2026年可程控制器试题(附答案)

2026年可程控制器试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共30分）1.可编程控制器（PLC）在输入采样阶段的主要操作是（）。A.读取所有输入信号并存入输入映像寄存器B.执行用户程序并更新输出状态C.检测外部中断并立即响应D.扫描通信端口接收数据2.某PLC输入模块标注为“DC24V/NPN型”，其信号采集方式为（）。A.高电平有效，电流从模块流出B.低电平有效，电流流入模块C.高电平有效，电流流入模块D.低电平有效，电流从模块流出3.IEC61131-3标准定义的PLC编程语言中，适合复杂数学运算的是（）。A.梯形图（LD）B.结构化文本（ST）C.功能块图（FBD）D.顺序功能图（SFC）4.某PLC的扫描周期为15ms，若用户程序执行时间为8ms，输入采样和输出刷新各占2ms，则系统额外开销时间为（）。A.3msB.5msC.7msD.9ms5.以下不属于PLC特殊寄存器功能的是（）。A.存储系统时钟B.记录故障代码C.保存用户程序D.监控扫描周期6.模拟量输入模块的分辨率为12位，输入范围0-10V，则最小检测电压为（）。A.2.44mVB.4.88mVC.9.76mVD.19.53mV7.PLC输出模块选择继电器型时，主要优势是（）。A.响应速度快B.可驱动交直流负载C.寿命长D.耐高频切换8.采用ModbusRTU协议通信时，校验码通常使用（）。A.CRC16B.奇偶校验C.海明码D.循环冗余校验9.以下PLC品牌中，属于日系产品的是（）。A.西门子S7-1200B.欧姆龙CP1EC.罗克韦尔CompactLogixD.倍福CX502010.高速计数器模式中，可同时检测A/B相脉冲频率和方向的是（）。A.单相单计数模式B.单相双计数模式C.双相正交模式D.增/减计数模式11.PLC程序中，用于存储临时计算结果的元件是（）。A.输入继电器（X）B.输出继电器（Y）C.辅助继电器（M）D.状态继电器（S）12.梯形图中，“SETY0”指令的作用是（）。A.置位Y0，需RST指令复位B.复位Y0，需SET指令置位C.交替切换Y0状态D.保持Y0当前状态13.以下抗干扰措施中，属于软件方法的是（）。A.输入输出模块加光电隔离B.电源端安装滤波器C.程序中设置数字滤波D.设备外壳可靠接地14.PLC与上位机通过以太网通信时，常用的协议是（）。A.Profibus-DPB.CANopenC.ModbusTCPD.DeviceNet15.某PLC的程序存储器为EEPROM，其特点是（）。A.掉电后数据丢失，需锂电池备份B.掉电后数据保留，可在线改写C.仅支持一次性编程D.存储容量小但速度极快二、填空题（每空1分，共20分）1.PLC的核心部件是__________，其主要功能是执行用户程序并协调各模块工作。2.输入延迟的主要原因包括输入模块的滤波时间和__________的扫描周期特性。3.数字量输出模块按负载类型可分为继电器型、__________型和晶闸管型。4.梯形图的基本元素包括触点、线圈和__________。5.顺序功能图（SFC）中，“转换”的实现需要满足__________和触发条件。6.模拟量输出模块的作用是将__________信号转换为标准电流或电压信号。7.PLC的工作模式分为运行（RUN）模式和__________模式。8.通信协议中，__________规定了数据传输的格式、速率和校验方式。9.高速计数器的计数方式包括外部信号计数和__________计数。10.功能块图（FBD）的编程特点是使用__________表示逻辑运算单元。11.PLC的I/O响应滞后时间一般为__________个扫描周期。12.用于存储用户程序的存储器类型通常是__________（选填“RAM”“ROM”或“EEPROM”）。13.Modbus协议中，线圈（Coil）对应__________（选填“输入”或“输出”）离散量。14.PLC的接地方式应采用__________接地，避免形成接地环路。15.梯形图编程时，串联触点多的支路应放在__________（选填“上方”或“下方”）以优化程序。16.安全PLC与普通PLC的主要区别是增加了__________机制，确保故障时系统安全。17.模拟量输入信号的线性化处理通常通过__________运算实现。18.多台PLC通过总线通信时，需设置唯一的__________以避免地址冲突。19.步进顺控程序设计中，状态转移的条件应在__________（选填“前一个状态”或“后一个状态”）中定义。20.PLC的watchdog（看门狗）功能用于检测__________故障，防止程序“跑飞”。三、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.PLC的输入映像寄存器在输出刷新阶段会被外部信号更新。（）2.晶体管输出模块可用于高频脉冲输出（如步进电机控制）。（）3.梯形图中的触点可以无限次使用，线圈只能在一个位置输出。（）4.模拟量输入模块的精度仅由分辨率决定，与信号调理电路无关。（）5.ModbusRTU协议中，从机地址0为广播地址，不响应查询。（）6.PLC的扫描周期越长，系统实时性越好。（）7.顺序功能图中，多个状态可以同时激活（并行序列）。（）8.冗余PLC系统通过双CPU和双总线实现，故障时无需人工干预自动切换。（）9.输入模块的公共端（COM）必须与PLC电源负极短接，否则无法检测信号。（）10.结构化文本（ST）编程需遵循类似C语言的语法规则，适合编写复杂算法。