2025年5月电气控制PLC题库(附参考答案)

2025年5月电气控制PLC题库(附参考答案)一、选择题（每题2分，共40分）1.某PLC扫描周期为12ms，其输入采样阶段耗时3ms，用户程序执行阶段耗时7ms，则输出刷新阶段耗时为（）。A.2msB.3msC.4msD.5ms2.S7-1200PLC中，SM0.1的功能是（）。A.运行时周期为1s的脉冲B.首次扫描时为1个扫描周期的高电平C.停止时保持高电平D.故障报警信号3.以下不属于PLC输入模块类型的是（）。A.直流24V开关量输入B.交流220V开关量输入C.4-20mA模拟量输入D.晶闸管输出模块4.梯形图中，两个线圈直接并联在同一母线上时，程序运行会（）。A.正常输出B.报语法错误C.只有第一个线圈有效D.交替输出5.某PLC需控制3台变频器，采用ModbusRTU通信，每台变频器的从机地址应设置为（）。A.0、1、2B.1、2、3C.255、254、253D.任意相同地址6.计数器CTU的当前值达到预设值PV时，其输出状态为（）。A.保持低电平B.保持高电平C.翻转一次D.周期性脉冲7.模拟量输入模块将4-20mA电流信号转换为数字量时，若输入12mA，对应的数字量约为（）（假设量程为0-27648）。A.6912B.13824C.20736D.276488.PLC程序中，掉电保持功能通常通过（）实现。A.清除数据寄存器B.设置特殊继电器C.配置保持区D.外接备用电池9.以下属于IEC61131-3标准规定的PLC编程语言的是（）。A.汇编语言B.结构化文本（ST）C.C语言D.Python10.三相异步电动机正反转控制中，必须设置（）以防止电源短路。A.自锁B.互锁C.过载保护D.欠压保护11.S7-200SMARTPLC的输出类型为晶体管时，其额定负载为（）。A.AC220V/5AB.DC24V/0.5AC.AC380V/2AD.DC12V/1A12.程序调试时，“强制”操作的作用是（）。A.永久修改程序逻辑B.临时强制输出点状态C.清除故障代码D.加快扫描速度13.以下关于PLC输入滤波时间的描述，错误的是（）。A.滤波时间越长，抗干扰能力越强B.可通过编程修改滤波时间C.滤波时间影响输入信号的响应速度D.所有输入点的滤波时间必须相同14.某系统需检测温度（-50℃~150℃），应选择（）类型的模拟量输入模块。A.0-10V电压B.4-20mA电流C.PT100热电阻D.K型热电偶15.梯形图中，“置位指令（S）”的作用是（）。A.将指定寄存器清零B.将指定输出点保持高电平C.将指定计数器复位D.将指定定时器停止16.ModbusTCP通信中，默认的端口号是（）。A.502B.80C.23D.48517.PLC的I/O响应滞后主要是由于（）。A.输入模块损坏B.扫描周期的工作方式C.程序逻辑错误D.输出模块过载18.以下软元件中，属于特殊标志位的是（）。A.Q0.1B.M100.0C.SM30.0D.V10019.设计自动分拣系统时，检测金属物料应选用（）传感器。A.光电式B.电容式C.电感式D.超声波式20.PID控制中，积分环节（I）的作用是（）。A.消除静态误差B.加快响应速度C.抑制超调D.提高抗干扰能力二、判断题（每题1分，共15分）1.PLC的扫描周期仅与用户程序长度有关，与输入输出点数无关。（）2.晶体管输出模块可用于交流负载和直流负载。（）3.梯形图中，触点可以串联或并联，但线圈只能并联。（）4.计数器的当前值（CV）可以通过编程修改。（）5.模拟量输入信号需先经信号调理电路转换为标准信号（如4-20mA），再接入PLC模块。（）6.PLC的工作电源必须与控制电路电源隔离，以避免干扰。（）7.程序中使用“立即输入（I）”指令可跳过输入采样阶段，直接读取物理输入点状态。