2023年电大可编程序控制器应用形成性考核作业及答案

可编程序控制器应用
形成性考核作业（一）
一、填空题
1、可编程序控制器采用微解决器作为中央解决单元，可以对逻辑量进行控制，也可以对模拟量进行控制。

2、PLC具有逻辑运算功能，可以描述继电器触点的串联和并联等各种连接。

3、PLC具有模数转换（A/D转换和数模转换（D/A转换）功能，完毕对模拟量的控制与调节。

4、按结构形式分类，PLC可分为整体式和模块式两种。

5、CPU 模块是可编程序控制器系统的运算控制核心。

6、导轨是安装可编程控制器各类模板的机架，可根据实际需要选择。

7、电源模板用于对PLC内部电路供电。

8、输入电压转换是用来将输入端不同电压或电流信号转换成微解决器所能接受的低电平信号。

9、输出电平转换是用来将微解决器控制的低电平信号转换为控制设备所需的电压或电流信号。

10、电气隔离是在微解决器与I/O回路之间采用的防干扰措施。

二、判断题（对的的打√，错误的打×）
1、PLC的输入和输出量有开关量和模拟量两种。

开关量I/O用最大I/O点数表达，模拟量I/O点数用最大I/O通道数表
达。

（v ）
2、PLC具有模数转换和数模转换功能，完毕对逻辑量的控制与调节。

（x）
3、PLC配置有较强的监控功能，能记忆某些异常情况，或当发生异常情况时自动中止运营。

（v ）
4、传统继电器接触器控制系统的控制功能必须通过修改控制器件和接线来实现。

（v ）
5、可编程控制系统的控制功能必须通过修改控制器件和接线来实现。

（x）
6、输入输出模板必须与CPU模板放置在一起。

（x ）
7、集散控制系统由单回路仪表控制系统发展起来，重要侧重于回路调节功能。

（x ）
8、PLC的扫描周期因程序的长度不同而不同。

（v）
9、PLC的扫描周期仅取决于程序的长度。

（x ）
10、PLC的扫描周期仅取决于CPU模板的运算速度。

（x ）
三、简答题
1、传统继电器接触器控制系统和可编程控制系统有何区别？
答：传统继电器接触器控制系统为“硬接线”程序控制系统，通过修改控制器件和接线来改变控制功能；可编程控制系统为“软接线”程序控制系统，通过修改PLC程序并改动少量接线端子来改变控制功能。

2、什么叫扫描周期？它重要受哪些因素影响？
答：PLC反复执行3个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，每反复一次的时间称为一个扫描周期。

扫描周期与用户程序的长短和CPU模板的运算速度有关。

3、简述可编程控制器的特点。

答：高可靠性，应用灵活，编程简朴，但价格较高。

（具体解答也可）
4、可编程控制器的性能指标有哪些？
答：衡量PLC的性能指标分为硬件指标和软件指标。

硬件指标涉及环境温度、湿度、抗干扰能力、使用环境和输入输出特性等；软件指标涉及扫描速度、存储容量、指令功能和编程语言等。

5、可编程控制系统与工业控制计算机、集散控制系统的重要区别在哪些？
答：工业控制计算机合用于规定快速、实时性强、模型复杂、计算工作量大的工业对象的控制；集散控制系统在模拟量解决和回路调节方面具有优势，重要侧重于回路调节功能；可编程控制系统在数字解决和顺序控制方面具有优势，重要侧重于开关量顺序控制，具有很高的可靠性和抗干扰性。

6、简述可编程控制器的基本结构及其各部分功能。

答：（1）导轨：安装PLC各类模块的机架；（2）电源模块：用于对PLC供电；（3）CPU模块：CPU模块为系统的运算控制核心，根据系统的程序规定接受并存储用户程序和数据、现场输入设备的状态和参数，诊断PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误，完毕用户程序规定的运算任务，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的状态，实现输出控制和数据通信等功能；（4）输入输出模板：连接CPU模板与现场输入\输出元件或设备。

7、PLC配置电气隔离的作用是什么？
答：电气隔离是在微解决器与I/O回路之间采用的防干扰措施。

8、西门子（SIEMENS）公司有哪些重要系列的PLC产品？可以采用哪几种编程语言？
答：西门子（SIEMENS）公司重要的PLC产品有初期的S3系列、S5系列和当前的S7系列。