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述PLC扫描周期的三个主要阶段及其作用。2.列举数字量输入模块选型时需考虑的4个关键参数，并说明其意义。3.梯形图编程应遵循哪些基本原则？（至少4条）4.设计PLC与变频器的ModbusRTU通信系统时，需完成哪些步骤？5.工业环境中，PLC常见的干扰源有哪些？可采取哪些抗干扰措施？五、综合题（每题15分，共30分）1.某自动分拣设备需实现以下功能：物料经传送带输送，光电传感器（X0）检测到物料后启动；颜色传感器（X1检测红色，X2检测蓝色）和重量传感器（X3，当重量＞5kg时闭合）同时检测；红色物料且重量≤5kg由气缸Y0推至1号料槽，蓝色物料或重量＞5kg由气缸Y1推至2号料槽；推料后气缸需延时1s复位（Y0/Y1断开）。要求：（1）列出I/O分配表（包括输入/输出点及说明）；（2）绘制梯形图程序（包含启动、检测、分拣、复位逻辑）。2.某恒压供水系统采用PLC控制，要求管网压力稳定在0.4-0.6MPa。系统配置：压力传感器（4-20mA，对应0-1MPa）接入AI0；变频器（ModbusRTU通信）控制水泵电机；手动/自动切换开关（X4，自动时闭合）；故障指示灯（Y2，故障时点亮）。要求：（1）说明系统控制原理（需包含PID调节过程）；（2）设计PLC程序流程（文字描述关键步骤）；（3）列出Modbus通信需设置的关键参数（至少4项）。答案一、单项选择题1.A2.C3.B4.A5.C6.A7.B8.A9.B10.C11.C12.A13.C14.C15.B二、填空题1.中央处理器（CPU）2.PLC3.晶体管4.功能块5.前级状态激活6.数字量7.编程（STOP）8.通信协议9.内部信号10.功能块11.1-212.EEPROM13.输出14.单点15.上方16.安全诊断17.线性插值18.设备地址19.前一个状态20.程序运行三、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、简答题1.扫描周期分为三阶段：（1）输入采样：读取所有输入信号状态并存入输入映像寄存器，确保本次扫描周期内输入状态固定；（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元件状态计算输出映像寄存器状态；（3）输出刷新：将输出映像寄存器的内容写入输出模块，驱动外部负载。三阶段循环执行，保证控制逻辑的时序一致性。2.关键参数：（1）输入信号类型（直流/交流）：匹配现场传感器输出类型；（2）额定电压（如DC24V）：确保与传感器电源兼容；（3）输入点数：根据系统需求选择模块通道数；（4）响应时间（如5ms）：影响系统对快速信号的检测能力；（5）隔离方式（光电隔离）：提高抗干扰能力（任选4项）。3.基本原则：（1）触点集中在上，线圈集中在下，符合电流从左到右、从上到下的流向习惯；（2）避免垂直输出（线圈不能直接连接左母线）；（3）串联触点多的支路放上方，减少程序步数；（4）复杂逻辑用中间继电器（M）简化；（5）线圈不能重复输出（同一线圈在程序中只能出现一次）。4.步骤：（1）确定通信参数（波特率、数据位、停止位、校验方式）；（2）设置变频器Modbus地址（如从机地址1）；（3）定义通信数据映射（如变频器运行指令对应寄存器40001，频率设置对应40002）；（4）PLC程序中调用Modbus通信指令（如MBUS_CTRL、MBUS_MSG）；（5）编写逻辑：读取变频器状态（故障代码）、写入运行指令和频率值；（6）调试：检查通信状态，验证频率调节和故障反馈是否正常。5.干扰源：（1）电源干扰（电网波动、谐波）；（2）电磁辐射（电机、变频器的高频干扰）；（3）接地干扰（接地不良或多地点位差）；（4）信号线路干扰（强电与弱电线路平行敷设）。抗干扰措施：（1）电源端加滤波器、隔离变压器；（2）信号线路用屏蔽电缆，强电/弱电分开布线；（3）PLC单独接地，接地电阻＜4Ω；（4）输入输出模块加光电隔离；（5）程序中设置数字滤波（如多次采样取平均）、冗余判断。五、综合题1.（1）I/O分配表：输入：X0（光电传感器，物料到位）、X1（红色检测，物料红色时闭合）、X2（蓝色检测，物料蓝色时闭合）、X3（重量检测，重量＞5kg时闭合）；输出：Y0（1号气缸推料）、Y1（2号气缸推料）、Y3（传送带电机，启动后保持）。（2）梯形图程序逻辑：启动：X0上升沿触发，Y3置位（传送带运行）；检测：Y3=1时，若X0=1（物料到位），进入检测：条件1：X1=1且X3=0（红色且≤5kg），Y0置位；条件2：X2=1或X3=1（蓝色或＞5kg），Y1置位；复位：Y0/Y1置位后，启动T0（1s定时器），定时到则Y0/Y1复位；停止：无额外停止信号，传送带持续运行（或可添加急停按钮，本题未要求）。2.（1）控制原理：压力传感器检测管网压力（4-20mA信号转换为0-1MPa数字量），PLC读取当前压力值与设定值（0.5MPa）比较，通过PID算法计算输出控制量（0-100%），经ModbusRTU通信写入变频器，调节水泵转速；当压力低于0.4MPa时增加转速，高于0.6MPa时降低转速；手动模式下直接通过按钮控制变频器频率。（2）程序流程：①初始化：设置PID参数（比例系数Kp、积分时间Ti、微分时间Td），Modbus通信参数；②手动/自动判断：X4=0（手动）时，通过面板输入频率值写入变频器；X4=1（自动）时进入PID调节；③信号采集：读取AI0模拟量，转换为实际压力值（如4mA对应0MPa，20mA对应1MPa，公式：压力=（当前值-6400）×1/（32000-6400））；④PID计算