北科PLC技术应用考核试题及详细答案

北科PLC技术应用考核试题及详细答案考试说明：本试题针对北科PLC课程核心知识点出题，涵盖PLC基础原理、硬件结构、指令系统、梯形图编程、常见控制系统设计及故障排查等内容。题型包含单选、多选、判断、简答、编程设计题，贴合课程考核及实训要求。满分100分，考试时间90分钟。一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.PLC的中文全称是（）A.可编程逻辑控制器B.微型计算机控制器C.工业单片机D.自动调节器2.工业现场PLC最核心的工作循环顺序是（）A.程序执行→输入采样→输出刷新B.输入采样→程序执行→输出刷新C.输出刷新→程序执行→输入采样D.输入采样→输出刷新→程序执行3.西门子S7-200SMARTPLC中，输入继电器的标识符是（）A.MB.IC.QD.V4.PLC系统中，用于存储程序运行中间变量、辅助逻辑运算的元件是（）A.输入继电器B.输出继电器C.辅助继电器D.定时器5.S7-200SMART中，TON定时器的功能是（）A.断电延时定时器B.通电延时定时器C.循环定时器D.脉冲定时器6.下列不属于PLC硬件组成的是（）A.CPU模块B.输入输出模块C.编程软件D.电源模块7.PLC梯形图编程中，线圈指令不能直接连接的位置是（）A.母线左侧B.母线右侧C.触点后端D.分支回路末端8.S7-200SMART中，普通辅助继电器M的断电保持特性为（）A.断电后数据全部保存B.断电后数据清零，上电重新复位C.部分地址断电保持D.手动设置后才可保持9.工业控制中，PLC相较于继电器控制电路的最大优势是（）A.接线简单、程序可修改B.价格更低C.运行速度更快D.无需供电10.PLC输入信号的有效电平，工业现场常用的是（）A.高电平有效B.低电平有效C.正负电平均可D.无固定标准11.S7-200SMART中，计数器CTU的计数触发方式是（）A.高电平触发B.上升沿触发C.下降沿触发D.低电平触发12.PLC程序下载的作用是（）A.将PLC程序上传至电脑B.将电脑编写的程序传入PLC主机C.备份PLC系统程序D.读取PLC运行数据13.梯形图中，串联多个触点的逻辑关系是（）A.逻辑或B.逻辑与C.逻辑非D.逻辑异或14.S7-200SMARTPLC的程序执行方式是（）A.并行执行B.串行循环执行C.随机执行D.分段同时执行15.下列指令中，属于PLC基本逻辑指令的是（）A.MOVB.LDC.ADDD.SUB16.PLC控制系统中，输出模块的主要作用是（）A.采集现场传感器信号B.执行程序逻辑运算C.驱动接触器、指示灯等执行器件D.存储控制程序17.S7-200SMART中，VW存储单元的位数是（）A.8位B.16位C.32位D.64位18.梯形图编程的基本原则，错误的是（）A.触点可串联、并联B.线圈不能串联使用C.母线可直接接线圈D.程序回路必须完整闭合19.PLC上电初始化时，下列元件状态正确的是（）A.普通定时器复位B.保持型计数器清零C.所有输出置1D.变量存储器清零20.工业现场PLC抗干扰的主要硬件措施是（）A.程序加密B.接地处理、屏蔽布线C.精简程序D.降低运行速度二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于PLC主要功能的有（）A.逻辑控制B.定时计数控制C.数据运算处理D.模拟量控制2.S7-200SMARTPLC的基本编程指令包含（）A.载入指令LDB.串联指令AC.并联指令OD.输出指令=3.PLC的工作模式包含（）A.RUN运行模式B.STOP停止模式C.监控模式D.休眠模式4.下列属于PLC输入设备的有（）A.按钮开关B.行程开关C.传感器D.接触器线圈5.梯形图编程中，禁止出现的写法有（）A.线圈直接接左母线B.触点并联在线圈后端C.多重线圈串联D.