S7系列可采用的编程语言如下：（1）梯形图（LAD）；（2）语句表（STL）；（3）功能块图/逻辑功能图（FBD）；（4）标准控制语言（SCL）；（5）顺序控制（S7-Graph）；（6）连续功能图（CFC）。

可编程序控制器应用
形成性考核作业（二）
一、填空题
1、可编程序控制器是一种专为工业环境下应用而设计的计算机控制系统，通过开关量、模拟量的输入和输出完毕各种机
械生产过程的控制。

2、PLC可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。

3、PLC的工作过程一般可分为三个重要阶段输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

4、可编程序控制器系统也称之为“软接线”程序控制系统，由硬件和软件两大部分组成。

5、可编程序控制器的程序由操作系统和用户程序两部分组成。

6、可编程序控制器程序的表达方式基本有梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。

7、编程指令是程序的最小独立单位。

8、指令的操作数在PLC的存储器中，此时的操作数由标记符和参数组成。

9、定期时间等于时基和定期值的乘积。

10、在S7系列的PLC中有三种计数器，分别是加计数器、减计数器和可逆计数器。

二、改错
找出下列梯形图中的错误，并改正。

1、
2、设M10.0为一个没有使用的中间继电器。

三、画出下述语句表程序相应的梯形图
LD I0.1
A I0.2
AN I0.3
= M0.0
LDN I0.1
O I0.2
O I0.3
A I0.4
NOT
= M0.1
四、根据梯形图写出梯形图指令1、
LDN M0.0
A M0.1
= Q4.1
LDN M0.0
= Q4.2
2、
LD M0.0
AN I0.1
= M0.3
A T5
= Q0.0
AN M0.4
= Q0.1
五、分析题
1、某控制系统选用CPU224，其中模拟量扩展模块以2字节递增的方式来分派地址。

请按表中介绍的模块连接形式，填写模块1和模块3的地址分派。

主机CPU224
模块1
DI4/DO4
DC24V
模块2
DI8
DC24V
模块3
AI4/AO1
12位
模块4
DI4/DO4
DC24V
模块5
AI4/AO1
12位
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 …………I1.5 Q1.5 I3.0
I3.1
I3.2
I3.3
I3.4
I3.5
I3.6
I3.7
Q3.0
Q3.1
Q3.2
Q3.3
Q3.4
Q3.5
Q3.6
Q3.7
主机CPU224
模块1
DI4/DO4
DC24V
模块2
DI8
DC24V
模块3
AI4/AO1
模块4
DO8
DC24V
模块5
AI4/AO1
2、某控制系统选用CPU224，请按表中介绍的模块连接形式，填写模块1、模块3和模块4的地址分派。

可编程序控制器应用
形成性考核作业（三）
一、填空题
1、PLC的输入和输出量有开关量和模拟量两种。

2、PLC可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。

3、PLC反复执行输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段三个阶段，每反复一次的时间称为一个扫描周期。

4、把可编程序控制器系统和集散控制（DCS）系统各自的优势结合起来，可形成一种新型的分布式计算机控制系统。

5、用户程序是由若干条顺序排列的指令构成。

6、定期时间等于时基和定期值的乘积。

7、若加计数器的计数输入电路（CU）由断开变为接通，同时复位输入电路（R）断开，计数器的当前值加1。

当前值大
于等于设定值(PV)时，其常开触点接通，常闭触点断开。

（注：填写“接通”或“断开”）
8、若加计数器的计数输入电路（CU）复位输入电路接通，计数器被复位，复位后其常开触点断开，常闭触点接通，
当前值为0。

（注：填写“接通”或“断开”）
9、通电延时定期器（TON）的输入（IN）电路接通时开始定期，当前值大于等于设定值时，其定期器位变为1
状态，其常开触点接通，常闭触点断开。

