工业自动化PLC技术复习题集

工业自动化PLC技术复习题集引言可编程逻辑控制器（PLC）作为工业自动化领域的“神经中枢”，支撑着生产线控制、设备联动、数据采集等核心环节。本复习题集围绕PLC技术的原理、编程、工程应用三大维度，精选典型题型并配套深度解析，既适配职业技能考核、认证备考场景，也可作为工业自动化工程师技术精进的实战手册。第一章基础理论与核心概念1.1选择题1.PLC的核心运算与控制单元是（）A.存储器模块B.CPU模块C.输入模块D.通信模块解析：CPU（中央处理器）是PLC的“大脑”，负责执行用户程序、处理输入输出信号、协调各模块工作。存储器用于存储程序和数据，输入模块负责信号采集，通信模块负责数据交互，均不承担核心运算职能。2.下列不属于PLC扫描周期阶段的是（）A.输入采样B.程序执行C.数据归档D.输出刷新解析：PLC采用“循环扫描”工作方式，周期包含输入采样（读取输入模块状态）、程序执行（按顺序执行用户程序）、输出刷新（更新输出模块状态）三个阶段。“数据归档”属于上位机或数据库的功能，非PLC扫描周期环节。1.2简答题1.简述PLC的“循环扫描”工作原理。解析：PLC通电后，以固定周期重复执行三个阶段：输入采样：扫描所有输入端子，将外部设备（如按钮、传感器）的状态存入“输入映像寄存器”；程序执行：从用户程序首条指令开始，按顺序执行逻辑运算，结果存入“输出映像寄存器”（此阶段输入映像寄存器状态固定，不受外部信号实时变化影响）；输出刷新：将输出映像寄存器的最终状态同步到输出模块，驱动外部设备（如接触器、电磁阀）动作。第二章硬件结构与选型策略2.1选择题1.若需采集温度传感器（4-20mA信号）的模拟量数据，应选用PLC的（）模块。A.数字量输入模块B.模拟量输入模块C.数字量输出模块D.通信模块解析：模拟量输入模块（AI）支持4-20mA、0-10V等连续信号的采集与转换（AD转换），数字量模块仅处理开关量（通/断），通信模块负责数据传输，因此选B。2.PLC选型时，“I/O点数”指的是（）A.仅输入端子数量B.仅输出端子数量C.输入+输出端子总数量D.程序指令数量解析：I/O点数是PLC输入（Input）和输出（Output）端子的总数量，反映系统可接入的外部设备规模，与程序指令数量无关，故选C。2.2简答题1.列举PLC硬件选型需重点考虑的5个核心因素。解析：选型需从功能、性能、成本、环境等维度综合评估：I/O规模：根据现场设备数量（如传感器、执行器）确定输入/输出点数，预留10%-20%余量；响应速度：高速运动控制（如伺服定位）需选扫描周期短、支持中断处理的PLC；通信能力：需兼容现场总线（如Profinet、Modbus）或工业以太网，满足多设备联网需求；环境适应性：高温、粉尘、强电磁干扰场景需选防护等级高（如IP65）、抗干扰能力强的PLC；扩展性：预留模块扩展接口（如机架式PLC的槽位），便于后期系统升级。第三章编程指令与逻辑设计3.1选择题1.梯形图编程中，“LD”指令的功能是（）A.装载常开触点B.装载常闭触点C.输出线圈D.置位操作解析：LD（Load）是“装载”指令，用于梯形图母线（左侧电源轨）处，功能为装载常开触点；LDI（LoadInverse）则装载常闭触点，OUT为输出线圈，SET为置位操作，故选A。2.下列指令中，属于“定时器”指令的是（）A.TONB.CTUC.MOVD.XIC解析：TON（On-DelayTimer）是通电延时定时器指令，CTU是计数器（CountUp），MOV是数据传送，XIC是常开触点检测（RSLogix系列指令），故选A。3.2编程实战题1.用梯形图实现电机正反转控制（带电气互锁），要求：输入：正转启动按钮SB1（I0.0）、反转启动按钮SB2（I0.1）、停止按钮SB3（I0.2）；输出：正转接触器KM1（Q0.0）、反转接触器KM2（Q0.1）；逻辑：按下SB1时KM1得电，按下SB2时KM2得电；按下SB3时电机停止；正反转回路互锁（防止短路）。