PLC习题及大作业题目

1、
2、
3、
4、一冷加工自动线有一个钻孔动力头，如图所示。

动力头的加工过程如下。

（1）动力头在原位，加上启动信号SB(X0)接通电磁阀YV1（Y1），动力头快进。

（2）动力头碰到限位开关SQ2后，接通电磁阀YV1、YV2（Y2），动力头由快进转为工进。

（3）动力头碰到限位开关SQ3后，开始延时，时间为10s。

（4）当延时时间到，接通电磁阀YV3（Y3），动力头快退。

（5）动力头回到原位后，停止。

请用状态编程思想设计其状态转移图和程序。

5、某注塑机，用于热塑性塑料的成型加工。

它借助于8个电磁阀YV1-YV8完成注塑各工序。

若
注塑模在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1、YV3将模子关闭，限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，此时由YV2、YV8控制射台前进，准备射入热塑料，限位开关SQ3动作后表示射台到位，YV3、YV7动作开始注塑，延时10s后YV7、YV8动作进行保压，保压5s 后，由YV1、YV7执行预塑，等加料限位开关SQ4动作后由YV6执行射台的后退，限位开关SQ5动作后停止后退，由YV2、YV4执行开模，限位开关SQ6动作后开模完成，YV3、YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出，顶针终止限位SQ7动作后，YV4、YV5使顶针后退，顶针后退限位SQ8动作后，动作结束，完成一个工作循环，等待下一次启动。

请用状态编程思想设计其状态转移图和程序。

6、在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此，要采取措施对盐碱进行
分离。

分离过程为一个顺序循环工作过程，共分6个工序，靠进料阀、洗盐阀、化盐阀、升刀阀、母液阀、熟盐水阀6个电磁阀完成上述过程，各阀的动作如表所示。

当系统启动时，首先进料，5s后甩料，延时5s后洗盐，5s后升刀，在延时5s后间歇，间歇时间为5s，之后重复进料、甩料、洗盐、升刀、间歇工序，重复8次后进行清洗，20s后再进料，这样为一个周期。

请设计其状态转移图和程序。

7、四台电动机动作时序如图所示。

M1(Y1)的循环动作周期为34s，M1动作10s后M2(Y2)、
M3(Y3)启动，M1动作15s后，M4(Y4)动作，M2、M3、M4的循环动作周期为34s，用步进顺控指令，设计其状态转移图，并进行编程。

8、用PLC对全自动洗衣机进行控制，全自动洗衣机示意图如下图所示，全自动洗
衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。

外桶固定，作盛水用。

内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。

内桶的四周有很多小孔，使内、外桶的水流相通。

该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。

进水时，通过电控系统使进水阀门打开，经进水管将水注入到外桶。

排水时，通过电控系统使排水阀门打开，将水由外桶排到机外。

洗涤正转、反转由洗涤电机驱动拨盘正、反转来实现，此时脱水桶（内桶）并不旋转。

脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干。

高、低水位开关分别用来检测高、低水位。

起动按钮用来起动洗衣机工作。

停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

排水按钮用来实现手动排水。

全自动洗衣机的控制要求如下：
（1）PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好起动。

起动时开始进水。

水满（及水位到达高水位）时停止进水并开始洗涤正转。

正转15秒后暂停。

暂停3秒后开始洗涤反转，反转15秒后暂停。

暂停3秒后，若正、反转未
满3次，则返回从正转开始的动作；若正、反转满3次时，则开始排水。

水位下降到低水位时开始脱水并继续排水。

脱水10秒钟即完成一次从进水到脱水的大循环过程。

若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动
作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。

报警10秒后结束全部过程，自动停机。

（2）此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

要求编制程序并上机调试。

9、用PLC对冲床进行控制，冲床工作示意图如下图所示，初始状态时，机械手在
最左边，左限位开关X4接通；冲头在最上面，上限位开关X3接通；机械手松开（Y0断开）。

其工作过程如下：
（1）按下起动按钮X0，Y0接通，机械手夹紧工件并保持；
（2）1秒钟以后，Y1接通，机械手右行；
（3）机械手右行到位，接通右限位开关X1，冲头下行（Y3）接通，加工工件；
（4）工件加工后，下限位开关X2接通，冲头上行（Y4）接通，上行到位时，上限位开关X3接通，冲头回到初始位置；
（5）机械手左行（Y2接通）；
（6）机械手左行到位，接通左限位开关X4，机械手松开工件（Y0断开），机械手回到初始状态；
控制要求如下：
（1）开始操作时（即按下起动按钮X0之前），如果机械手或冲头不在初始位置，应该编制手动回零程序，使它们回到初始位置。

