可編程控制器原理及其應(yīng)用第二版課后答案(王庭有著)國防工業(yè)出版社

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1、\\ 習(xí)題一 1. 什么是可編程控制器？ 可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機，簡稱 PLC （ Programmable Logic Controller ） 或 PC （ Programmable Controller ）。因為個人計算機也簡稱 PC（ Personal Computer），為 避免和個人計算機相混淆，一般簡稱可編程控制器為 PLC o 2. 什么是可編程控制器的 I/O接口電路？可編程控制器的 I/O接口電路由哪幾部分組成？ I/O接口電路的作用是什么？ I/O接口電路是可編程控制器連接外部設(shè)備的接口電路。 I/O接口電路包括輸入模塊、輸岀模塊、編程器

2、接口、存儲器接口、擴展板接口、特 殊模塊接口和通訊接口。 I/O接口電路是可編程控制器和外界交換信息的通道。 I/O接口電路實現(xiàn)可編程控制 器與外部設(shè)備的信息交換。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，輸岀模塊用來把可編程 控制器產(chǎn)生的控制信號傳送到其控制對象上，編程器接口主要用于把編程器連接到可編 程控制器，存儲器接口用于擴展存儲器，擴展板接口用于連接擴展板（如通訊擴展板）， 特殊功能模塊接口用于把特殊功能模塊（如 A/D模塊、D/A模塊）連接到可編程控制器 上，通訊接口用于可編程控制器之間或可編程控制器與上位機之間的通訊。 3. 什么是軟繼電器？試比較軟繼電器和真實的繼電器的異同。 可編

3、程控制器中的輸入繼電器、輸岀繼電器、輔助繼電器、定時器等稱為軟繼電器 （軟電器），它們只是用來描述可編程控制器的控制功能的一種等效電器，不是真正的繼 電器。 ① 相同點 電氣結(jié)構(gòu)相同：均由線圈和觸點（常開觸點和常閉觸點）組成。 工作原理相同：當線圈通電時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；當線圈斷電時，常 開觸點斷開，常閉觸點閉合。 ② 不同點 電氣符號不同：真實繼電器的電氣符號由國家標準規(guī)定，軟繼電器的電氣符號由可 編程控制器廠家規(guī)定。 觸點數(shù)量不同：真實繼電器只有有限對觸點，軟繼電器有無窮對觸點。 形態(tài)不同：真實繼電器有形狀、有尺寸，是一種實實在在的電器實體；軟繼電器只 是計算機中

4、的存儲位或存儲單元，是電子電路。 控制功能的實現(xiàn)方式不同：真實繼電器通過真實繼電器的觸點狀態(tài)的變化來實現(xiàn)其 控制功能，而軟繼電器則是通過執(zhí)行控制程序來實現(xiàn)其控制功能。 驅(qū)動方式不同：可編程控制器通過軟件 置1”或 置0”存儲位來改變軟繼電器 的工作狀態(tài)，只要存儲位 置1”或 置0”，對應(yīng)的軟繼電器即可可靠工作；真實繼電 器通過使線圈通電或斷電來改變軟繼電器工作狀態(tài)，線圈電壓必須達到規(guī)定的值，真實 繼電器才能可靠工作。 工作可靠性和壽命不同：軟繼電器工作可靠性高、壽命長；真實繼電器工作可靠性 相對低、壽命相對短。 4. 什么是可編程控制器的輸入點？輸岀點？ I/O點數(shù)？ 廣義地說

5、，可編程控制器上輸入信號（數(shù)字信號或模擬信號）的一個通道稱為一個 輸入點，可編程控制器上輸岀信號（數(shù)字信號或模擬信號）的一個通道稱為一個輸岀點， 可編程控制器的所有輸入點和輸岀點的總和稱為可編程控制器的 I/O點數(shù)。狹義的I/O 點數(shù)僅指輸入繼電器與輸岀繼電器的總數(shù)（輸入輸岀信號為數(shù)字信號）。 5. 什么是可編程控制器的梯形圖？ 把選用的可編程控制器的等效電器連成的等效控制電路圖稱為可編程控制器的梯形 圖。梯形圖是使用可編程控制器時，面向使用者，用來描述可編程控制器的控制功能的 一種形象的圖形。梯形圖在可編程控制器內(nèi)體現(xiàn)為程序，即用戶程序。 6. 什么是可編程控制器的 I/O連接圖？

6、 可編程控制器與其外設(shè)的連接圖稱為可編程控制器的 I/O連接圖。 7. 可編程控制器的結(jié)構(gòu)形式有那幾種？各有何特點？ 如何選擇可編程控制器的結(jié)構(gòu)形 式？ 從結(jié)構(gòu)上看，可編程控制器有主機擴展式和模塊式兩種。 主機擴展式可編程控制器的 CPU部分、存儲器部分、I/O接口電路部分及內(nèi)部電源 做成一個整體，裝在一個機箱內(nèi)形成一臺完整的可編程控制器。當主機滿足不了使用要 求時，可以加各種模塊（例如 I/O模塊、通訊處理模塊、 A/D模塊）進行擴展。FX系列 可編程控制器就屬于主機擴展式可編程控制器。 主機擴展式可編程控制器價格便宜，性價比高，體積較小，控制規(guī)模相對小些，處 理能力相對弱些

7、。 模塊式可編程控制器的 CPU部分、存儲器部分、輸入接口電路部分、輸岀接口電路 部分、數(shù)據(jù)交換接口電路（如通訊接口）部分及內(nèi)部電源都做成單獨的模塊，使用時選 擇好這些模塊后，再把所有模塊插在母板（母板就是計算機總線）上組合成一臺完整的 可編程控制器。 模塊式可編程控制器的系統(tǒng)構(gòu)成比較靈活，擴展方便，容易維修，體積較大。 中高檔的可編程控制器一般做成模塊式。相對而言，模塊式可編程控制器的控制規(guī) 模大，可以完成復(fù)雜的邏輯控制，可以完成閉環(huán)控制，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，可以 完成矩陣運算、函數(shù)運算，可以完成數(shù)據(jù)管理工作，有更強的通訊能力。 控制規(guī)模不太大、處理速度、處理能力要求不太高時，可

