2025年秋国家开放大学《机电控制与可编程控制器技术》形考任务1-3 专题报告参考答案

国家开放大学《机电控制与可编程控制器技术》形考任务《机电控制与可编程控制器技术》是机械设计制造及其自动化专业必修的专形考任务11.PLC从早期开关量的输入、输出，模拟量的输入、输出，已经发展到能够完成复杂控制功能、通信联网功能的各种控制单元。2.PLC是专门用来完成逻辑运算的控制器。3.PLC具有监控和自诊断能力，若发生故障或异常，可及时判断故障原因，并排除故障。4.由于PLC的可靠性和抗干扰能力较差，所以不能在恶劣的工业环境中应用。A.是B.否5.在工业自动化领域，PLC,DCS与6.开启式负荷开关可用于手动频繁的接通和断开带负荷的电路，以及作为线路末端的短路保护。7.为防止无关人员误操作，在重要场合应选用带钥匙操作的按钮。8.选用按钮时，通常停止按钮宜选用绿色；启动按钮优先选用红色。B.否9.选用按钮时，一钮双用(启动/停止)可以选用黑、白或灰色按钮。10.低压断路器即低压自动空气开关，简称自动开关，可实现电路的短路、过载、失电压与欠电压的保护，能自动分断故障电路，而且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。11.熔断器作为短路保护的电器，并接于被保护电路中的。A.是12.熔断器的极限通断能力可以小于保护电路中的最大短路电流。A.是13.判断交流或直流接触器的依据是通过主触点电流性质。14.把额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上仍然可以正常工作。A.是15.电磁铁主要由励磁线圈、铁芯和衔铁组成。A.是16.直流电磁铁的工作可靠性好、动作平稳，适用于动作频繁或工作平稳可靠的执行机构。A.是17.交流电磁铁适用于动作频繁或工作平稳可靠的执行机构。A.是18.工程上，通常将电器元件布置图与电气安装接线图组合在一起，二者对照，提高工作效率。A.是19.电气原理图中电器元件的线圈、触点分散布置。20.电气原理图中电器元件均处于自然状态。21.PLC按结构可以分为整体式和模块式。22.小型PLC一般采用整体式结构，所有的部件都装在同一个壳体内。23.PLC的输入输出模板可以不与CPU模板放置在一起。24.西门子公司具有品种非常丰富的PLC产品，其中S7-1200系列PLC结构紧凑、功能强、具有很高的性能价格比，属于模块式结构。25.PLC系统的控制功能的改变必须通过修改控制器件和接线来实现。26.PLC的用户程序是由PLC生产厂家编写的，固化到随机存取存储器(RAM)中，用户可以随意读取修改。27.PLC的输出单元用于驱动电磁阀、继电器、接触器、指示灯等负载。A.是28.PLC采用等待扫描的工作方式。29.PLC的循环扫描分为内部处理、通信服务、自诊断、输入采样、程序执行和输出刷新六个阶段。30.PLC扫描周期的长短因程序的长度不同而不同。A.是31.三相异步电动机串电阻启动控制线路如下图所示，RA为反接电阻，时间继电器KF的延时时间为T。请仔细阅读下图，完成以下小题：M3~图·三相异步电动串电阻启动控制控制线路图↵综合题(10分)(1)合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2,电动机为()。A.串电阻降压启动C.串电阻全压运行D.无法启动(2)当电机启动后，正常运行时间T后，电动机为()。A.串电阻降压运行C.串电阻全压运行D.停止运行(3)电机正常运行后，按下停止按钮SF1后，电动机为()。A.串电阻降压运行B.全压运行C.串电阻全压运行D.停止运行(4)主电路中的电气图形BB是(),用于实现过载保护。A.指示灯C.接触器线圈D.热继电器(5)电气图形FA1和FA2是(),用于实现短路保护。A.指示灯B.接触器线圈C.熔断器D.热继电器32.三相异步电动机Y-△形降压启动控制线路如下图所示，时间继电器KF的延时时间为T。请仔细阅读下图，完成以下小题：QA2Y区图·三相异步电动机Y-△形降压启动控制线路图↵综合题(10分)(1)合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2,电动机为()。C.△形全压运行D.电机无法启动(2)当电机启动后，正常运行时间T后，电动机为()。A.Y形降压启动B.△形降压启动C.△形全压运行D.停止运行(3)电机正常运行后，按下停止按钮SF1后，电动机为()。A.Y形降压运行B.△形降压运行C.△形全压运行D.停止运行(4)主电路中的电气图形BB是(),用于实现过载保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器(5)电气图形FA1和FA2是(),用于实现短路保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器33.控制线路如下图所示，RA为反接电阻，电机转速在120～3000rpm范围内速度继电器触头动作，电机转速低于100rpm时，其触头复位。