和15点接通音响3次，每次持续时间1s,间

隔1s,依次类推；

(2)具有随机报时功能。可根据外部设定在某时某分报时，报时时接通一个音乐电路

5s,若不进行复位，可连续报时3次，每次间隔3s；

(3)通过报时方式选择开关，选择上述两种报时功能。

答：I/O地址分配表

输入信号输出信号

选择开关10.0音响Q0.0

复位按钮10.1音乐电路Q0.1

5-18用循环指令编写一段输出控制程序，假设有8个指示灯，从左到右以0.5s速度依

次点亮，保持任一时刻只有一个指示灯亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮，每按动一

次启动按钮，循环显示20次。

答：I/O地址分配表

5-19有4组节日彩灯，每组由红、绿、黄3盏顺序排放，请实现下列控制要求：

(1)每0.5s移动一个灯位；

(2)每次亮1s；

(3)可用1个开关选择点亮方式：①每次点亮1盏彩灯；②每次点亮1组彩灯。

答：I/O地址分配表

输入信号输出信号

启动按钮10.0第1组红、绿、黄Q0.0〜Q0.2

停止按钮10.1第2组红、绿、黄Q0.3〜Q0.5

选择开关10.2第3组红、绿、黄Q0.6-Q0.7,Q1.0

第4组红、绿、黄Q1.1-Q1.3

10.010.1T37Q0.0

Q0.1

10.1T49Q0.6

Q0.7

)

Q1.0

)

5-20用高速计数器HSC1实现20kHz的加计数。当计数值等于100时，将当前值清零。

MAINxSBR.0।WT.O!孑我庠壬H

1~I厚段上H

I程厚主口

i~~［序段王ti

SMQlSBR0

―II-------------------EM

!中ti滑田王II

'电网检囱

5-21用逻辑操作指令编程一段数据处理程序，将累加器AC0与VW100存储单元数据

实现逻辑与操作，并将运算结果存入累加器AC0。

第6章练习与思考参考答案

6-1简述PLC控制系统设计的基本原则。

答：电气控制的目的是在满足其生产工业要求的前提下，最大限度的提高生产效率和

产品质量。可编程控制系统设计时应遵循以下原则：

（1）最大限度地满足被控对象的控制要求；

（2）保证控制系统的高可靠、安全；

（3）满足上面条件的前提下，力求使控制系统简单、经济、实用和维修方便；

（4）选择PLC时，要考虑生产和工艺改进所需的余量。

6-2简述PLC控制系统设计的基本内容和一般步骤。

答：（l）PLC控制系统设计的基本内容有：分析被控对象并提出控制要求、确定输入/

输出设备、选择PLC、分配I/O点并设计PLC外围硬件线路、PLC程序设计、硬件实施等。

（2）在设计PLC程序时应遵循一些基本的步骤，常见的步骤如下：

1）分析生产工艺过程：

2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，分配I/O；

3）选择PLC；

4）设计PLC接线图以及电气施工图；

5）程序设计和控制柜接线施工；

6）调试程序,直至满足要求为止；

7）设计控制柜，编写系统交付使用的技术文件，说明书、电气图、电气元件明细表；

8）验收、交付使用。

6-3提高PLC控制系统的可靠性的措施有哪些？

答：常见措施有：

（1）较好PLC的工作环境，包含温度、湿度、空气、电源和震动等条件

（2）完善的PLC抗干扰措施，包含合理的安装和布线、良好的接地、安全保护环节、

好的软件系统以及冗余系统或热备用系统、表决系统对系统的运行保护。

（3）完善的PLC系统的故障诊断。

（4）完善的PLC系统的试运行与维护。

6-4常见PLC控制系统的抗干扰措施有哪些？

答：常见措施有：1.合理的PLC有内部电源和外部电源安装和布线；2.良好的接地是

PLC安全可靠运行的重要条件；3.具备短路保护、互锁、紧急停止等功能的安全保护环节；

4、软件设施具有可消除干扰的一定作用；5.采用冗余系统或热备用系统、表决系统对系统

的运行保护。

6-5用S7-200PLC设计一个灯光控制电路，控制要求：按下启动按钮，L1亮1s后灭，接着

L2,L3,L4,L5亮，1s后灭，再接着L6,L7,L8,L9亮1s后灭，L1又亮，如此循环下

去，按下停止按钮，系统停止运行。

答：（1）输入输出地址分配

输入点：

启动按钮10.0

停止按钮10.1

输出点…2分

L1灯Q0.0

L2、L3、L4、L5灯Q0.1

L6、L7、L8、L9灯Q0.2

(2)PLC程序：(梯形图和语句表都正确，)

网络一

LD10.0

EU

SM0.0,1

网络二

LDMO.O

LPS

TONT37,100

AW=T37,0

SQ0.0,1

LRD

AW=T37,10

SQ0.1,1

RQ0.0,1

LRD

AW=T37,20

SQ0.2,1

RQ0.1,1

LPP

AW=T37,30

SQ0.0,1

RQ0.2,1

RT37,1

网络三

LD10.1

EU

RMO.O,1

RT37,1

RQ0.0,

6-6用S7-200PLC简单设计的设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序，控制要

求：

(1)开机时首先启动引风机，采用星-三角形减压起动，星形启动5秒后三角形启动，10s

后自动启动鼓风机采用直接启动。

(2)停止时，立即关断鼓风机，经过15s自动关断引风机。

答：(1)输入输出地址分配：输入点

停止按钮SB110.0

启动按钮SB210.1

输出点

接触器KM1Q0.1

接触器