重庆科技学院plc题库答案

重庆科技学院plc题库答案重庆科技学院PLC题库答案一、选择题（每题2分，共40分）1.PLC的基本组成部分不包括以下哪一项？A.中央处理器(CPU)B.存储器C.输入/输出接口D.显示器答案：D解释：PLC的基本组成部分包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口和电源等。显示器不是PLC的基本组成部分，而是可选的显示设备。2.PLC的工作方式是：A.顺序扫描工作方式B.随机工作方式C.中断工作方式D.并行工作方式答案：A解释：PLC采用顺序扫描工作方式，即按照用户程序的顺序，从第一条指令开始，逐条执行，直到最后一条指令，然后再返回第一条指令开始新一轮扫描。3.在PLC编程中，常开触点的符号是：A.||—B.|/|—C.—||—D.—|/|—答案：C解释：在PLC梯形图中，常开触点的符号是—||—，表示当该触点对应的输入条件满足时，触点闭合；常闭触点的符号是—|/|—，表示当该触点对应的输入条件满足时，触点断开。4.PLC的输入接口电路主要作用是：A.驱动负载B.接收外部信号C.处理数据D.存储程序答案：B解释：PLC的输入接口电路主要用于接收外部信号，如按钮、传感器等设备的状态，并将这些信号转换为PLC可以处理的数字信号。5.以下哪种编程语言是IEC61131-3标准中定义的图形化语言？A.结构化文本(ST)B.功能块图(FBD)C.指令表(IL)D.结构化控制语言(SCL)答案：B解释：IEC61131-3标准定义了5种PLC编程语言，其中功能块图(FBD)是一种图形化语言，它使用功能块和连接线来表示控制逻辑。6.PLC的扫描周期不包括以下哪个阶段？A.输入采样阶段B.程序执行阶段C.输出刷新阶段D.故障诊断阶段答案：D解释：PLC的扫描周期通常包括三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。故障诊断不是扫描周期的固定阶段，而是在特定情况下进行的。7.以下哪个不是PLC的主要特点？A.可靠性高B.编程简单C.扩展性差D.抗干扰能力强答案：C解释：PLC的主要特点包括可靠性高、编程简单、抗干扰能力强、扩展性好等。扩展性差不是PLC的特点，而是缺点。8.在PLC中，用于存储用户程序的区域是：A.系统程序存储区B.用户程序存储区C.工作数据存储区D.暂时存储区答案：B解释：PLC的存储器通常分为系统程序存储区、用户程序存储区和工作数据存储区。用户程序存储区用于存储用户编写的控制程序。9.以下哪种通信方式常用于PLC与上位机之间的通信？A.RS-232B.RS-485C.以太网D.以上都是答案：D解释：RS-232、RS-485和以太网都可以用于PLC与上位机之间的通信，具体使用哪种方式取决于PLC型号和通信距离等因素。10.PLC的输出类型不包括以下哪一种？A.继电器输出B.晶体管输出C.双向可控硅输出D.模拟量输出答案：D解释：PLC的输出类型主要包括继电器输出、晶体管输出和双向可控硅输出，这些都是数字量输出。模拟量输出不是PLC的输出类型，而是需要通过特殊模块实现的功能。11.在PLC梯形图中，并联的触点之间使用什么符号连接？A.||B.|/C.—D.|答案：A解释：在PLC梯形图中，并联的触点之间使用"||"符号连接，表示逻辑或关系；串联的触点之间使用"—"符号连接，表示逻辑与关系。12.PLC的定时器指令中，TON表示：A.接通延时定时器B.断开延时定时器C.保持型定时器D.脉冲定时器答案：A解释：在PLC的定时器指令中，TON通常表示接通延时定时器，当输入条件满足时，开始计时，达到设定时间后，输出状态改变。13.以下哪种传感器不适合直接连接到PLC的输入接口？A.接近开关B.光电传感器C.温度传感器D.按钮开关答案：C解释：接近开关、光电传感器和按钮开关都是开关量输出设备，可以直接连接到PLC的数字量输入接口。