请仔细阅读下图，琴图·三相异步电动机单向起动反接制动控制线路图综合题(10分)(1)合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2,电动机为()。A.串电阻降压启动B.正常全压启动D.电机无法启动(2)当电机启动后，正常运行后，按下复合按钮SF1电动机时()。B.此时BS为断开状态C.接触器QA1没有断电D.立刻停止运行(3)本控制线路的作用是()。A.反接制动电路B.正反转电路C.串电阻降压启动D.速度控制电路(4)控制电路中的电气图形BS为()。C.时间继电器D.速度继电器(5)主电路中的电气图形BB是(),用于实现过载保护。A.指示灯C.接触器线圈34.某电动机控制线路如下图所示。请仔细阅读下图，完成以下小题：综合题(10分)MA图·电动机控制线路图↵(1)按钮SF2用于实现电机的()。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护(2)复合按钮SF3用于实现电机的()。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护(3)按钮SF1用于实现电机的()。C.停止运行D.热保护(4)主电路中的电气图形BB是(),用于实现过载保护。C.接触器线圈D.热继电器(5)电气图形FA1和FA2是(),用于实现短路保护。B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器形考任务21.PLC采用等待扫描的工作方式。2.PLC的扫描周期与系统配置、用户程序的长短和PLC的时钟频率有关，但一个扫描周期所用时间的长短主要由用户程序的长度决定。3.对PLC的中断程序而言，只有中断申请被接受后中断程序才被扫描一次，因此，若要多次执行终端程序，则必须要多次申请。4.提供一个周期是1秒钟，占空比是50%的特殊存储器位是SM0.4。A.是5.EM232模拟量输出模块是S7-1200PLC专属的模拟量扩展模块。A.是6.对应的梯形图、语句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。A.是7.PLC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。A.是8.正跳变指令每次检测到输入信号由0变1之后，使电路接通一个扫描周期。9.置位优先锁存器RS的复位(R)端在置位(S1)端之下，当两端都为“1”时，触发器被置位为“0”。A.是B.否10.复位优先锁存器SR的置位(S)端在复位(R1)端之上，当两端都为“1”时，复位输入端优先，触发器被复位为“0”。11.S7-1200的CTU计数器的当前值达到设定值，计数器的输出触点接通，但会继续计数。A.是12.TRUNC指令把将浮点数截位取整为双整数。13.ROUND指令把将浮点数按照四舍五入原则处理为双整数。A.是14.双字循环移位指令的最大移位位数为8位。15.整数的加减指令的功能是将两个8位的整数相加减，得到一个8位的整数结A.是B.否16.选择PLC的硬件系统的时候，需要使I/0接口有一定的冗余。17.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。A.是18.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。19.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。A.是20.PLC与计算机之间多用串行通信。21.多台PLC之间的数据传送多用并行通信。A.是22.RS-232串行通信的传输速率较高，可以远距离传输。和分布式I/0(DP从站)之间的通信而特别设计的。24.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A.是信，PPI可以用于S7-1200与S7-300之间的通信，因此，PPI的功能比MPI更强。26.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27.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。28.PLC处于自由端口通讯模式时可以与可编程设备通讯。A.是29.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。30.两个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。A.是31.以下不属于PLC发展趋势的是()。B.控制分散化C.功能开放化D.控制简单化32.()又称闸刀开关或隔离开关，是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器。