8、選用主機擴展式，反之， 選用模塊式。 8. 可編程控制器的輸岀模塊連接控制對象時，有幾種接線方法？如何選用這些接線方法？ 輸岀模塊的接線可采用分組匯點式（每組輸岀元件擁有一個公共端），如圖 （a）所示; 或采用匯點式，如圖（b）所示。輸岀模塊連接的所有控制對象的電壓等級和類型都相同時， 采用匯點式（全部輸岀元件擁有一個公共端）；輸岀模塊連接的控制對象的電壓等級或類 型不相同時，采用分組匯點式。 Aid XI5 XU XtJ \.2 XII UM (XA-1 L ts I K *T*l ru "KV1I Y31 C0M6 ilJV r

9、- A MJ3 ￥13 ^2^V* Ml KA2 K V \lfl xn Xl~ XH \I2 XH U)M N ■■藥A lLi ksF^^ TiFQ Y莖 Y2I Y2Q KAI "I~ KA： HHT COMd-i YIO kMl KM2 KM1 l i IM.I K;\J 圖可編程控制器輸入輸出的接線方式 9. 可編程控制器的輸出模塊有幾種類型？如何選擇可編程控制器的輸出模塊的類型？ 可編程控制器的輸岀模塊的類型有晶體管型（ T）、可控硅型（S）、繼電器型（R） 晶體管型只能驅(qū)動直流

10、負載，可控硅型只能驅(qū)動交流負載，繼電器型則既能驅(qū)動直流負 載，也能驅(qū)動交流負載。 根據(jù)負載類型、電源類型、要求的輸出響應(yīng)速度選擇可編程控制器的輸出模塊。晶 10 閱讀圖 器實現(xiàn)原電路的功能。畫岀可編程控制器的 Ik □- K< &A KAI KA2 KkV 體管型（T）、可控硅型（S）輸出響應(yīng)速度快。 所示電路］使用可編程控 SFV7 KAJ I/O \\ \\ 圖1.18題10圖 \\ FUJ ，心啟 梯形圖 11.閱讀圖1.19所示電路，使用可編程控制器實現(xiàn)原電路的功能。畫岀可編程控制器的 I/O

11、 連接圖和梯形圖。 \\ \\ KMI KM1 KT KVi I/O連接圖 \\ \\ xoti xois xor YU1O YOIO T20 Y012 XO15 XOi' 4f__If- 1.3 *— 12.閱讀圖1.20所示電路 連接圖和梯形■圖 使用可編 梯形圖

12、I/O Hl I sir 見原電路的功能。畫岀可編程控制器的 &7 KS?l & 圖1.20題12圖 \\ \\ xor xoi6 —11~~PH-H- YO11 XOM X017 Y012 /O連接圖 XO12 XO15 X016 —\ I_j4~k_ YO12 TI- ￥011 T卜 Y012 XOH X017 Y011 xum x

13、on 44―PF- T2O 現(xiàn)。 T20 T卜 Y013 \<111 X0I7 -PF 梯形圖 \\ 習(xí)題二 1 ?可編程控制器有哪些軟電器？這些軟電器中哪些用八進制編號？哪些用十進制編 號？ ① 可編程控制器中的軟電器有：輸入繼電器、輸岀繼電器、輔助繼電器、定 時器、計數(shù)器、狀態(tài)繼電器。 ② 輸入繼電器和

14、輸岀繼電器采用八進制編號，其它軟電器采用十進制編號。 2 ?比較輸入繼電器、輸岀繼電器和輔助繼電器的異同。 ① 相同點 電氣結(jié)構(gòu)相同：均由線圈和觸點（常開觸點和常閉觸點）組成。 工作原理相同：當線圈通電時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；當線圈斷電 時，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。觸點在梯形圖中的使用次數(shù)不受限制。 ② 不同點 編號不同：輸入繼電器編號為 X+3位數(shù)字”，如X000、X001 ;輸岀繼電器編 號為Y + 3位數(shù)字”，如Y000、Y001 ;輔助繼電器編號為 M +數(shù)字”，如MO、M120 等。 用途不同：輸入繼電器和輸入模塊相對應(yīng)，用來接收和采集輸入信號，輸入 繼電

15、器的線圈不能岀現(xiàn)在梯形圖中。輸岀繼電器和輸岀模塊相對應(yīng)，用來把可編程 控制器產(chǎn)生的控制信號傳送到其控制對象上。輔助繼電器是可編程控制器的內(nèi)部電 器，只用在梯形圖內(nèi)，與其它軟電器配合實現(xiàn)各種控制功能，與輸入輸岀無直接關(guān) 系，輔助繼電器的種類比較多，數(shù)量也較多，有些輔助繼電器具有特殊功能。 3 ?定時器有哪幾種類型？說明每種定時器的結(jié)構(gòu)和工作原理。 ① 定時器分類 按定時精度分，定時器有 1ms定時器、10ms定時器、100ms定時器。 按定時器定時時間是否可以累加，定時器分為非積算型定時器和積算型定時 as ② 定時器結(jié)構(gòu) 定時器由線圈和觸點組成，但線圈的通電或斷電時刻與其觸點的狀

16、態(tài)轉(zhuǎn)換時 刻不同步。 ③ 非積算型定時器的工作原理 非積算型定時器的線圈通電時，定時器開始計時（每個計數(shù)脈沖來臨時定時 器當前值加1），時間到（計數(shù)當前值 =計數(shù)設(shè)定值）則定時器常開觸點閉合，常閉 觸點斷開。系統(tǒng)或線圈斷電時停止計時并復(fù)位，定時器常開觸點斷開，常閉觸點閉 合，定時器當前值回0。 ④ 非積算型定時器的工作原理 積算型定時器的線圈通電時，定時器開始計時，線圈斷電時，定時器停止計 時，但不復(fù)位，線圈再通電時，定時器在上次通電時的計時結(jié)果上繼續(xù)累加時間， 圖 非積算型定時器 圖 積算型定時器 4.定時器有 1ms定時器、10ms定時器、100ms定時器，這里的 1ms