无触点闭合的悬空线圈6.S7-200SMART中，常用的定时器类型有（）A.TON通电延时B.TOF断电延时C.TONR累积通电延时D.CTU递增定时7.PLC控制系统的优势包括（）A.可靠性高、抗干扰能力强B.编程简单、调试便捷C.硬件模块化、扩展灵活D.后期维护成本低8.下列属于PLC输出设备的有（）A.指示灯B.电磁阀C.变频器D.接近开关9.PLC程序监控的主要作用有（）A.实时查看触点、线圈通断状态B.监测定时器、计数器数值C.排查程序逻辑错误D.直接修改硬件参数10.工业现场PLC常见故障类型有（）A.输入信号无响应B.输出无法驱动设备C.程序运行异常卡顿D.电源供电故障三、判断题（共10题，每题1分，共10分）1.PLC可以直接替换工业现场的所有计算机控制系统。（）2.梯形图中，同一程序内可以重复使用同一个输出线圈。（）3.PLC的输入采样阶段，会一次性读取所有输入端子的状态存入输入映像区。（）4.S7-200SMART中，辅助继电器M可以直接驱动外部负载设备。（）5.通电延时定时器TON，输入接通后立即开始计时，计时到设定值后线圈置位。（）6.PLC程序上传是将PLC中的程序读取到电脑编程软件中。（）7.触点并联的逻辑关系为逻辑或，任意一个触点闭合回路即可导通。（）8.PLC运行过程中，可直接带电插拔输入输出模块。（）9.计数器需要配合复位指令，才能完成重复计数功能。（）10.继电器控制电路的逻辑修改需要重新接线，PLC只需修改程序即可。（）四、简答题（共2题，每题6分，共12分）1.简述PLC循环扫描工作过程的三个阶段及各阶段核心作用。2.简述S7-200SMARTPLC中定时器的工作原理及使用注意事项。五、编程设计题（共1题，8分）设计PLC控制程序：按下启动按钮I0.0，输出指示灯Q0.0点亮，延时5秒后自动熄灭；运行过程中按下停止按钮I0.1，指示灯立即熄灭。要求画出梯形图并写出指令语句表。参考答案及详细解析一、单项选择题答案及解析1.A解析：PLC是可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）的简称，专为工业现场逻辑控制设计。2.B解析：PLC固定循环工作顺序为输入采样、程序执行、输出刷新，循环往复，保障控制逻辑实时执行。3.B解析：S7-200SMART中，I为输入继电器、Q为输出继电器、M为辅助继电器、V为变量存储器。4.C解析：辅助继电器无外部输入输出端子，仅用于程序内部逻辑中转、中间变量存储。5.B解析：TON为通电延时定时器，输入接通后开始计时，达到设定时间输出动作。6.C解析：编程软件属于配套软件工具，不属于PLC硬件组成，硬件包含CPU、IO模块、电源、机架等。7.A解析：梯形图规则为左母线接触点，线圈接回路末端，严禁线圈直接连接左母线。8.B解析：普通M辅助继电器无断电保持功能，PLC断电重启后，所有状态自动清零复位。9.A解析：传统继电器控制接线固定、逻辑修改需重新布线，PLC通过程序修改控制逻辑，接线简洁、灵活度高。10.A解析：工业PLC输入信号默认高电平有效，适配多数传感器、开关设备的输出信号标准。11.B解析：CTU递增计数器仅在输入信号上升沿时刻触发一次计数，高电平持续状态不重复计数。12.B解析：程序下载是电脑向PLC主机传输程序，上传是PLC向电脑回传程序。13.B解析：梯形图触点串联为逻辑与，所有触点全部闭合，回路才能导通。14.B解析：PLC采用串行循环扫描方式，从上至下、从左至右逐行执行程序，无并行执行逻辑。15.B解析：LD为基本载入逻辑指令，MOV、ADD、SUB均为功能指令，不属于基础逻辑指令。16.C解析：输入模块采集现场信号，输出模块根据程序运算结果驱动外部执行器件。17.B解析：VW为字存储单元，占用16位存储空间，VB为8位、VD为32位。18.C解析：梯形图严禁左母线直接接线圈，必须搭配触点构成完整控制回路。19.A解析：PLC上电初始化，普通定时器、普通辅助继电器全部复位清零，保持型元件状态不变。