2026年电气控制与plc应用技术期末试题及答案

2026年电气控制与plc应用技术期末试题及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.以下不属于PLC输入模块类型的是（）。A.直流24V输入模块B.交流220V输入模块C.4-20mA电流输入模块D.继电器输出模块2.某PLC型号为S7-1200CPU1214C，其用户程序存储区主要采用（）。A.RAM（需电池备份）B.ROMC.EEPROMD.机械硬盘3.梯形图中，能流的方向是（）。A.从右到左B.从上到下C.从左到右D.无固定方向4.三相异步电动机正反转控制中，PLC输出需实现的互锁是（）。A.仅硬件互锁B.仅软件互锁C.硬件与软件双重互锁D.无需互锁5.以下PLC编程语言中，最接近继电器控制电路的是（）。A.ST（结构化文本）B.LD（梯形图）C.FBD（功能块图）D.SCL（结构化控制语言）6.某PLC输入点I0.0外接按钮开关，若按钮未按下时I0.0为“1”，按下时为“0”，则该输入模块的信号类型为（）。A.高电平有效B.低电平有效C.差分信号D.模拟信号7.PLC扫描周期的阶段不包括（）。A.输入采样B.输出锁存C.用户程序执行D.输出刷新8.以下可用于PLC模拟量输入信号处理的指令是（）。A.MOV（传送）B.PID（比例积分微分）C.ADD（加法）D.SCALE（缩放）9.西门子S7-1200PLC中，存储定时器当前值的寄存器类型是（）。A.I（输入）B.Q（输出）C.T（定时器）D.M（中间继电器）10.设计电动机连续运行控制程序时，需使用（）实现自锁。A.输入触点的并联B.输出触点的并联C.输入触点的串联D.输出触点的串联11.以下关于PLC输出模块的描述，错误的是（）。A.继电器输出模块可驱动交直流负载B.晶体管输出模块响应速度快C.晶闸管输出模块适用于大电流交流负载D.所有输出模块均可直接驱动220V/5A电动机12.某系统需要检测传送带速度，应选用（）传感器接入PLC。A.温度传感器B.光电接近开关C.编码器D.压力传感器13.梯形图中，同一编号的线圈（）。A.可多次并联使用B.只能出现一次C.可串联使用D.无使用限制14.PLC程序调试时，若输出Q0.1无动作，但程序中Q0.1线圈得电，可能的故障是（）。A.输入按钮损坏B.输出模块电源故障C.程序逻辑错误D.传感器信号异常15.以下属于PLC特殊存储器（SM）功能的是（）。A.存储用户数据B.提供系统状态信息C.驱动外部负载D.扩展输入输出点数二、填空题（每空1分，共20分）1.PLC的基本组成包括CPU模块、______、______、电源模块及通信模块。2.输入/输出滞后时间由PLC的______周期和______电路延迟共同决定。3.梯形图中，触点代表______信号的状态，线圈代表______信号的状态。4.西门子S7-1200PLC的定时器类型包括______（TON）、______（TOF）和保持型定时器（TONR）。5.模拟量输入信号通常需要经过______转换为数字量，模拟量输出则需______转换为模拟量。6.三相异步电动机Y-Δ降压启动控制中，Y形接法时绕组承受______电压，Δ形接法时承受______电压。7.PLC程序设计的步骤包括______、______、编写程序、调试与修改。8.输入模块的公共端（COM）接线方式分为______（所有输入点共地）和______（分组共地）。9.为防止PLC程序丢失，用户程序通常存储在______中，临时数据存储在______中（需电池备份）。10.顺序控制设计法中，常用的编程方式有______和______（如S7-1200的SCL语言）。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.PLC的I/O点数是指输入点与输出点的总和。（）2.梯形图中的“能流”是实际存在的电流。（）3.热继电器的常闭触点应接入PLC的输入模块。（）4.定时器的预设值（PT）可以是常数或变量。（）5.模拟量输入模块的分辨率越高，测量精度越低。（）6.PLC的输出模块损坏后，可直接短接输出触点维持设备运行。（）7.步进梯形图（SFC）适用于多工步顺序控制场景。（）8.输入信号的抖动会影响PLC的输入采样结果，需通过软件滤波或硬件消抖处理。（）9.所有PLC的编程语言均支持梯形图、语句表和功能块图。（）10.电动机正反转控制中，若仅用软件互锁，可省略硬件互锁。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述PLC与传统继电器控制系统的主要区别（至少列出4点）。2.说明梯形图绘制的基本原则（至少列出4条）。3.分析PLC输入/输出滞后的原因及减小滞后的措施。4.列举三种PLC常用的通信协议，并说明其典型应用场景。5.设计电动机“点动+连续”控制电路时，需考虑哪些关键环节？五、分析题（每题10分，共20分）1.某设备需实现三相异步电动机的两地控制（甲地、乙地均可启动/停止），要求：（1）绘制主电路（包含断路器、接触器、热继电器）；（2）设计PLC外部接线图（标注输入输出地址）；（3）写出I/O分配表；（4）绘制梯形图程序。2.