17、、10ms、100ms 的含義是什么？ 定時器通過對可編程控制器內(nèi)的方波信號的計數(shù)來實現(xiàn)計時。根據(jù)定時器計 數(shù)的方波信號的周期，定時器分為 1ms定時器（對周期1ms的方波計數(shù)）、10ms定 時器（對周期10ms的方波計數(shù)）、100ms定時器（對周期100ms的方波計數(shù)）。1ms 定時器的定時精度是 1ms， 10ms定時器的定時精度是 10ms， 100ms定時器的定時精 度是100ms。 5?如何設(shè)定和計算定時器的定時時間？ 使用定時器時，先要選擇定時器類型（積算型或非積算型）及定時精度（ 1ms、 10ms或100ms），然后要設(shè)置定時時間。定時時間是通過設(shè)定計數(shù)次數(shù)來設(shè)置的

18、， 定時器的定時時間按下式計算： 定時時間二計數(shù)次數(shù) ＞定時精度。 6?什么是定時器的設(shè)定值？什么是定時器的當前值？ 人為指定的規(guī)定定時器定時時間的數(shù)值稱為定時器的設(shè)定值，設(shè)定值規(guī)定了 定時器線圈通電時刻與定時器觸點動作時刻的時間差，設(shè)定值規(guī)定了定時器觸點動 作時刻滯后于定時器線圈通電時刻的時間。定時器開始計時后，至考察時刻時間的 累計值（計數(shù)值）稱為定時器的當前值。 7 ?什么是低速計數(shù)器？低速計數(shù)器有哪幾種類型？說明每一種低速計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工 作原理。 低速計數(shù)器對低速脈沖計數(shù)，低速計數(shù)器的計數(shù)信號由可編程控制器的軟電 器或外部電器產(chǎn)生，計數(shù)頻率最大為掃描周期的倒數(shù)，在幾十至

19、幾百赫茲之間。 低速計數(shù)器有 16位增計數(shù)器和32位增/減雙向計數(shù)器兩類。低速 16位增計 數(shù)器的設(shè)定值寄存器和當前值寄存器都是 16位寄存器，計數(shù)器設(shè)定值有效范圍是 1?32767，它只能作加法計數(shù)。低速 32位增/減雙向計數(shù)器的設(shè)定值寄存器和當 前值寄存器是32位寄存器，設(shè)定值有效范圍為— 2147483648?+ 2147483647。32 位增/減雙向計數(shù)器可作加法計數(shù)和減法計數(shù)，計數(shù)方式用特殊輔助繼電器 計數(shù)器由計數(shù)裝置和觸點組成，計數(shù)裝置（包括計數(shù) 觸點的狀態(tài)。計數(shù)端和復(fù)位端分胖 —11————— |7 : X0I6 TI- CI0 TI- M8200?M8

20、234來設(shè)定。當特殊輔助繼電器置 1時，其對應(yīng)的雙向計數(shù)器按減法計 數(shù)方式計數(shù)；當特殊輔助繼電器置 0時，其對應(yīng)的雙向計數(shù)器按加法計數(shù)方式計數(shù)。 攵裝置（包括計數(shù)端和復(fù)位端）用來改變 由各種觸點組成的 1 1 低速16位增計數(shù)器的工作原理如圖所示。nrirnnn 門口口 口口門口 邁? t : j： I 1 ： 1 ?:一5_r Cioffi ￥001 圖低速16位增計數(shù)器 計數(shù)器的復(fù)位電路 OFF時，計數(shù)器進入計數(shù)狀態(tài)。每來一個計數(shù)脈沖計數(shù)一 次（上升沿計數(shù)），即控制計數(shù)端的電路每次由 OFF - ON時，計數(shù)器計數(shù)一次。當 計數(shù)器計數(shù)到設(shè)定值時，計數(shù)器觸點動作，常開

21、觸點閉合，常閉觸點斷開，計數(shù)當 前值不再增加。 計數(shù)器的復(fù)位電路 ON時，計數(shù)器進入復(fù)位狀態(tài)，常開觸點斷開，常閉觸點閉 合，計數(shù)當前值回0。復(fù)位電路具有優(yōu)先權(quán)：復(fù)位電路 ON時，即使有計數(shù)脈沖， 計數(shù)器也不會計數(shù)；復(fù)位電路 ON時，計數(shù)器立即復(fù)位。 計數(shù)器的復(fù)位電路 OFF時，計數(shù)器進入計數(shù)狀態(tài)。每來一個計數(shù)脈沖計數(shù)一 次（上升沿計數(shù)），即控制計數(shù)端的電路每次由 OFF — ON時，計數(shù)器計數(shù)一次。低 速32位雙向計數(shù)器作增計數(shù)時，當計數(shù)值達到或超過設(shè)定值時，觸點動作并保持 （常開觸點閉合，常閉觸點斷開），只要有計數(shù)脈沖，計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)（計數(shù)當前 值繼續(xù)增加）；而作減計數(shù)時，計數(shù)

22、值小于設(shè)定值時觸點復(fù)位（常開觸點斷開，常 閉觸點閉合），但計數(shù)當前值不回 0,只要有計數(shù)脈沖，計數(shù)器繼續(xù)計數(shù)（計數(shù)當 前值繼續(xù)減少）。32位增/減雙向計數(shù)器是循環(huán)計數(shù)器，若當前值已為+ 2147483647時，再計一次數(shù)，則當前值變?yōu)椤?2147483648 ;同樣，若當前值已為 —2147483648時，再計一次數(shù)，則當前值變?yōu)? 2147483647。 計數(shù)器的復(fù)位電路 ON時，計數(shù)器進入復(fù)位狀態(tài)，常開觸點斷開，常閉觸點閉 ON時，計數(shù)器立即復(fù)位; /減雙向計數(shù)器的工作原理如圖所示。 合，計數(shù)當前值回0。復(fù)位電路具有優(yōu)先權(quán)：復(fù)位電路 ON時，即使有計數(shù)脈沖, 計數(shù)器也不會