（）8.ModbusRTU通信中，校验码采用CRC16，而ModbusASCII采用LRC。（）9.变频器通过PLC的开关量输出控制时，需设置变频器的多段速参数。（）10.掉电保持继电器（如S7-1200的V区）在PLC断电后，数据会永久丢失。（）11.梯形图中，同一编号的线圈可以在多个地方使用，输出状态由最后一次驱动决定。（）12.温度传感器（如PT100）的信号电缆应使用屏蔽线，以减少电磁干扰。（）13.PLC的输出点损坏时，可通过短接相邻输出点临时替代。（）14.通信速率（波特率）越高，数据传输距离越远。（）15.PID控制中，比例系数（P）过大会导致系统震荡。（）三、简答题（每题5分，共40分）1.简述PLC的工作原理（扫描周期的三个阶段）。2.梯形图编程时，应遵循哪些基本规则？（至少列出4条）3.选择PLC输入模块时，需考虑哪些技术参数？（至少列出5项）4.程序调试分为离线调试和在线调试，两者的主要区别是什么？5.对比ModbusRTU与ModbusTCP通信协议的特点（至少3点）。6.设计PLC与变频器的通信控制方案时，需完成哪些步骤？（至少5步）7.模拟量输入信号（如温度）出现波动时，可采取哪些抗干扰措施？（至少4种）8.简述三相异步电动机星三角降压启动的PLC控制逻辑（需说明I/O分配和关键程序步骤）。四、综合应用题（共65分）1.（15分）设计一个自动送料系统：当启动按钮SB1按下时，传送带M1启动；检测到物料到达光电传感器PS1位置时，气缸Y1伸出推料，延时2s后Y1缩回；物料被推离后，M1停止；若急停按钮SB2按下，所有设备立即停止。要求：（1）列出I/O分配表（输入/输出各4点）；（2）绘制梯形图程序（包含启动、停止、传感器检测、气缸动作及延时逻辑）。2.（20分）某恒压供水系统采用PLC与变频器控制，压力传感器检测管网压力（4-20mA信号，对应0-1.6MPa），要求实际压力跟随设定压力（通过触摸屏输入）。系统需具备以下功能：（1）手动/自动切换（SA1为手动/自动选择开关）；（2）手动模式下，通过按钮SB3/SB4调节变频器频率（20-50Hz）；（3）自动模式下，采用PID控制调节变频器频率，维持压力恒定。要求：（1）列出主要I/O分配（输入/输出各5点，含模拟量）；（2）说明PID控制的参数设置要点（比例、积分、微分系数的作用）；（3）绘制系统控制流程图（包含模式切换、信号采集、PID运算、变频器输出环节）。3.（30分）设计一个多层电梯简易控制系统（3层）：（1）轿内按钮SB1（1楼）、SB2（2楼）、SB3（3楼）；（2）层外召唤按钮SB4（1楼上行）、SB5（2楼下/上行）、SB6（3楼下行）；（3）行程开关SQ1（1楼平层）、SQ2（2楼平层）、SQ3（3楼平层）；（4）电机M正转（上升）、反转（下降），门机Y1（开门）、Y2（关门）。要求：（1）完成I/O分配表（输入10点，输出4点）；（2）编写梯形图程序逻辑（包含召唤信号记忆、运行方向判断、平层停梯、开门/关门控制）；（3）说明防夹功能的实现方法（如检测到门受阻时，停止关门并重新开门）。参考答案一、选择题1.A2.B3.D4.C5.B6.B7.B（12mA为量程中点，27648/2=13824）8.C9.B10.B11.B12.B13.D14.C（PT100适用于-200℃~600℃）15.B16.A17.B18.C19.C20.A二、判断题1.×（还与CPU处理速度有关）2.×（晶体管仅适用于直流负载）3.×（线圈可串联，但需注意逻辑合理性）4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×（需设置保持区或使用电池）11.√12.√13.×（可能导致短路或信号干扰）14.