（2）连续自动操作：按下启动按钮后，冲床连续不断地运行，直到按下急停开关才停止运行；
（3）单步操作：按下一次起动按钮，只完成一步动作后即停止；
要求编制程序并上机调试。

10、用PLC对某工作机构进行控制，工作机构示意图如下图所示，机构的下降、上升、右行和左行由液压电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4控制。

SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别是上限位开关、下限位开关、右限位开关和左限位开关。

控制要求如下：
（1）连续自动操作：当工作机构在原点位置时（SQ1、SQ4开关被压下），按下起动按钮后，机构连续下降、上升三次后转向右移；至SQ3处暂停5
秒钟，然后转向左移；至SQ4处返回原点位置完成一次大循环。

接着连续
执行上一次大循环的动作，连续5次大循环以后返回原点位置停止。

（2）单周期操作：当工作机构在原点位置时（SQ1、SQ4开关被压下），按下起动按钮后，机构连续下降、上升三次后转向右移；至SQ3处暂停5秒
钟，然后转向左移；至SQ4处返回原点位置完成一次大循环。

然后返回原
点位置停止。

等待下一次重新启动。

（1）返回原点操作：机构运行中如果发生意外情况，不能继续后面的动作，则需要将机构返回原点位置；如果运行中停电，复电后需要动作从头开始进行，也需要将机构返回原点位置。

无论机构处于何种位置，在执行返回原点操作时，只需按下返回原点操作按钮，机构就能自动返回原点位置。

要求编制程序并上机调试。

11、用PLC对冲床进行控制，冲床工作示意图如下图所示，初始状态时，机械手在最左边，左限位开关X4接通；冲头在最上面，上限位开关X3接通；机械手松开（Y0断开）。

其工作过程如下：
（1）按下起动按钮X0，Y0接通，机械手夹紧工件并保持；
（1）1秒钟以后，Y1接通，机械手右行；
（1）机械手右行到位，接通右限位开关X1，冲头下行（Y3）接通，加工工件；（1）工件加工后，下限位开关X2接通，冲头上行（Y4）接通，上行到位时，上限位开关X3接通，冲头回到初始位置；
（1）机械手左行（Y2接通）；
（1）机械手左行到位，接通左限位开关X4，机械手松开工件（Y0断开），机械手回到初始状态；
控制要求如下：
（1）开始操作时（即按下起动按钮X0之前），如果机械手或冲头不在初始位置，应该编制手动回零程序，使它们回到初始位置，单周期操作期间，按
下停止按钮，动作停止在现行工步上。

重新按下起动按钮时，又从现行工
步继续工作。

（2）单步操作：按下一次起动按钮，只完成一步动作后即停止；
（3）单周期操作：按下启动按钮后，冲床运行完成上述六个步骤后停止在原始位置上，等待下一次重新启动。

要求编制程序并上机调试。

12、(1) 图1所示是城市十字路口交通灯示意图。

交通灯的正常时序控制要求如
下：
(a) 当起动开关接通时，交通灯系统开始工作，红、绿、蓝灯按一定时序轮流发亮。

先南北红灯亮，东西绿灯亮。

南北红灯亮维持35秒钟，在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持30秒钟，到30秒钟时，东西绿灯闪亮，闪亮周期为1秒钟（亮0.5秒钟，灭0.5秒钟）。

绿灯闪亮3秒钟后熄灭，东西黄灯亮，并维持2秒钟，到2秒钟时，东西黄灯熄灭，红灯亮，同时南北红灯熄灭，绿灯亮。

东西红灯亮维持25秒钟，南北绿灯亮维持20秒钟，到20秒钟时，南北绿灯闪亮3秒钟后熄灭，南北黄灯亮，并维持2秒钟，到2秒钟时，南北黄灯熄灭，红灯亮，同时东西绿灯亮，开始第二周期的动作。

此后周而复始地循环。

图2是正常时序控制的动作时序图。

(b) 当起动开关断开时，所有交通灯都熄灭。

(2) 急车强通控制:
急车强通控制时序图如图3所示。

其控制要求如下：
急车强通信号受急车强通开关控制。

无急车时，信号灯按正常时序控制。

有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯点亮，使急车放行，直至急车通过为止。

急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制。

急车强通信号只能响应一路方向的急车，若两个方向先后来急车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。