23、計數(shù)；復(fù)位電路 n_ T1 ~~低速32位增 XOI _ xrtic X(XK hWI：2 T|~II—— j KI ￡W1Q 出 E ； S ： i 3 9 ； ! ； ； ti h d i d ? dpd ri J A I ? I I E I r i ■ th 1?1(1 iii^rLnAjVLTLrLrLnAaruirLhnruihr 圖32位增/減雙向計數(shù)器的工作過程 8 ?如何設(shè)定低速計數(shù)器的增/減計數(shù)方向？ 32位增/減雙向計數(shù)器可作加法計數(shù)和減法計數(shù)，計數(shù)方式用特殊輔助繼電 器M8200?M8234來設(shè)定。當特殊輔助繼電器置 1時，其對應(yīng)

24、的雙向計數(shù)器按減法 計數(shù)方式計數(shù)；當特殊輔助繼電器置 0時，其對應(yīng)的雙向計數(shù)器按加法計數(shù)方式計 數(shù)。 9 ?什么是低速計數(shù)器的當前值和設(shè)定值？ 計數(shù)器的設(shè)定值是人為指定的一個數(shù)值，設(shè)定值規(guī)定了計數(shù)器開始計數(shù)后， 計數(shù)器觸點動作的條件。計數(shù)器開始計數(shù)后，至考察時刻計數(shù)值的累計值稱為計數(shù) 器的當前值。 10 ?什么是高速計數(shù)器？高速計數(shù)器有哪些類型？說明每一種高速計數(shù)器的工作原理 和使用方法。 11、什么是時序圖？時序圖的用途是什么？ 描述電器狀態(tài)和電路狀態(tài)與時間的關(guān)系的圖形成為時序圖。 時序圖既可用來描述軟電器的線圈的通電時刻、斷電時刻、通電狀態(tài)持續(xù)時 間、斷電狀態(tài)持續(xù)時間；也

25、可用來描述軟電器的觸點的閉合時刻、斷開時刻、閉合 狀態(tài)持續(xù)時間、斷開狀態(tài)持續(xù)時間。在這兩種情況下，時序圖由水平線和豎線組成 豎線表示線圈的通電時刻、斷電時刻；或者表示觸點的閉合時刻、斷開時刻。低水 平線表示線圈的斷電狀態(tài)，低水平線段的長度表示線圈的斷電狀態(tài)的持續(xù)時間；或 者表示觸點的斷開狀態(tài)，低水平線段的長度表示觸點的斷開狀態(tài)的持續(xù)時間。高水 平線表示線圈的通電狀態(tài)，高水平線段的長度表示線圈的通電狀態(tài)的持續(xù)時間；或 者表示觸點的閉合狀態(tài)，高水平線段的長度表示觸點的閉合狀態(tài)的持續(xù)時間。低水 平線段右端或高水平線段左端的豎線（上升沿）表示某種狀態(tài)的開始時刻，低水平 線段左端或高水平線段右端的豎線

26、（下降沿）表示某種狀態(tài)的結(jié)束時刻。時序圖的 組成如圖所示。時序圖用來描述軟電器中的定時器和計數(shù)器時，有時還會加上斜線 表示時間值和計數(shù)值的累加過程，也可能岀現(xiàn)臺階形的波形，表示計數(shù)值的變化過 程, 亠一|,/ 圖時序圖的組成 時序圖用于描述控制電路的工作情況和工作過程。 12、M8000、M8001、M8002、M8003、M8011、M8012、M8013、M8014 是什么類型 序號的電 器電畫岀這 ＜些電器的工作時嚨圖并說明其時序圖的含義 。 時序圖 特殊輔 M8000、 M8000 甫助繼電器 M運行監(jiān)視M8電器,、可編程控制帳011、M8（ 開機狀態(tài)由可編程

27、控制器動接通程序確定, ）12、M8013、M8014是觸點利用型 用戶只能利用其觸點。 2 M8001 運行監(jiān)視繼電器，可編程控制器 開機運行時，M8001自動斷電 3 M8002 初始脈沖繼電器，可編程控制器 開機運行后，M8002自動接通一個 掃描周期 4 M8003 初始脈沖繼電器，可編程控制器 開機運行后，M8003自動斷開一個 掃描周期 5 M8011 內(nèi)部時鐘脈沖繼電器，可編程控 制器上電后（不論是否運行），自 動產(chǎn)生周期為10ms的方波  6 M8012 內(nèi)部時鐘脈沖繼電器，可編程控 制器上電后（不論是否運行），自 動產(chǎn)生周期為100

28、ms的方波 7 M8013 內(nèi)部時鐘脈沖繼電器，可編程控 制器上電后（不論是否運行），自 動產(chǎn)生周期為1s的方波 8 M8014 內(nèi)部時鐘脈沖繼電器，可編程控 制器上電后（不論是否運行），自 動產(chǎn)生周期為1min的方波 13 ?什么是邏輯表達式？邏輯表達式的用途是什么？ 電路中的二值元件（如觸點、線圈）的狀態(tài)可用一個變量表示，這種變量稱 為邏輯變量。邏輯變量只取邏輯值 “0” “ 1” “ 0対應(yīng)線圈的通電狀態(tài)和觸點的 閉合狀態(tài)，“ 1對應(yīng)線圈的斷電狀態(tài)和觸點的斷開狀態(tài)。一般，常開觸點和線圈 對應(yīng)的邏輯變量用常開觸點和線圈所屬電器的文字符號表示，常閉觸點對應(yīng)的