20.B解析：接地、屏蔽布线、隔离供电是PLC硬件抗干扰的核心措施，软件操作无法解决硬件干扰问题。二、多项选择题答案及解析1.ABCD解析：PLC具备逻辑控制、定时计数、数据运算、模拟量采集控制、通讯控制等完整工业控制功能。2.ABCD解析：LD、A、O、=是S7-200SMART最基础的四则逻辑指令，适用于所有基础梯形图编程。3.ABC解析：PLC常规工作模式包含RUN运行、STOP停止、在线监控模式，无休眠工作模式。4.ABC解析：按钮、行程开关、传感器均为输入信号采集设备，接触器线圈属于输出执行设备。5.ACD解析：梯形图禁止线圈串联、悬空线圈、左母线直接接线圈，触点可并联在线圈后端。6.ABC解析：S7-200SMART定时器分为TON、TOF、TONR三类，CTU属于计数器而非定时器。7.ABCD解析：PLC工业应用核心优势为可靠性强、编程简单、模块化扩展、维护便捷、适配性广。8.ABC解析：指示灯、电磁阀、变频器为PLC输出驱动设备，接近开关属于输入检测设备。9.ABC解析：程序监控可实时查看元件状态、数据数值，排查逻辑错误，无法直接修改硬件参数。10.ABCD解析：PLC现场常见故障涵盖供电故障、输入信号异常、输出驱动失效、程序运行异常四类。三、判断题答案及解析1.×解析：PLC适用于工业逻辑、时序控制，无法替代高精度计算机运算、数据处理控制系统。2.×解析：同一程序中禁止重复使用同一输出线圈，会造成逻辑冲突、输出状态混乱。3.√解析：输入采样阶段一次性读取全部输入端子状态，存入输入映像区，供程序执行阶段调用。4.×解析：辅助继电器为内部虚拟元件，无外部接线端子，无法直接驱动外部负载。5.√解析：TON定时器输入导通后即刻计时，计时值等于设定值时，定时器输出位置位。6.√解析：上传为PLC→电脑，下载为电脑→PLC，二者为程序双向传输操作。7.√解析：触点并联为逻辑或，任意一个触点闭合，回路即可导通工作。8.×解析：严禁带电插拔PLCIO模块，易造成模块烧毁、设备短路故障。9.√解析：计数器计数完成后保持当前数值，必须通过复位指令清零，方可再次计数。10.√解析：继电器控制为硬件接线逻辑，修改需重新布线；PLC为软件逻辑，修改程序即可变更控制逻辑。四、简答题参考答案1.PLC循环扫描工作过程及核心作用PLC采用循环扫描的工作方式，全程分为三个核心阶段，循环往复运行：（1）输入采样阶段：PLC一次性读取所有外部输入端子的通断状态，将数据存入内部输入映像寄存器。该阶段统一采集信号，避免程序运行过程中输入信号波动造成逻辑混乱。（2）程序执行阶段：PLC按照从上至下、从左至右的顺序逐行扫描执行梯形图程序，调用输入映像区数据，完成逻辑运算、定时、计数、数据处理等操作，运算结果存入输出映像区。（3）输出刷新阶段：程序执行完毕后，PLC将输出映像区的所有状态数据，统一传输至外部输出端子，驱动外部执行设备动作，完成一次控制循环。2.S7-200SMART定时器工作原理及使用注意事项工作原理：PLC定时器通过扫描周期累积计时，利用内部时钟脉冲计数，当累积时间达到预设时间值时，定时器输出触点动作，实现定时控制功能。通电延时、断电延时、累积延时三类定时器的触发复位逻辑各有不同，适配不同控制场景。使用注意事项：①定时器编号固定，不同编号对应不同时基（1ms、10ms、100ms），需根据定时精度选择；②通电延时定时器输入断开后，计时值自动清零复位；③累积延时定时器需专用复位指令清零；④禁止同一程序重复使用同一个定时器编号；⑤定时设定值需结合时基换算，避免定时误差。五、编程设计题参考答案控制要求解析：启动按钮I0.0触发自锁，Q0.0点亮，同时启动5秒通电延时定时器T37（100ms时基，设定值50）；计时完成后切断输出回路，Q0.0熄灭；I0.1为急停停止按钮，按下立即终止输出。1.指令语句表LDI0.0OM0.0ANI0.1ANT37=M0.0LDM0.0=Q0.0LD