梯形图逻辑解析：停止回路：SB3（I0.2常闭）串联在控制回路中，按下时断开；正转回路：SB1（I0.0常开）→KM2常闭触点（Q0.1常闭，互锁）→KM1线圈（Q0.0）；反转回路：SB2（I0.1常开）→KM1常闭触点（Q0.0常闭，互锁）→KM2线圈（Q0.1）；互锁原理：KM1得电时，其常闭触点断开反转回路；KM2得电时同理，避免KM1、KM2同时得电导致电源短路。第四章通信与网络集成4.1选择题1.Modbus-RTU协议在PLC通信中属于（）A.物理层协议B.数据链路层协议C.应用层协议D.网络层协议解析：Modbus-RTU基于串口（RS485/232）通信，定义了应用层的数据交互规则（如功能码、寄存器地址、校验方式），物理层由串口硬件决定，数据链路层由串口通信协议（如UART）实现，故选C。2.若PLC需与上位机（如SCADA系统）实现以太网通信，应配置的模块是（）A.模拟量输入模块B.以太网通信模块C.数字量输出模块D.电源模块解析：以太网通信模块提供RJ45接口，支持TCP/IP协议，实现PLC与上位机、其他PLC的以太网互联；模拟量/数字量模块负责信号采集/输出，电源模块负责供电，故选B。4.2简答题1.简述PLC与上位机（如组态软件）通信的典型配置步骤。解析：通信配置需完成“硬件连接→参数设置→软件适配”三个环节：硬件连接：通过串口（RS485/232）或以太网（RJ45）将PLC与上位机物理连接；参数匹配：PLC端设置通信参数（波特率、数据位、停止位、校验方式、从站地址），上位机端（如组态软件）同步相同参数；协议适配：上位机选择PLC支持的通信协议（如Modbus、Profinet、S7协议），配置设备地址、寄存器映射关系，完成数据采集/控制指令下发。第五章工程应用与案例分析5.1简答题1.某自动化生产线包含上料、加工、检测、下料4个工位，PLC如何实现多工位协同控制？解析：协同控制需结合“信号采集→逻辑判断→动作输出”三层逻辑：信号采集：通过传感器（如光电、接近开关）检测各工位状态（如物料到位、加工完成）；逻辑判断：PLC根据工位状态的“与/或/非”逻辑，判断是否触发下一工位动作（如加工完成后，触发检测工位的输送机构）；动作输出：通过输出模块控制气缸、电机等执行器，实现工位间的物料传输、加工动作；典型策略：采用“顺序功能图（SFC）”编程，将生产线分解为“上料→加工→检测→下料”等步序，通过“转移条件”（如传感器信号）驱动步序切换。5.2故障诊断案例1.某包装机PLC控制系统故障：气缸A（由电磁阀YV1控制）无动作，但其他气缸正常。请列出排查步骤。解析：从“信号→程序→硬件”分层排查：输入信号检测：检查气缸A的触发信号（如光电传感器）是否正常（可通过PLC编程软件监控输入点状态）；程序逻辑验证：监控PLC输出点YV1的状态，判断程序是否触发输出（如定时器、计数器是否满足动作条件）；硬件接线排查：检查YV1的接线是否松动、短路，用万用表测量输出模块端子电压是否正常；电磁阀/气缸检测：断开PLC接线，直接给电磁阀YV1供电，观察气缸是否动作（排查电磁阀线圈、气缸气源、机械卡滞问题）。第六章故障诊断与维护策略6.1选择题1.PLC系统故障时，首要排查环节是（）A.程序逻辑B.输入输出信号C.电源系统D.通信线路解析：电源是PLC运行的基础，若电源模块故障（如电压异常、保险丝熔断），PLC将无法正常工作。程序、信号、通信问题需在电源正常后进一步排查，故选C。2.下列属于PLC“软故障”的是（）A.输入模块烧毁B.程序逻辑错误C.通信线断裂D.输出端子短路解析：“软故障”指由程序、参数设置导致的故障，无硬件损坏。程序逻辑错误会导致控制异常，但PLC硬件无损伤；输入模块烧毁、通信线断裂、输出端子短路均为硬件故障，故选B。6.2简答题1.简述PLC程序故障的常见类型及排查方法。解析：程序故障分为两类，排查方法各有侧重：语法错误：如指令格式错误、地址越界（如调用不存在的寄存器），可通过编程软件的“语法检查”功能快速定位；逻辑错误：如互锁缺失、定时器参数错误导致动作