×（波特率越高，传输距离越短）15.√三、简答题1.扫描周期分为三阶段：（1）输入采样：读取所有输入点状态并存入输入映像寄存器；（2）用户程序执行：按顺序扫描用户程序，根据输入映像寄存器和其他软元件状态计算输出映像寄存器；（3）输出刷新：将输出映像寄存器的状态写入物理输出点。2.规则：（1）触点可串联/并联，线圈不能直接接左母线；（2）同一编号线圈在程序中可多次使用，输出由最后一次驱动决定；（3）梯形图按从左到右、从上到下顺序执行；（4）触点应画在水平线上，避免垂直连线；（5）复杂逻辑可使用中间继电器简化。3.参数：（1）输入信号类型（直流/交流）；（2）额定电压（如DC24V、AC220V）；（3）输入点数（8点/16点等）；（4）响应时间（滤波时间）；（5）隔离方式（光耦隔离）；（6）输入阻抗（影响信号传输）。4.区别：（1）离线调试：在编程软件中模拟运行，不连接实际硬件，用于检查逻辑错误；（2）在线调试：连接PLC和现场设备，验证实际输入输出响应，测试抗干扰能力和动作时序。5.对比：（1）物理层：RTU使用RS-485串口，TCP使用以太网；（2）传输速率：TCP（100Mbps）远高于RTU（最大115.2kbps）；（3）协议格式：RTU为二进制，TCP为报文头+ModbusPDU；（4）连接方式：RTU为总线式，TCP为客户端/服务器模式；（5）应用场景：RTU适合短距离小数据量，TCP适合长距离高速通信。6.步骤：（1）确定通信协议（ModbusRTU/TCP）；（2）设置变频器通信参数（从机地址、波特率、数据格式）；（3）PLC配置通信模块（如S7-1200的CM1241）；（4）编写PLC通信程序（使用发送/接收指令，如USS或Modbus库函数）；（5）测试通信（读取变频器状态，写入频率给定值）；（6）设置保护逻辑（如过流时停止输出）。7.措施：（1）信号电缆使用屏蔽线并单端接地；（2）在PLC输入端并联滤波电容（如0.1μF）；（3）增加软件滤波（如取3次采样平均值）；（4）远离强电磁设备（如电机、变频器）；（5）调整模拟量模块的滤波时间（延长至20ms以上）。8.控制逻辑：（1）I/O分配：输入（启动SB1、停止SB2、过载FR）；输出（接触器KM1主电源、KM2星型、KM3三角型）。（2）程序步骤：启动时KM1、KM2吸合（星型启动），延时5s后KM2断开、KM3吸合（切换三角型）；停止时所有接触器断开；设置KM2与KM3互锁防止短路。四、综合应用题1.（1）I/O分配表：输入：SB1（I0.0）、SB2（I0.1）、PS1（I0.2）、FR（过载，I0.3）；输出：M1（Q0.0）、Y1（Q0.1）、报警灯（Q0.2，可选）、故障指示（Q0.3，可选）。（2）梯形图逻辑：启动：I0.0按下，Q0.0自锁；检测：I0.2为1时，Q0.1置位，T37（2s）开始计时；延时：T37定时到，Q0.1复位，Q0.0断开；急停：I0.1为0时，所有输出复位。2.（1）I/O分配：输入：SA1（手动/自动，I0.0）、SB3（升频，I0.1）、SB4（降频，I0.2）、压力传感器（AIW0，4-20mA）、急停（I0.3）；输出：变频器启动（Q0.0）、频率给定（AQW0，4-20mA）、手动指示灯（Q0.1）、自动指示灯（Q0.2）、故障报警（Q0.3）。（2）PID参数：P（比例系数）增大可加快响应，但过大会震荡；I（积分时间）减小可消除静差，但过小会超调；D（微分时间）增大可抑制超调，改善动态特性。（3）控制流程图：模式选择→手动（按钮调节频率）/自动（压力采样→PID运算→输出频率给定）→变频器驱动水泵→压力反馈。3.（1）I/O分配：输入：SB1（I0.0）、SB2（I0.1）、SB3（I0.2）、SB4（I0.3）、SB5（I0.4）、SB