29、邏輯 變量也用常閉觸點所屬電器的文字符號表示，但其文字符號加上劃線。 邏輯表達式是由邏輯變量經(jīng)過邏輯運算構(gòu)成的表達式。'代表線圈的邏輯變量 單獨放在=”的一邊，=”的另一邊放上由代表觸點的邏輯變量經(jīng)過邏輯運算構(gòu) 成的表達式，這個表達式由邏輯加運算符 “ +'”邏輯乘運算符 “.、”邏輯非運算符 “”括號構(gòu)成，表示觸點之間的連接關(guān)系，邏輯加 ”用來表示 觸點并聯(lián)”，邏 輯乘”用來表示 觸點串聯(lián)”，邏輯非”用來表示 常閉觸點”即常開觸點的狀 態(tài)取反）。 邏輯表達式通過計算由代表觸點的邏輯變量組成的表達式的邏輯值，確定線 圈的邏輯值，再由線圈的邏輯值確定線圈控制的觸點的邏輯值，進而分析電路狀

30、態(tài)。 14 ?什么是數(shù)據(jù)寄存器？數(shù)據(jù)寄存器的字長是多少？如果要存儲到數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù) 據(jù)的字長比數(shù)據(jù)寄存器的字長大，如何使用數(shù)據(jù)寄存器來存放這樣的數(shù)據(jù)？ \\ \\ 15 ? 什么是文件寄存器? 什么是變址寄存器? 16 . 17 ?什么是指針？指針有哪幾種類型？ 18 什么是位元件 岀甌t 2 53和圖2.54對應(yīng)的指令程 T卜 M2I 19 .寫 元件、雙字元件和, 卄 vi in \(m TF——II- Mll MI2 —— df——(^) \\

31、 * \\ 20 .寫岀圖 禾口 RST 圖2.53 題19圖 2.55對應(yīng)的指令程序。圖中 指令的用途是什必？卜 XOIQ Mil HI—j-HH- M-SET指令和 圖2.54 題19圖 Sit SET指令 訊曲 Mini HI IH YIXQ Tl RM MKO xieo 21 .寫岀圖2.56對應(yīng)的指令程序。圖中 和PLF指令的用途是什么 圖 2.55 題20圖 PLS指令 YOOT ? MHxj M10I 卄 ' SL I -KSf +匸圖帛56 22 ?寫岀圖

32、 2.57對應(yīng)的指令程序。胸LDP、LDF —1IF——1*1 TI 題21圖 、ANDP、ANDF、ORP、ORF 指令的功 能是什么? M12I M25 T*l 1 卜 XU5＜） Mil 23 ?用堆棧指令寫出 Xiitl \（X）I 圖 2.57 Ml? X0I0 —lb M100 ~2.58 J對應(yīng)的指令程序。f M21 YO25 MI7 Tl ll~ii M10I 22 X：'：rt 圖. T— \IHT HH Y010 HF M27 冊

33、 * \\ 24圖 圖 2.58 題 23、 24 ?用主控指令寫岀圖 2.58對應(yīng)的指令程序。 ? END指令的功能是什么？ \\ 習(xí)題三答案 1 ?可編程控制器是如何實現(xiàn)其控制功能的？可編程控制器實現(xiàn)其控制功能的方式與 繼電器-接觸器系統(tǒng)實現(xiàn)控制功能的方式有何不同？ ① 繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是通過繼電器和接觸器觸點狀態(tài)的變化來實現(xiàn)其控 制功能。 ② 可編程控制器則是通過執(zhí)行控制程序來實現(xiàn)其控制功能。 2 ?可編程控制器的控制程序包含哪些功能模

34、塊？可編程控制器采用什么樣的方式執(zhí) 行其控制程序？ ① 可編程控制器的控制程序大致由三大模塊構(gòu)成。 第一個大模塊是初始化模塊，當可編程控制器上電后，即進行系統(tǒng)初始化 例如，使系統(tǒng)的某些存儲區(qū)清 0,將特殊寄存器（單元或位）置位或清 0 , 設(shè)置I/O模塊的工作方式等。 第二個大模塊是實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能的模塊，在這個模塊中，系統(tǒng)接受外部 輸入信號，根據(jù)外部輸入信號執(zhí)行用戶程序，按照用戶程序的執(zhí)行結(jié)果輸出 控制信號，去影響可編程控制器的控制對象的行為。在這個模塊中，還要進 行通訊處理，實現(xiàn)可編程控制器與可編程控制器之間的信息交換，或?qū)崿F(xiàn)可 編程控制器與其它設(shè)備（如上位計算機、智能儀表、遠程

35、I/O設(shè)備、變頻器 等）之間的信息交換。 第三個大模塊是保證可編程控制器可靠性的模塊，這個模塊能對可編程控 制器自身是否正常進行自我診斷。例如，判斷電池電壓是否已降至允許電壓 最小值以下，判斷是否有硬件故障（CPU、存儲器、I/O設(shè)備是否正常），判 斷通訊是否異常等。如果自檢不正常，可編程控制器中的異常繼電器接通， 可編程控制器面板上的出錯指示燈亮，特殊寄存器中將存入錯誤代碼。當出 現(xiàn)致命錯誤時，可編程控制器被強制為 STOP狀態(tài)，用戶程序不再被執(zhí)行。 ② 可編程控制器采用循環(huán)方式周期性地執(zhí)行其控制程序中的各個功能模塊， 3 ?可編程控制器的工作過程主要包含哪幾個階段？每個階段實現(xiàn)什么

36、功能？ ① 輸入采樣：可編程控制器上電且狀態(tài)開關(guān)置于 RUN后，首先進入輸入采樣 階段。在這個階段，可編程控制器掃描所有輸入端子，并將接在各輸入端子 上的各種觸點的狀態(tài)（0狀態(tài)或1狀態(tài)）讀入，并保存在相應(yīng)的存儲區(qū)中。 保存輸入信號狀態(tài)的存儲區(qū)稱為輸入映像區(qū)，在輸入采樣階段，輸入映像區(qū) 的值被刷新。 ② 通訊處理：輸入采樣階段結(jié)束后，可編程控制器開始通訊處理階段，實現(xiàn)可 編程控制器與其它智能設(shè)備之間的信息交換。可編程控制器從其它設(shè)備接受 的信息存入接收緩沖區(qū)，而要傳送給其它智能設(shè)備的信息則需事先寫入發(fā)送 緩沖區(qū)。 ③ 執(zhí)行用戶程序：通訊處理階段結(jié)束后，可編程控制器自動進入執(zhí)行用戶程序