温度传感器通常输出模拟量信号，需要通过模拟量输入模块才能连接到PLC。14.PLC的存储器中，用于存储输入/输出映像区的区域是：A.系统程序存储区B.用户程序存储区C.工作数据存储区D.暂时存储区答案：C解释：工作数据存储区用于存储PLC运行过程中的数据，包括输入/输出映像区、定时器/计数器当前值、中间变量等。15.在PLC编程中，计数器指令CTU表示：A.加计数器B.减计数器C.加减计数器D.脉冲计数器答案：A解释：在PLC的计数器指令中，CTU通常表示加计数器，每次计数输入信号由断开到闭合时，计数值加1，当计数值达到设定值时，输出状态改变。16.PLC的模拟量输入模块的作用是：A.将数字量转换为模拟量B.将模拟量转换为数字量C.隔离输入信号D.放大输入信号答案：B解释：PLC的模拟量输入模块用于将外部的模拟量信号（如电压、电流等）转换为PLC可以处理的数字量信号。17.以下哪种通信协议常用于工业现场总线？A.ModbusB.TCP/IPC.HTTPD.FTP答案：A解释：Modbus是一种常用的工业现场总线通信协议，广泛应用于PLC、变频器等工业设备之间的通信。TCP/IP、HTTP和FTP是通用网络协议，不是专为工业现场设计的。18.在PLC编程中，MOV指令的功能是：A.数据加法运算B.数据减法运算C.数据传送D.数据比较答案：C解释：在PLC编程中，MOV指令通常表示数据传送指令，用于将源操作数中的数据传送到目标操作数中。19.PLC的电源模块通常提供的电压是：A.DC24VB.AC220VC.DC5VD.以上都是答案：D解释：PLC的电源模块通常提供多种电压，包括DC24V用于输入/输出接口，AC220V用于主电源，DC5V用于内部电路等。20.在PLC中，用于存储系统程序和监控PLC运行状态的存储器是：A.系统程序存储区B.用户程序存储区C.工作数据存储区D.暂时存储区答案：A解释：系统程序存储区用于存储PLC的系统程序和监控PLC运行状态，这部分内容通常由PLC制造商提供，用户不能修改。二、填空题（每空1分，共30分）1.PLC的全称是可编程逻辑控制器，它是一种专为工业环境设计的数字运算操作的电子装置。2.PLC的基本组成部分包括中央处理器、存储器、输入/输出接口和电源等。3.PLC的工作方式是顺序扫描工作方式，包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。4.在PLC梯形图中，常开触点的符号是—||—，常闭触点的符号是—|/|—。5.PLC的编程语言主要包括梯形图、功能块图、指令表、结构化文本和顺序功能图等。6.PLC的输入接口电路主要用于接收外部信号，如按钮、传感器等设备的状态。7.PLC的输出类型主要包括继电器输出、晶体管输出和双向可控硅输出。8.在PLC编程中，TON指令表示接通延时定时器，TOF指令表示断开延时定时器。9.PLC的模拟量输入模块用于将外部的模拟量信号转换为数字量信号。10.PLC的通信方式主要包括串行通信、并行通信和网络通信等。11.在PLC编程中，CTU指令表示加计数器，CTD指令表示减计数器。12.PLC的存储器通常分为系统程序存储区、用户程序存储区和工作数据存储区。13.在PLC梯形图中，并联的触点之间使用"||"符号连接，串联的触点之间使用"—"符号连接。14.PLC的电源模块通常提供的电压包括DC24V、AC220V和DC5V等。15.在PLC编程中，MOV指令表示数据传送指令，CMP指令表示数据比较指令。16.PLC的扫描周期是指PLC完成一次输入采样、程序执行和输出刷新所需要的时间。17.在PLC编程中，JMP指令表示跳转指令，LBL指令表示标号指令。18.PLC的数字量输出模块主要用于控制继电器、指示灯、电磁阀等设备。19.在PLC编程中，AND指令表示逻辑与指令，OR指令表示逻辑或指令。