A.接触器C.控制按钮33.()又称为限位开关，用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置。A.行程开关C.隔离开关34.电磁式接触器主要由()、触头系统、灭弧装置和其它部分组成。A.常开触点B.常闭触点D.辅助触点35.触点系统分为主触点和()触点，分别用来直接接通和断开交流主电路和控制电路。A.常开触点C.电磁机构D.辅助触点36.依靠接触器自身的()使接触器的线圈始终保持得电的控制称为自锁。A.主触点C.辅助常开触点D.辅助常闭触点37.接触器的自锁是怎样实现的?()A.依靠自身辅助常闭触点与按钮并联连接实现。B.依靠自身辅助常开触点与按钮并联连接实现。C.依靠自身辅助常闭触点与线圈串联连接实现。D.依靠自身辅助常开触点与线圈串联连接实现。38.以下不属于PLC的CPU功能的是()。A.接收并存储用户程序和数据B.诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误C.对PLC内部电路供电D.完成用户程序中规定的逻辑运算和数据运算任务39.PLC有一个()的内置电源。40.以下不属于PLC输出形式的是()。A.光电耦合器输出B.继电器输出C.晶体管输出D晶闸管输出41.S7-1200最多可以扩展()个通信模块。42.设备组态的任务就是在设备视图和网络视图中，生成一个与实际的硬件系统对应的()。A.操作系统D.模拟系统43.()将指定的地址开始的连续若干个位地址的位变为“0”状态并保持。A.S(置位)指令B.R(复位)指令C.SET_BF(多点置位)指令不变。B.断开延时定时器C.记忆接通延时定时器D.时间累加器45.()加减计数器。46.下图所示的PLC程序中，当变量存储器MW10中存储值为10,输出映像寄存器()输出“1”信号。47.分析以下梯形图实现的基本功能，以下说法正确的是：()%M00V48.分析以下梯形图实现的基本功能，以下说法正确的是：()%1%10.0%10Q内，10.1得电Q0.0保持接通。49.在安装PLC时，下列说法不正确的是()。A.环境温度不宜在0℃~50℃的范围外B.阳光不可直接照射在PLC上C.PLC可用于有腐蚀和易燃的气体环境中D.不宜将PLC安装在频繁或连续振动的环境中50.下列关于I/0点数说法不正确的是()。A.I/0点数是PLC可以接收的输入信号和输出信号的总和B.I/0点数是衡量PLC性能的重要指标C.I/0点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大D.I/0点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越少，控制规模就越小形考任务31.找出下列梯形图中的错误，并改正。RR错误一：梯形图中可能缺少必要的逻辑连接问题描述：在梯形图中，变量和计数器之间，以及计数器与输出之间，需要明确的逻辑连接来确保正确的功能。然而，从提供的图片和文字文本中，我们无法完全确定所有的逻辑连接是否都已正确建立。特别是，两个计数器(CTU)与它们各自的输入信号(%MO.3和%MO.5)以及复位信号(%M0.4和%M0.6)之间的连接可能不清晰或缺失。改正建议：确保每个计数器都有明确的输入信号(CU,即计数上升沿)和复位信号(可能通过某种条件触发，如%M0.4和%M0.6)。同时，确保这些信号与计数器之间的连接是正确的，并且没有遗漏任何必要的逻辑元素(如与门、或门等)。错误二：输出点的标记可能不准确问题描述：在提供的文字文本中，有两个输出点分别标记为“%Q0.1”和“%Q0.2”。然而，在梯形图的底部，虽然有两个输出点，但它们的标记在图片中并不清晰。此外，梯形图中并未直接显示这些输出点与计数器或其他逻辑元素之间的连接。改正建议：首先，确认梯形图中输出点的正确标记。然后，确保这些输出点与计数器或其他逻辑元素之间的连接是正确的。如果输出点标记不准确或连接错误，应进行相应的更正。2.找出下列梯形图中的错误，并改正。((/错误：在梯形图中，输出线圈Q0.0被重复使用了两次。在PLC编程中，同一个输出线圈在同一个梯形图网络中只能被使用一次。如果输出线圈被重复使用，那么当多个条件同时满足时，可能会导致输出状态的不确定。改正建议：检查梯形图，找到并删除重复的Q0.0输出线圈。根据实际的控制需求，重新设计梯形图，确保每个输出线圈只被使用一次。如果需要，可以使用中间继电器或内部变量来组合多个条件，然后再控制输3.找出下列梯形图中的错误，并改正。Q'Tag_17#30:一PT'Tag_16Tag_17"ET一错误：在梯形图中，可能存在输出线圈(如%Q0.2)被错误地使用了星号(*)前缀。在PLC梯形图编程中，通常不需要为输出线圈添加星号前缀，除非在特定的编程环境或文档中另有说明。星号的使用可能会导致程序解析错误或输出行为不符合预期。改正建议：(1)检查梯形图中所有输出线圈的标记，确保它们没有不必要的星号前缀。如果%Q0.2或其他输出线圈前的星号是错误的，应将其删除。