37、 階段。在這個階段，可編程控制器利用輸入映像區(qū)中的值以及接收到的通訊 數(shù)據(jù)，按從上到下的順序執(zhí)行用戶程序，產(chǎn)生中間結(jié)果及要輸出以影響控制 對象行為的控制信號。中間結(jié)果是 M電器、S電器等內(nèi)部電器的狀態(tài)，輸出 信號是丫電器的狀態(tài)，輸出信號保存在 丫電器對應(yīng)的存儲區(qū)中，存儲輸出繼 電器狀態(tài)的存儲區(qū)稱為輸出映像區(qū)。 ④ 輸出刷新：用戶程序執(zhí)行完后，可編程控制器進入輸出刷新階段。在這個階 段，可編程控制器把輸出映像區(qū)中的值送至輸出鎖存器，輸出鎖存器的狀態(tài) 被刷新，輸出鎖存器的新狀態(tài)通過輸出端子施加到可編程控制器的控制對象 上，以影響控制對象的行為。輸出刷新完成后，可編程控制器自動開始新的 輸入采樣

38、階段，之后，周而復(fù)始地重復(fù)上述四個階段，直到可編程控制器關(guān) 機或進入STOP狀態(tài)。 4 ?什么是可編程控制器的掃描周期？決定可編程控制器掃描周期的主要因素是什 么？掃描周期越長越好還是越短越好？ ① 可編程控制器的控制程序的各個模塊均被執(zhí)行一次所需要的時間稱為掃描 周期。掃描周期是可編程控制器的一個重要技術(shù)指標。 ② 可編程控制器正常工作后，執(zhí)行通訊處理程序所需要的時間與網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程 度及通訊的數(shù)據(jù)量大小有關(guān)，執(zhí)行用戶程序所需要的時間與用戶程序的長短 有關(guān)，執(zhí)行其它程序模塊所需要的時間是固定的，所以，可編程控制器的掃 描周期的長短主要由通訊時間和執(zhí)行用戶程序的時間決定。當然，可編程控

39、制器的掃描周期還與 CPU的運算速度、I/O點的多少、擴展模塊的多少有關(guān)。 1 H 輸人釆祥 1 r 逋訊廿用 1 r 1 r pick'd) 1 PI C±T. ③ 掃描周期反映出可編程控制器的處理速度，越短越好。掃描周期越短，輸入 信號和輸出信號的同步性越好 5 ?可編程控制器有輸入信號后，將有相應(yīng)的輸出信號，這兩種信號是否同步？為什 么？如果不同步，它們之間的時間差會有多大？ ① 不同步。 ② 可編程控制器的工作過程主要由輸入采樣、通訊處 理、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新四個階段組成，這四個 主要工作階段有嚴格的先后順序，一個階段

40、結(jié)束后， 才開始下一個階段，四個階段在時間上沒有重疊，如 圖所示。 ③ 輸入采樣階段輸入信號，輸出刷新階段才輸出信號， 而輸出刷新階段滯后于輸入采樣階段，因此，可編程 控制器的輸出信號滯后于產(chǎn)生這些輸出信號的輸入 信號。 ④ 約幾個掃描周期。 6?閱讀下列梯形圖，根據(jù)已給岀的時序圖，畫岀指定的時序圖。 xow r~i n ^^rLrLrLrLnrLrLrLru"LrLnrLrLrLn_ 3 \\ # \\ xooo 圖3.28 題6圖1 X0O1 j MSO12 M20 I I I J I I I I [I II I 11

41、 ——1 i i i i i i fe i i v I i> i i Ifa ■ 屮 p 4 i> I ■! p | | I 4 ??’i i I I I I i i i i I i i i i i i 冋 a 和 d b b h i h H h n i h h | I | p I | p I 4> I | p g | d ii i 4 i ii ii M b i li ill I 1 I I I I I I I I I I t I 1 ladTruTrLjLrLnnjLrLrLrLnrLn I I I I I I I I I 1 I I I I l I q i | ij

42、 ji g q p | !|i p q i|j i 4 I I I ■ >1 b I I 4 h I | Yooij—i N l~i H i~i N N h 'PL \*l 5 MIU M IDO My砸 材——1H MICO 'II X'.'H MltW MIDI 卄 胡■ RSI M200 圖3.29 題6圖2 5 \\ # \\ X015

43、 ■in in! 1 00 o 2() M # \\ # \\ XCWFH | 圖3.30 題6圖3 X0Q2 j YCOI 2& 2s (is * ■ ■ ib■ ￥(叩 程序曲r 2s -?■ 2$ - — \ n r 圖3.31 題6圖4 X001 5s — —Af 口 T10 YOOt I | 1 !~ 1 釋序丞f 丁 7 \\ #

44、 \\ RS1 K? xmn ] ] , ￥(KI1 X001 4只轉(zhuǎn)換開關(guān)，每只開關(guān)代表一個 控制程序 圖3.32 題6圖5 7 ?在可編程控制器的輸入端接 二進制位。在可編程控制器的輸岀端接圖 3.33所示的LED顯示 器。要求輸入二進制數(shù) 0000?1001，在LED 顯示器上顯示相應(yīng) 的十進制數(shù)^設(shè)計其 十逬制 二進制 0 0000 1 Q0C1 2 0010 3 0011 4 OIGO 5 0101 <5 0110 7 0111 S 1000 9 1001 LED 站碼圖 3.33 LED

45、 立八 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 a b c d c f S 0 1 1 1 1 I 1 0 1 0 1 1 0 Q 0 0 2 1 1 a 1 L 0 1 3 1 1 i 1 0 0 1 4 0 1 i 0 G 1 1 5 1 0 i 1 Q 1 1 G 1 0 t 1 L 1 1 7 1 1 i Q ■Q 0 0 8 1 1 i 1 1 L. 1 1 9 廠 1 t 1 0 1 1