20.PLC的模拟量输出模块用于将PLC内部的数字量信号转换为模拟量信号。21.在PLC编程中，定时器的设定值通常以时间单位表示，如秒(s)、毫秒(ms)等。22.PLC的通信接口主要包括RS-232、RS-485、以太网等。23.在PLC编程中，NOT指令表示逻辑非指令，用于取反操作。24.PLC的中断功能允许在程序执行过程中响应外部事件，提高系统的实时性。25.在PLC编程中，SUB指令表示数据减法运算，MUL指令表示数据乘法运算。26.PLC的冗余设计可以提高系统的可靠性，确保在单点故障时系统仍能正常运行。27.在PLC编程中，CMP指令用于比较两个数据的大小，并根据比较结果设置标志位。28.PLC的故障诊断功能可以帮助用户快速定位和排除系统故障。29.在PLC编程中，循环指令FOR和NEXT用于实现程序的循环执行。30.PLC的模块化设计使得系统可以根据需要灵活扩展，提高系统的适应性和可扩展性。三、判断题（每题1分，共20分）1.PLC只能用于开关量控制，不能用于模拟量控制。（×）解释：PLC不仅可以用于开关量控制，还可以通过模拟量输入/输出模块进行模拟量控制。2.PLC的扫描周期越长，系统的实时性越好。（×）解释：PLC的扫描周期越短，系统的实时性越好。扫描周期过长会导致系统响应延迟。3.在PLC梯形图中，并联的触点之间是逻辑与关系。（×）解释：在PLC梯形图中，并联的触点之间是逻辑或关系，串联的触点之间是逻辑与关系。4.PLC的输入接口电路可以将交流信号直接转换为数字信号。（×）解释：PLC的输入接口电路通常需要先将交流信号转换为直流信号，然后再转换为数字信号。5.PLC的输出类型中，晶体管输出适用于直流负载，继电器输出适用于交直流负载。（√）解释：晶体管输出只能驱动直流负载，而继电器输出可以驱动交直流负载，适用范围更广。6.PLC的定时器一旦启动，就会一直计时，直到达到设定值。（×）解释：PLC的定时器在输入条件满足时才会计时，当输入条件断开时，定时器会复位。7.PLC的模拟量输入模块可以直接接收温度传感器的信号。（×）解释：温度传感器通常输出的是电阻或电压信号，需要先通过变送器转换为标准模拟量信号，才能被PLC的模拟量输入模块接收。8.PLC的通信距离越长，传输速率越高。（×）解释：PLC的通信距离越长，传输速率通常越低。为了提高传输可靠性，需要在长距离传输时降低传输速率。9.在PLC编程中，MOV指令可以用于传送数据，但不能用于传送地址。（×）解释：在PLC编程中，MOV指令可以用于传送数据和地址，具体取决于PLC的型号和编程软件的支持。10.PLC的电源模块只能提供一种电压。（×）解释：PLC的电源模块通常可以提供多种电压，以满足不同部分的需求。11.PLC的系统程序存储区允许用户修改。（×）解释：PLC的系统程序存储区通常由制造商提供，用户不能修改，只能读取。12.在PLC编程中，计数器CTU在计数值达到设定值后，会自动复位。（×）解释：计数器CTU在计数值达到设定值后，输出状态改变，但计数值不会自动复位，需要手动复位或通过其他指令复位。13.PLC的数字量输入模块可以直接接收模拟量传感器的信号。（×）解释：PLC的数字量输入模块只能接收开关量信号，不能直接接收模拟量信号。14.在PLC梯形图中，一个线圈可以被多个触点控制。（√）解释：在PLC梯形图中，一个线圈可以被多个触点控制，这些触点可以是串联或并联的。15.PLC的模拟量输出模块输出的信号可以是电压或电流信号。（√）解释：PLC的模拟量输出模块可以输出电压或电流信号，具体取决于模块的型号和设置。16.在PLC编程中，JMP指令和LBL指令必须成对使用。（√）解释：在PLC编程中，JMP指令和LBL指令通常需要成对使用，JMP指令用于跳转，LBL指令用于标记跳转目标。17.PLC的输入/输出点数越多，系统的控制能力越强。