（注：填写“接通”或“断开”）
10、通电延时定期器（TON）的输入（IN）电路断开时被复位，复位后其常开触点断开，常闭触点接
通，当前值等于0。

（注：填写“接通”或“断开”）
二、判断题（注：对的的打√，错误的打×）
1、PLC的输入和输出量有开关量和模拟量两种。

开关量I/O用最大I/O通道数表达，模拟量I/O点数用最大I/O点数表
达。

（X）
2、可编程序控制器程序的梯形图语言相比其它几种编程语言，形象直观，程序的输入和修改方便，功能最强。

（ X ）
3、电气隔离是在微解决器与I/O回路之间采用的防干扰措施。

（V ）
4、可编程序控制器程序的梯形图和功能块图都可以转换为语句表。

（V）
5、可编程序控制器程序的语句表一定可以转换为梯形图和功能块图。

（X ）
6、可编程序控制器程序的梯形图和功能块图之间是一一相应。

（X ）
7、在S7-300中，定期器区为512Byte，最多允许使用256个定期器。

（V）
8、S7提供各种不同的组织块，这些组织块分有优先级，允许较低优先级的组织块中断较高优先级的组织块。

（ X）
9、PLC具有模数转换和数模转换功能，完毕对模拟量的控制与调节。

（ V）
10、在可编程序控制器中，节点在程序中可不受限制地使用。

（V ）
三、简答题
1、集散控制系统和可编程控制系统有何区别？
答：集散控制系统在模拟量解决和回路调节方面具有优势，重要侧重于回路调节功能；可编程控制系统在数字解决和顺序控制方面具有优势，重要侧重于开关量顺序控制。

2、工业控制计算机和可编程控制系统有何区别？
答：工业控制计算机合用于规定快速、实时性强、模型复杂、计算工作量大的工业对象的控制；可编程控制系统具有很
高的可靠性和抗干扰性。

3、在PLC控制系统设计中最为重要的原则是什么？
答：在PLC控制系统设计中最为重要的原则是满足控制对象的控制规定、保证控制系统的安全可靠性、简化系统结构。

四、改错
找出下列梯形图中的错误，并改正。

1、
2、
（注：（1）计数器C8的设定值可为0～32767的任意自然数；（2）不能反复使用同一个计数器的线圈编号，将其中一个C8改为C0～C255之间的任意其他线圈。

）
五、根据梯形图写出梯形图指令
LD I0.3
A C20
ON I0.1
A I0.2
= Q2.1
LDN I0.1
A C20
O I0.3
AN I0.4
= Q2.2
六、设计题
1、一台三相异步电动机正反转控制的电路如下图（a）所示；PLC控制的接线如图（b）所示。

当按下正向启动按钮SB1，电动机正转；当按下反向启动按钮SB2，电动机反转；停机时按下停机按钮SB3。

过载是热继电器FR动作，电动机停止。

按照上述工作规定：（1）分派I/O通道；（2）选择plc，画出梯形图。

图（a）电动机正反转控制电路图（b）PLC控制接线图
(1) 表电动机正反转控制电路I／O分派表
(2) 选西门子S7-200的plc(也可以选其它型号plc)
图电动机正反转控制电路的PLC控制程序
2、两台电动机的关联控制：在某机械装置上装有两台电动机。

当按下正向起动按钮SB2，电动机一正转；当按下反向起动按钮SB3，电动机一反转；只有当电动机一运营时，并按下起动按钮SB4，电动机二才干运营，电动机二为单向运营；两台电动机有同一个按钮SB1控制停止。

按照上述工作规定：（1）分派I/O通道；（2）选择plc，画出梯形图。

解：（1）关联控制功能的I/O分派表
SB1 I0.0 总停按钮，常闭触点
SB2 I0.1 电动机一正转起动按钮，常开触点
SB3 I0.2 电动机一反转起动按钮，常开触点
SB4 I0.3 电动机二起动按钮，常开触点
KM1 Q2.1 电动机一正转运营
KM2 Q2.2 电动机一反转运营
KM3 Q2.3 电动机二运营
（2）选西门子S7-200的plc(也可以选其它型号plc)
图电动机关联控制的PLC控制程序
可编程序控制器应用
形成性考核作业（四）
一、填空题
1、S7-300/S4-400可以通过多点接口（MPI）接口组成PLC网络。