46、 管 9 \\ # \\ SB； SB1 SA? vtlu DC 5V ~&~Z q二占d GMJ MIO X001 XiliT xtioi Tl^—K—H―Pt―H- 10 X0Q5 xntc XGQE f―H―Pf―M- xno> M30 XW? XWiZ X001 XOOO HI―44—W—fl―H- MJ(J

47、 X(W3 XW： X'JCl XdWi 斗|_打―艸 丨卜_I — M]n XOT? XOTI X'：IO1 XQ->i Tl^―M―II―― Mill X003 X002 XO(Jl X0?? Tl―H―H~H―IF MIG XW X002 XUQl XOW Tl~~H―II—II―^~ M10 XW XM2 XGdt XOOO -M：11：

48、 XV, -d I H—H M10 ⑷ Mitt Mi Md M' Tl~\A_H~H- M10 MJ KB M4 MS XH *19 —■ I—H—4-f—i4—M-- 1M—44— MIO Ml 弭2 M7 —I I—H—H~M—M Mi? Ml M* —^ I1—44—H— ^*00^ OH -■：s^ 8?有甲乙兩組彩燈，每組有 4只燈泡。要求甲組彩燈按 1/2HZ的頻率閃爍（亮滅時 間相等）。⑴乙組彩燈按 1/4HZ的頻率閃爍（亮滅時間相等），試設(shè)計其控制電路。 ⑵乙組彩燈按 1/6HZ的頻率閃爍（亮滅時間相等），試設(shè)計其控制電路。

49、 11 \\ # \\ ? ■ ? X6 Xf 葢箱 XI X* XL XO W w 5 5 L 囂 f*止 ID： 昌琦5HI o- E曲 o EDI* o IDll o r - VT Yf 許 ￥5 Y3 Y< Y4 Y5 ￥3 Y2 Y2 YJ Yi ￥0 T

50、O -|eDQ2 淇ST| 口i MJO Cll_ sru :二 CJO TFq —IF Cll 姮J 1 004 -'.■■v.Z'i 13 \\ # \\ 9 ?有兩臺電動機 M1后制動, SriF^SBl dj LU UJ lU -220V MIE 進 5BL

51、 — M1 和M2 「其控制電路。 式設(shè)計 Xi) SV <17 譏I*甲弭I ，啟動時，M1先啟動, 3 AE: KM1 -Ml) vi ..0:. Y3 百 Y] Yfl M2后啟動；制動時，M2先制動, xLnl/N —叱 15 \\ # \\ 10 ?一工作臺由電動機驅(qū)動在

52、A點和B點間運動。系統(tǒng)啟動后，若工作臺在 A點， 則只能向B點運動；若工作臺在 B點，則只能向 A點運動；若工作臺在 A點和B 點之間，工作臺既可以向 A點運動，也可以向 B點運動；工作臺運動至 A點后自 動返回B點，工作臺到達 B點后，自動返回 A點，如此往復(fù)，直至按下停止按鈕。 試設(shè)計能滿足此要求的控制電路。 # \\ \\ ”>>>>」 去轉(zhuǎn) it 疇 it 厚JE:fi正.ft \i Y3 XJ Y2 X3 COM； X4 X5 COM L N XXXM

53、HI— x?i X0J2 XtXH YOGC _,-, M M H 斤_? V X5 X? 曲 XJ X2 XI XO 啼■* :.-■ <4? ￥5 YJ L YI N YD 4 主、EL xu 11 .電動機 M1 M2 , J 1 「血L L 1 1 1 ； IQs _ * ■八 ?i 圖3.34 電動機運行時序 9

54、 \\ # \\ c— Al TJ X2 ￥1 燈 i "亠 X4 XS i ->\i. U?5?\C t X 畑』'MJ Kkll IK91 .-<-w .rVV .Vi1& tU-rxid^L-°Li

55、 11 \\ # \\ # \\ # \\ 12 ?電動機 M1 和比2按圖3.35規(guī)定的方式運轉(zhuǎn)，試設(shè)計其控制電路。 ；那+爲?? M2 || | | LJ |_| U 陸 惟

56、-4~~? g ：■ ■■ 圖3.35 電動機運行時序 # \\ 13 \\ xi>m MJI # \\ # \\ 13 ?某設(shè)備的潤滑系統(tǒng)要求按下列方式設(shè)計： ⑴系統(tǒng)有手動潤滑和自動潤滑兩種工作方式; ⑵手動潤滑采用點動方式； # \\ # \\ ⑶自動潤滑采用自動間隙潤滑方式，每隔 20s 潤滑一次，每次潤滑的時間為 10s；

57、 # \\ {JKIIDI KIDI RriJQ Jls JIls Lira 111 w 9i MX iiidiD ）__ 住行 LIDt L1D2 高速公路上有條長隧道如圖 '巧三亠L(fēng).U j正* RHIJQ QldllJC U\r 圖3.36隧道平面圖及設(shè)備布置圖 右行隧道左端裝有 2組光電開關(guān) RTD1和RTD2 （每組3只），右端裝有 2組 光電開關(guān) RTD3和RTD4 （每組3只），這些光電開關(guān)均安裝在垂直于路面的同一 條直線上；隧道內(nèi)每隔一定距離裝一只信號燈 RHD2，共有20只；

58、隧道內(nèi)每隔一 定距離裝一只報警蜂鳴器 RS，共有20只；隧道入口處裝一只禁行信號燈 RHD1。 右行隧道的控制要求是：⑴當有車輛逆行時， RHD2以2Hz的頻率閃爍（亮滅時 間相同），蜂鳴器響；⑵當隧道內(nèi)車輛達到一定數(shù)目時，禁行燈 RHD1以1Hz的 頻率閃爍（亮滅時間相同）。 左行隧道的設(shè)備情況及控制要求與右行隧道相同。 試設(shè)計能滿足上述要求的控制系統(tǒng)。 15 ?一游樂機的液壓驅(qū)動系統(tǒng)如圖 3.37所示，系統(tǒng)啟動后，三個液壓缸使 3組動物（每 組3只）按照圖3.38規(guī)定的方式隱身或現(xiàn)身。動物現(xiàn)身后，游戲者擊打動物，擊 中一只記1分；動物隱身后，擊打無效。規(guī)定時間到，游戲結(jié)束。