（√）解释：PLC的输入/输出点数越多，可以连接的外部设备越多，系统的控制能力越强。18.在PLC编程中，定时器的分辨率越高，定时精度越高。（√）解释：定时器的分辨率是指定时器能够计时的最小时间单位，分辨率越高，定时精度越高。19.PLC的通信协议一旦选定就不能更改。（×）解释：PLC的通信协议可以根据需要更改，具体取决于PLC的型号和编程软件的支持。20.在PLC编程中，循环指令FOR和NEXT可以嵌套使用。（√）解释：在PLC编程中，循环指令FOR和NEXT可以嵌套使用，以实现复杂的循环控制逻辑。四、简答题（每题5分，共30分）1.简述PLC的基本组成部分及其功能。答：PLC的基本组成部分及其功能如下：-中央处理器(CPU)：是PLC的核心部件，负责执行用户程序、处理数据和控制系统运行。-存储器：用于存储系统程序、用户程序和工作数据。系统程序存储区存储PLC的系统程序和监控程序；用户程序存储区存储用户编写的控制程序；工作数据存储区存储输入/输出映像区、定时器/计数器当前值等。-输入/输出接口：输入接口用于接收外部信号，如按钮、传感器等设备的状态；输出接口用于控制外部设备，如继电器、指示灯、电磁阀等。-电源：为PLC的各个部分提供所需的电源，包括AC/DC转换、电压调节等。-通信接口：用于与其他设备（如上位机、其他PLC等）进行数据交换。-编程设备：用于编写、调试和下载用户程序到PLC中。2.简述PLC的工作原理。答：PLC的工作原理可以概括为顺序扫描工作方式，主要包括以下三个阶段：-输入采样阶段：PLC扫描所有输入点，读取输入信号的状态，并将其存储在输入映像区中。-程序执行阶段：PLC按照用户程序的顺序，从第一条指令开始，逐条执行，直到最后一条指令。在执行过程中，PLC根据输入映像区的状态和程序逻辑，计算输出映像区的状态。-输出刷新阶段：PLC将输出映像区的状态输出到输出接口，控制外部设备的运行。完成上述三个阶段后，PLC开始新一轮的扫描，如此循环往复。这种工作方式使得PLC能够实时响应外部信号的变化，并根据程序逻辑控制系统的运行。3.简述PLC梯形图的基本规则。答：PLC梯形图的基本规则如下：-梯形图由触点、线圈和连接线组成，通常按照从左到右、从上到下的顺序绘制。-触点分为常开触点和常闭触点，常开触点用—||—表示，常闭触点用—|/|—表示。-线圈用—()—表示，用于表示输出设备或内部继电器。-触点可以串联或并联，线圈只能并联，不能串联。-每个梯级从左母线开始，到右母线结束，右母线通常可以省略。-一个梯级中，可以有多个触点和一个线圈，但不能有多个线圈。-同一个线圈可以在多个梯级中出现，但每个梯级只能有一个线圈。-梯形图中的逻辑关系应该符合实际控制需求，避免出现逻辑矛盾。4.简述PLC定时器的主要类型及特点。答：PLC定时器的主要类型及特点如下：-接通延时定时器(TON)：当输入条件满足时，开始计时，达到设定时间后，输出状态改变。如果输入条件在计时过程中断开，定时器复位。-断开延时定时器(TOF)：当输入条件满足时，立即输出；当输入条件断开时，开始计时，达到设定时间后，输出状态改变。-保持型定时器(TONR)：当输入条件满足时，开始计时，达到设定时间后，输出状态改变。即使输入条件断开，定时器也会保持当前计数值，直到手动复位。-脉冲定时器：当输入条件满足时，立即输出，并在设定时间后自动断开。不同类型的定时器适用于不同的控制场景，需要根据实际需求选择合适的定时器类型。5.简述PLC通信的主要方式及特点。答：PLC通信的主要方式及特点如下：-串行通信：通过串行接口（如RS-232、RS-485等）进行数据传输，传输距离较短，但接线简单，成本较低。适用于PLC与上位机、HMI等设备之间的通信。-并行通信：通过并行接口进行数据传输，传输速率高，但接线复杂，抗干扰能力差，传输距离短。适用于PLC与PLC之间的高速数据交换。