2、MPI是多点接口（MPI）的简称，MPI网采用全局数据（或GD）的通信模式。

3、全局数据（GD）通信方式以多点接口（MPI）分支网为基础，是为循环的传送少量数据而设计的。

4、全局数据（或GD）通信方式以MPI分支网为基础，是为循环的传送少量数据而设计的。

5、可编程序控制器系统中，主站之间的通信方式为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的混合。

6、PROFIBUS网络由主站、从站、网络部件等构成。

7、DCS是集散控制系统的简称，由单回路仪表控制系统发展起来。

二、判断题（注：对的的打√，错误的打×）
1、PLC的输入和输出量有开关量和模拟量两种。

开关量I/O用最大I/O通道数表达，模拟量I/O点数用最大I/O点数表
达。

（x ）
2、PLC在一个工作周期中，输入采样和输出刷新的时间一般为秒级。

（x ）
3、在S7-300中，定期器区为512Byte，最多允许使用512个定期器。

（ x）
4、工控机应用系统比PLC应用系统可靠性较高。

（ x ）
5、集散控制系统由单回路仪表控制系统发展起来，重要侧重于开关量顺序控制方面。

（x）
6、S7提供各种不同的组织块，这些组织块分有优先级，允许较高优先级的组织块中断较低优先级的组织块。

（ v）
7、相应的梯形图、指令表和逻辑功能块三种编程语言，它们的表达形式不同，表达的内容也不同。

（ x ）
8、工业以太网（Industrial Ethernet）的每个PLC上都装有一个以太网模板CP，他们的作用是进行PLC之间的通信。

（v ）
9、PROFIBUS-DP是一种为速度而优化的协议，它是为了在PLC（DP主站）和分布式I/O（DP从站）之间的通信而特别设
计的。

（ v ）
三、根据梯形图写出梯形图指令
1、
LDN M0.0
O M0.1
O M0.2
A I2.0
O I2.1
NOT
= Q0.2
2、
LDN M0.0
AN T38
TON T38, 100
LD T38
LD C20
CTU C20, 100
四、设计题
1、用接在输入端的光电开关SB1检测传送带上通过的产品，有产品通过时SB1为常开状态，假如在10s内没有产品通过，由输出电路发出报警信号，用外接的开关SB2解除报警信号。

按照上述工作规定：（1）分派I/O通道；（2）选择plc，画出梯形图；（3）写出相应的指令表程序。

(1）产品检测控制电路I/O分派表
SB1 I0.0 光电开关，常开触点
SB2 I0.1 解除报警开关，常闭触点
Q0.0 报警信号
T37 时间继电器
（2）选西门子S7-200的plc(也可以选其它型号plc)
图产品报警检测的PLC控制程序
2、下图是小车自动往返运动的主电路和继电器控制电路图。

其中KMl和KM2分别是控制正转运营和反转运营的交流接
触器。

用KMl和KM2的主触点改变进入电机的三相电源的相序，即可改变电动机的旋转方向。

图中的FR是热继电器，在电动机过载时，它的常闭触点断开，使KMl和KM2的线圈断电，电动机停转。

工作时，按下右行起动按钮SB2或左行起动按钮SB3后，规定小车在左限位开关SQ1和右限位开关SQ2之间不断的循环往返，直到按下停止按钮SB1。

按照上述工作规定：（1）分派I/O通道；（2）选择plc，画出梯形图。

图小车自动往返运动的继电器控制电路图
（1）小车自动往返运动控制电路I/O分派表
SB1 I0.2 停止按钮，常闭触点
SB2 I0.0 右行起动按钮，常开触点
SB3 I0.1 左行起动按钮，常开触点
SQ1 I0.3 左限位开关，常开触点
SQ2 I0.4 右限位开关，常开触点
FR I0.5 热保护，常闭触点
KM1 Q0.0 正转运营
KM2 Q0.1 反转运营
（2）选西门子S7-200的plc(也可以选其它型号plc)
图电动机正反转控制电路的PLC控制程序
3、由两台三相交流电动机M1、M2组成的控制系统的工作工程为：当按下起动按钮SB1电动机M1起动工作；延时5s后，电动机M2起动工作；当按下停止按钮SB2，两台电动机同时停机；若电动机M1过载，两台电动机同时停机；若电动机M2过载，则电动机M2停机而电动机M1不断机。

按照上述工作规定：（1）分派I/O通道；（2）选择plc，画出梯形图。

（1）电动机控制的I/O分派表
SB1 I0.0 起动按钮，常开触点
SB2 I0.1 停机按钮，常闭触点
FR1 I0.2 电动机M1热保护，常闭触点
FR2 I0.3 电动机M2热保护，常闭触点
KM1 Q2.1 电动机M1运营
KM2 Q2.2 电动机M2运营
T38 时间继电器
（2）选西门子S7-200的plc(也可以选其它型号plc)
图PLC控制程序。