某系统要求：当按下启动按钮SB1后，电动机M1启动，5秒后电动机M2启动；若M1运行中过载（热继电器FR1动作），则M1、M2同时停止；按下停止按钮SB2，所有电机停止。（1）列出I/O分配表（输入：SB1、SB2、FR1；输出：KM1、KM2）；（2）设计梯形图程序（要求包含自锁、过载保护、时间控制）。六、综合应用题（20分）某自动分拣生产线需将物料按颜色分拣至A、B两个料槽（白色物料至A槽，黑色物料至B槽），控制要求如下：（1）传送带由电动机M驱动，启动后持续运行；（2）颜色传感器CS检测物料，检测到白色物料时，气缸Y1动作（推出至A槽）；检测到黑色物料时，气缸Y2动作（推出至B槽）；（3）气缸动作后需延时1秒复位；（4）具备急停功能（SB3），急停时传送带停止，气缸复位。要求：（1）列出I/O分配表（输入：启动按钮SB1、停止按钮SB2、急停按钮SB3、颜色传感器CS；输出：电动机M、气缸Y1、气缸Y2）；（2）绘制PLC外部接线图（包含传感器、按钮、执行器的连接）；（3）设计梯形图程序（要求包含顺序控制、互锁、延时复位功能）。答案一、选择题1.D2.A3.C4.C5.B6.B7.B8.D9.C10.B11.D12.C13.B14.B15.B二、填空题1.输入模块；输出模块2.扫描；I/O电路3.输入；输出4.通电延时；断电延时5.A/D（模数）；D/A（数模）6.相；线7.需求分析；I/O分配8.共点式；分组式9.EEPROM；RAM10.梯形图法；结构化文本法三、判断题1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.×四、简答题1.主要区别：（1）控制方式：PLC为软件编程，继电器为硬件接线；（2）可靠性：PLC抗干扰能力强，继电器触点易磨损；（3）灵活性：PLC修改程序即可改变控制逻辑，继电器需重新接线；（4）维护：PLC故障诊断方便，继电器排查复杂；（5）体积：PLC结构紧凑，继电器系统体积大。2.梯形图绘制原则：（1）触点应画在水平线上，避免垂直连接；（2）线圈应接在rung的最右侧，不能直接接左母线；（3）同一编号的线圈在一个程序中只能出现一次（输出双线圈会导致逻辑混乱）；（4）触点可无限次使用（同一编号的触点可串联/并联任意次）；（5）复杂逻辑可用子程序或功能块简化；（6）能流从左到右流动，从上到下分支。3.输入/输出滞后原因：（1）PLC扫描周期（输入采样→程序执行→输出刷新）的固有延迟；（2）I/O模块的电路延迟（如光电耦合器的响应时间）；（3）外部信号的滤波处理（如消抖电路）。减小措施：（1）缩短扫描周期（优化程序，减少不必要的指令）；（2）使用立即I/O指令（直接读写物理输入/输出点）；（3）采用高速I/O模块（减少电路延迟）；（4）合理设计程序结构（如将关键逻辑放在程序头部）。4.常用通信协议及场景：（1）ModbusRTU：工业设备通信（如变频器、仪表），支持主从模式，接线简单；（2）PROFINET：西门子PLC与分布式I/O、驱动器的高速通信（实时性强，支持工业以太网）；（3）CANopen：机器人、电梯等复杂系统的分布式控制（支持多节点通信，抗干扰能力强）；（4）EtherNet/IP：通用工业以太网协议（适用于跨品牌设备集成）。5.关键环节：（1）点动与连续的切换逻辑（通过按钮或开关区分点动/连续信号）；（2）自锁电路的设计（连续运行时需输出触点自锁）；（3）互锁保护（防止误操作）；（4）过载保护（热继电器常闭触点接入输入，故障时切断输出）；（5）输入信号的去抖动处理（避免按钮抖动导致误动作）。五、分析题1.（1）主电路：断路器QF→接触器KM主触点→热继电器FR→电动机M。（2）PLC外部接线：输入：甲地启动SB1-1（I0.0）、甲地停止SB1-2（I0.1）、乙地启动SB2-1（I0.2）、乙地停止SB2-2（I0.3）；输出：KM（Q0.0）。（3）I/O分配表：输入地址说明输出地址说明SB1-1I0.0甲地启动KMQ0.0接触器线圈SB1-2I0.1甲地停止---SB2-1I0.2乙地启动---SB2-2I0.3乙地停止---（4）梯形图：I0.0或I0.2的常开触点并联，与I0.1、I0.3的常闭触点串联，驱动Q0.0线圈，Q0.0的常开触点并联实现自锁。2.（1）I/O分配表：输入地址说明输出地址说明SB1I0.0启动按钮KM1Q0.0M1接触器SB2I0.1停止按钮KM2Q0.1M2接触器FR1I0.2热继电器常闭触点---（2）梯形图：I0.0常开触点与I0.1常闭、I0.2常闭触点串联，驱动Q0.0线圈（自锁）；Q0.0常开触点触发定时器T37（PT=5000ms），T37常开触点驱动Q0.1线圈；I0.1或I0.2动作时，Q0.0、Q0.1线圈失电。六、综合应用题1.I/O分配表：输入地址说明输出地址说明SB1I0.0启动按钮MQ0.0传送带电机SB2I0.1停止按钮Y1Q0.1白色物料气缸SB3I0.2急停按钮Y2Q0.2黑色物料气缸CSI0.3颜色传感器（白色=1，黑色=0）---2.外部接线：SB1、SB2、SB3为常开按钮，一端接PLC输入公共端（+24V），另一端接对应输入点；CS传感器输出（NPN型）信号线接I0.3，电源端接+24V；M接Q0.0（通过接触器控制），Y1