-网络通信：通过网络（如以太网、Profibus、Modbus等）进行数据传输，传输距离远，传输速率高，支持多设备通信，但成本较高。适用于大型自动化系统的数据交换和远程监控。-现场总线：是一种专门为工业环境设计的通信方式，如Profibus、Modbus、CAN等，具有抗干扰能力强、可靠性高、实时性好等特点，适用于工业现场设备之间的通信。选择合适的通信方式需要考虑传输距离、传输速率、成本、抗干扰能力等因素。6.简述PLC系统设计的基本步骤。答：PLC系统设计的基本步骤如下：-需求分析：明确控制任务、控制要求、输入/输出点数、通信需求等。-硬件选型：根据需求分析结果，选择合适的PLC型号、输入/输出模块、通信模块等。-I/O分配：将输入/输出设备与PLC的I/O点进行对应，编制I/O分配表。-程序设计：根据控制逻辑，使用梯形图、功能块图等编程语言编写控制程序。-系统调试：将程序下载到PLC中，进行单步调试、联机调试，确保系统按设计要求运行。-文档编写：编写系统说明书、操作手册、维护手册等文档。-系统验收：对系统进行全面测试，确认系统满足设计要求后，进行验收。在设计过程中，需要考虑系统的可靠性、实时性、可扩展性、可维护性等因素。五、编程题（共30分）1.使用PLC梯形图设计一个电动机正反转控制程序，要求具有互锁功能，并能在两地控制电动机的启动和停止。（15分）答：电动机正反转控制程序如下：```//输入点分配//I0.0:停止按钮（常闭）//I0.1:正转启动按钮（常开）//I0.2:反转启动按钮（常开）//I0.3:正转停止按钮（常闭）//I0.4:反转停止按钮（常闭）//输出点分配//Q0.0:正转接触器//Q0.1:反转接触器//程序Network1:停止控制LDI0.0ANQ0.0ANQ0.1=M0.0//停止标志Network2:正转控制LDI0.1ANM0.0ANQ0.1//反转互锁ANI0.3//正转停止=Q0.0//正转接触器Network3:反转控制LDI0.2ANM0.0ANQ0.0//正转互锁ANI0.4//反转停止=Q0.1//反转接触器```程序说明：-使用M0.0作为停止标志，当停止按钮按下时，M0.0置位，切断正反转控制电路。-正转控制电路中，串联反转接触器常闭触点Q0.1，实现互锁，防止正反转同时接通。-反转控制电路中，串联正转接触器常闭触点Q0.0，实现互锁，防止正反转同时接通。-正转停止按钮I0.3和反转停止按钮I0.4分别用于控制正反转的停止。2.使用PLC梯形图设计一个交通信号灯控制程序，要求东西方向绿灯亮30秒，然后黄灯亮3秒，最后红灯亮33秒；南北方向与东西方向相反，绿灯亮30秒，然后黄灯亮3秒，最后红灯亮33秒。循环工作。（15分）答：交通信号灯控制程序如下：```//输入点分配//I0.0:启动按钮（常开）//I0.1:停止按钮（常闭）//输出点分配//Q0.0:东西绿灯//Q0.1:东西黄灯//Q0.2:东西红灯//Q0.3:南北绿灯//Q0.4:南北黄灯//Q0.5:南北红灯//定时器//T37:东西绿灯定时器（30秒）//T38:东西黄灯定时器（3秒）//T39:南北绿灯定时器（30秒）//T40:南北黄灯定时器（3秒）//程序Network1:启停控制LDI0.0ANI0.1=M0.0//运行标志Network2:东西绿灯控制LDM0.0ANT37ANQ0.1ANQ0.2=Q0.0//东西绿灯Network3:东西绿灯定时LDQ0.0TONT37,300//30秒Network4:东西黄灯控制LDT37ANT38ANQ0.0ANQ0.2=Q0.1//东西黄灯Network5:东西黄灯定时LDQ0.1TONT38,30//3秒Network6:东西红灯控制LDT38ANT39ANQ0.0ANQ0.1=Q0.2//东西红灯Network7:南北绿灯控制LDT38ANT39ANQ0.4ANQ0.5=Q0.3//南北绿灯Network8:南北绿灯定时LDQ0.3TONT39,300//30秒Network9:南北黄灯控制LDT39ANT40ANQ0.3ANQ0.5=Q0.4//南北黄灯Network10:南北黄灯定时LDQ0.4TONT40,30//3秒Network11:南北红灯控制LDT40ANT37ANQ0.3ANQ0.4=Q0.5//南北红灯```程序说明：-使用M0.0作为运行标志，控制整个系统的启停。