59、在規(guī)定的時間 內(nèi)得分達到規(guī)定值時，則兩組彩燈（每組 20只）按圖3.39規(guī)定的方式閃爍 30s后 自動停止，之后，可以開始新一輪游戲。在規(guī)定的時間內(nèi)得分未達到規(guī)定值時， 則蜂鳴器響20s后自動停止，之后，可以開始新一輪游戲。試設(shè)計其控制程序。 # \\ 15 \\ # \\ # \\ n n n n n n ；；■ ：'' ■［圖^37^^壓驅(qū)動系統(tǒng)Lj__ 2s ; ? n n n n n n n 占

60、 直幻 淹燈 1 1 1 1 丿」 ■■ H 圖 3.3 8 動 物現(xiàn)身方式 Jl J?丨.卑. # \\ # \\ 圖3.39 彩燈組合 # \\ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 習(xí)題四 什么是順序控制？ 什么是步、初始步、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件、負載？什么是功能流程圖？ 什么是狀態(tài)繼電器？什么是狀態(tài)？什么是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖？ 什么是順序控制的單流程結(jié)構(gòu)？舉例說明。 什么是

61、順序控制的選擇結(jié)構(gòu)？舉例說明。 什么是順序控制的跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)？舉例說明。 什么是順序控制的循環(huán)結(jié)構(gòu)？舉例說明。 什么是順序控制的并行結(jié)構(gòu)？舉例說明。 什么是順序控制的組合結(jié)構(gòu)？舉例說明。 .選擇結(jié)構(gòu)的編程原則是什么？ .并行結(jié)構(gòu)的編程原則是什么？ .步進梯形圖中，對狀態(tài)使用 OUT指令和SET指令有什么共同點？有什么區(qū)另V? .RET指令的作用是什么？ .初始化狀態(tài)繼電器的作用是什么？ i' .畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時，應(yīng)該注意哪些問題 藥訶. .圖4.42的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖有何問題？如何改正？ .畫岀圖 4.43 干Lina C： t也i 對應(yīng)的步進梯形圖并寫出指令程序。 SKJ

62、 - 圖4.42題 16圖 Xi 01 亙丁 (JScJ X0IB— 圖4.43題17圖 \\ 圖4.43題17圖 \\ .畫岀圖4.44對應(yīng)的步進梯形圖并寫岀指令程序。 圖4.43題17圖 \\ \\ 腳［ I 豪 I——Cj5^) \\ SJI |—— ―CJS) 丨呵一 Cy^) X瞅+ 1 1— —— 應(yīng) '— Cjw) XCW' - 1利-? 羽 xnoa+ 一r UMI l

63、^oj； _ sc — rvtTyooI \\ AULll — \\ \\ -btKXi； 19.畫岀圖 Xu J ml 51… M處亠 B51 | 育曲耳+ + S5J | RS I | ma xnin Rsi 、儡 T5l + 圖4.44題18圖 SO 萃45對應(yīng)的步進梯形圖并寫岀指令程序。 舖］ （5^） 圖4.45題19圖 20 ?用1個按鈕 SB控制10只燈HD1?HD10。第1次按SB時，HD1亮；第 2次按SB時, HD1滅，HD2亮

64、；第3次按SB時，HD2滅，HD3亮；……依次類推。第 11次按SB 時，HD10滅，HD1亮，開始新的循環(huán)。試設(shè)計其控制電路。 21. 一液壓滑臺由圖 4.46的液壓系統(tǒng)驅(qū)動，滑臺的運動過程如圖 4.47所示，滑臺的每個工 作階段中，電磁鐵的通斷電情況和每個階段之間的轉(zhuǎn)移條件如表 4.6所示。試設(shè)計該滑 臺的控制電路。 電磁鐵 滑臺運動 %47 Y題22 表 4.6 YA4 轉(zhuǎn)移 條件 快進 1 0 1 0 SB1 一次工進 1 0 0 0 SQ1 二次工進 1 0 0 1 SQ2 快退 0 1

65、0 0 SQ3 停止 0 0 0 0 SQ0 22 ?三臺電動機的運行要求如圖」^4.48所示，試設(shè)計其控制電路。 如s HB. 血 -~— 圖4.48題22圖 \\ \\ 24. 25. 圖4.49題23圖 一送料系統(tǒng)如圖 4.50所示。初始時，送料小車停在行程開關(guān) SQ1處，當按下啟動按鈕 SB1后，小車右行至料斗下，當小車碰到行程開關(guān) SQ2時，小車制動，料斗放料門開 啟。12s后放料門自動關(guān)閉，小車左行，當小車碰到 SQ1時，小車制動，小車卸料門開 啟卸料，卸料時間為 10s。小車卸

66、完料后，自動開始下一輪工作，直至按下停止按鈕 SB2 小車由三相交流異步電動機 M驅(qū)動運行。料斗放料門由電磁鐵’！ YA2控制，YA2通電時 開門。小車卸料門由電磁鐵--—YA1控制，￥A1通電時開門。試設(shè)計小車的控制電路 圖4.50題24圖 圖4.51為按鈕式人行橫道交通燈控制系統(tǒng)。車輛信號燈是紅綠黃三色燈，紅燈 RC、綠 燈GC、黃燈YC分別由繼電器 KA1、KA2、KA3控制。人員信號燈是紅綠兩色燈，紅 RM和綠燈GM分別由繼電器 KA4和KA5控制。人員過人行橫道時，按下按鈕 SB1 SB2，信號燈按圖 4.52的要求工作。在信號燈按圖 4.52工作期間，再按 SB1或SB2 態(tài)：車輛信號燈綠燈亮，人員信 燈 或 均不起作用，一輪工作結(jié)束后，信號燈自動返回初始 號燈紅燈亮。試設(shè)計其控制電路。 * 圖 4.52