(2)同时，检查梯形图中其他元素(如输入信号、定时器、比较器等)的也应进行更正。(3)在更正过程中，务必保持梯形图的逻辑结构清晰，避免引入新的错误或逻辑混乱。4.找出下列梯形图中的错误，并改正。)在梯形图中，输出线圈Q0.0被重复使用了。在PLC梯形图编程中，同一个输出线圈在同一个梯形图网络中只能被使用一次。如果输出线圈被重复使用，那么当两个或更多的条件同时满足时，可能会导致输出状态的不确定，因为PLC不知道应该响应哪一个条件来设置或重置输出。改正建议：(1)检查梯形图，找到并删除重复的Q0.0输出线圈。(2)根据实际的控制需求，重新设计梯形图，确保每个输出线圈只被使用(3)如果需要，可以使用中间继电器(也称为内部辅助继电器)来组合多个条件，然后再控制输出线圈。这样，即使多个条件同时满足，也可以通过中间继电器的状态来清晰地确定输出的状态。二、设计题迟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1/0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。解：(1)顺序控制功能的I/0分配表说明功能电动机M1热保护电动机M2热保护启动按钮停止按钮点动控制按钮时间继电器电动机M1运行电动机M2运行(3)选西门子S7-200的PLC(也可以选其它型号PLC)网络1延时10s/电动机M2运行图电机顺序控制的PLC程序6.一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1/0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。解：(1)小车自动往返运动控制电路I/0分配表说明地址功能停止按钮右行启动按钮左行启动按钮左限位开关右限位开关电机正转运行电机樊转运行(2)PLC电气控制的外部硬件接线图(3)选西门子S7-200的PLC(也可以选其他型号PLC))1)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过载则仅电动按照上述工作要求，完成以下题目：(1)试分配1/0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。解：(1)电机控制I/0分配表说明地址功能电动机M1热保护电动机M2热保护启动按钮停止按钮时间继电器计数器电动机M1运行电动机M2运行(3)选取西门子S7-200的PLC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SF2,无论电动机处于何种运动状态，电动动机急停；过载时热继电器BB动作，电动按照上述工作要求，完成以下题目：(1)试分配I/0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。解：(1)电机控制I/0分配表说明地址功能热保护启动按钮停止按钮时间继电器计数器电动机运行(3)选取西门子S7-200的PLC)oN)R定5:电机递行定时101专题报告专题报告的选题可联系本课程实验或工程实际，选择一种典型的可编程序控制器系统进行综合分析。同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进工作原理、主要技术特点、主要用途、与本课程相关内容的联系等。专题报告应独立完成，如有抄袭或雷同部分，专题报告成绩计为0分。专题报告文字部分不少于2000字。参考答案：基于S7-1200PLC的自动化生产线控制系统分析随着工业4.0的推进和智能制造的快速发展，自动化生产线已成为现代工业生产的核心。可编程序控制器(PLC)作为自动化生产线的大脑，扮演着至关重要的角色。本文旨在深入分析基于西门子S7-1200PLC的自动化生产线控制系统，探究其硬件构成、控制逻辑、工作原理及应用优势。S7-1200PLC是西门子推出的一款紧凑型、高性能的可编程控制器。它采用模块化设计，具有丰富的输入输出接口和通信功能，能够满足各种自动化控制需求。S7-1200PLC的核心处理器采用高性能的ARM架构，运算速度快，响应时间短，能够满足复杂控制逻辑的需求。二、自动化生产线控制系统硬件构成基于S7-1200PLC的自动化生产线控制系统主要包括以下几个部分：与上位机通信等任务。2.输入模块：用于接收生产线上各类传感器和开关的输入信号，如位置信号、速度信号、故障信号等。3.输出模块：用于控制生产线上各类执行器，如电机、气缸、电磁阀等，实现对生产线的精确控制。4.电源模块：为PLC和其他模块提供稳定可靠的电源。5.通信模块：实现PLC与上位机、其他PLC或智能设备之间的通信，实现数据交换和远程控制。三、PLC控制程序与工作原理PLC控制程序是实现自动化生产线控制逻辑的关键。使用西门子提供的TIAPortal编程软件，可以编写梯形图、功能块图等多种形式的程序。程序根据生产线的工艺流程和控制要求，实现对输入输