-东西绿灯亮30秒，由定时器T37控制。-东西黄灯亮3秒，由定时器T38控制。-东西红灯亮33秒，由定时器T39和T40共同控制。-南北绿灯亮30秒，由定时器T39控制。-南北黄灯亮3秒，由定时器T40控制。-南北红灯亮33秒，由定时器T37和T38共同控制。-东西和南北方向的信号灯互锁，确保不会同时亮绿灯。六、应用分析题（共30分）1.某自动化生产线由传送带、机械手和检测站组成，其工作流程如下：工件由传送带送入检测站进行检测，如果检测合格，机械手将工件搬运到合格品区域；如果检测不合格，机械手将工件搬运到不合格品区域。请分析该系统的控制需求，并设计PLC控制系统方案。（15分）答：系统控制需求分析：-输入设备：-传送带启动/停止按钮-检测站合格/不合格信号-机械手原点位置传感器-合格品区域位置传感器-不合格品区域位置传感器-急停按钮-输出设备：-传送带电机-机械手前进/后退电机-机械手上升/下降电机-机械手夹紧/松开电磁阀-运行指示灯-报警指示灯-控制逻辑：1.系统启动后，传送带开始运行，将工件送入检测站。2.工件到达检测站后，检测站进行检测，输出合格/不合格信号。3.根据检测信号，机械手执行相应的搬运动作：-如果检测合格，机械手将工件搬运到合格品区域。-如果检测不合格，机械手将工件搬运到不合格品区域。4.搬运完成后，机械手返回原点位置，等待下一个工件。5.如果检测过程中出现异常，系统发出报警信号，并停止运行。PLC控制系统方案设计：-PLC选型：根据I/O点数和控制需求，选择西门子S7-200SMARTSR20PLC，它具有12路数字量输入和8路数字量输出，可以满足基本需求。-I/O分配：-输入点：-I0.0:启动按钮-I0.1:停止按钮-I0.2:急停按钮-I0.3:检测合格信号-I0.4:检测不合格信号-I0.5:机械手原点位置传感器-I0.6:合格品区域位置传感器-I0.7:不合格品区域位置传感器-输出点：-Q0.0:传送带电机-Q0.1:机械手前进电机-Q0.2:机械手后退电机-Q0.3:机械手上升电机-Q0.4:机械手下降电机-Q0.5:机械手夹紧电磁阀-Q0.6:运行指示灯-Q0.7:报警指示灯-程序设计：使用顺序功能图(SFC)设计程序，将系统分为以下步骤：1.初始步：系统等待启动。2.启动步：传送带开始运行。3.检测步：工件进入检测站，进行检测。4.合格处理步：机械手将合格工件搬运到合格品区域。5.不合格处理步：机械手将不合格工件搬运到不合格品区域。6.返回步：机械手返回原点位置。7.停止步：系统停止运行。-安全措施：1.急停按钮接入PLC的硬接线回路，确保在PLC故障时也能切断系统电源。2.机械手运动过程中设置限位保护，防止机械手超出工作范围。3.设置故障检测和报警功能，及时发现和处理异常情况。2.某水处理系统需要实现以下控制功能：根据水位自动控制水泵的启停，根据水质参数自动控制加药泵的运行，并能在上位机上监控系统的运行状态和报警信息。请分析该系统的控制需求，并设计PLC控制系统方案。（15分）答：系统控制需求分析：-输入设备：-水位传感器（高、中、低水位）-水质参数传感器（pH值、浊度、余氯等）-手动/自动切换开关-启动/停止按钮-急停按钮-输出设备：-水泵电机-加药泵电机-报警器-运行指示灯-控制逻辑：1.水位控制：-高水位时，水泵停止运行。-中水位时，水泵保持当前运行状态。-低水位时，水泵启动运行。2.水质控制：-pH值低于设定值时