13、有一抢答装置，设计要求如下图所示。

SB1、SB2、SB3、SB4分别为各组的抢答按钮，HL1、HL2、HL3、HL4分别为各组的指示灯，SB0是抢答开始按钮，HL0是抢答开始指示灯，SB5为复位按钮，HL6是违例指示灯，HA为超时电铃，HB是比赛结束指示灯。

控制要求为：
（1）当主持人按下抢答开始按钮SB0，灯HL0亮。

此时，若参赛者要回答问题，需要抢先按下抢答按钮，只有最先按下的一组指示灯亮，从而获得回
答问题的机会。

（2）主持人共出10道题目，即一共有10次抢答机会，任何一组抢答成功后，若答对题目，得10分，答错得0分，4组中只要有任意一组率先达到60
分或10道题目全部出完，比赛即告结束，结束指示灯HB亮。

（3）若参赛者在主持人按下抢答开始按钮SB0之前，按下抢答按钮，则属于违例，灯HL6亮，而且所有违例的参赛组指示灯也亮，并倒扣5分，以示惩罚。

任何一参赛组累计违例三次，则该组被取消比赛资格；若累计有三
个参赛组被取消比赛资格，则剩下的一个组即取得胜利，比赛结束，结束
指示灯HB亮。

（4）各组抢答指示灯亮后，均需要等主持人按下复位按钮才熄灭。

（5）若在主持人按下抢答开始按钮SB0之后10秒钟以内无人抢答，则电铃
HA响2秒钟，此后抢答无效。

14、设计一个装卸料小车多方式运行控制程序。

小车运行情况如下图所示。

当小车
处于后端（卸料端）时，按下起动按钮，小车向前运行。

到达前端（装料端）时，压下前限位开关，翻斗门打开（小车装料），7秒钟后，小车向后运行。

到达后端，压下后限位开关，打开小车底门（小车卸料），完成一个工作周期。

要求小车有如下几种运行方式：
（1）手动：即每个动作均由按钮操作；
（2）单周期：即小车往复运行一个工作周期后停在后端，等待下次再起动；
（3）连续；即小车起动后自动往复运行，并不断循环。

（4）返回原点操作：小车运行中如果发生意外情况，不能继续后面的动作，则需要将小车返回原点位置；如果运行中停电，复电后需要动作从头开始进行，也
需要将小车返回原点位置。

无论小车处于何种位置，在执行返回原点操作时，只需按下返回原点操作按钮，小车就能自动返回原点位置。

图中小车原点位置是后限位开关处。

要求编制程序并上机调试。

15、设计一个装卸料小车多方式运行控制程序。

小车运行情况如下图所示。

当小车处于后端（卸料端）时，按下起动按钮，小车向前运行。

到达前端（装料端）时，压下前限位开关，翻斗门打开（小车装料），7秒钟后，小车向后运行。

到达后端，压下后限位开关，打开小车底门（小车卸料），完成一个工作周期。

要求小车有如下几种运行方式：
（1）单步：即每起动一次只完成一步动作；
（2）循环二次；即小车起动后自动往复运行，循环二次后停在后端。

（3）返回原点操作：小车运行中如果发生意外情况，不能继续后面的动作，则需要将小车返回原点位置；如果运行中停电，复电后需要动作从头开始进行，也需要将小车返回原点位置。

无论小车处于何种位置，在执行返回原点操作时，只需按下返回原点操作按钮，小车就能自动返回原点位置。

图中小车原点位置是后限位开关处。

要求编制程序并上机调试。

16、用PLC对某工作机构进行控制，工作机构示意图如下图所示，机构的下降、上升、右行和左行由液压电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4控制。

SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别是上限位开关、下限位开关、右限位开关和左限位开关。

控制要求如下：
（3）连续自动操作：当工作机构在原点位置时（SQ1、SQ4开关被压下），按下起动按钮后，机构连续下降、上升三次后转向右移；至SQ3处暂停5
秒钟，然后转向左移；至SQ4处返回原点位置完成一次大循环。

接着连续执行上一次大循环的动作，连续5次大循环以后返回原点位置停止。

（4）手动操作：即用按钮对每一动作单独进行操作；
（5）返回原点操作：机构运行中如果发生意外情况，不能继续后面的动作，则需要将机构返回原点位置；如果运行中停电，复电后需要动作从头开始
进行，也需要将机构返回原点位置。

无论机构处于何种位置，在执行返回
原点操作时，只需按下返回原点操作按钮，机构就能自动返回原点位置。

要求编制程序并上机调试。

17、用PLC对某燃油锅炉进行控制，燃油锅炉示意图如下图所示，燃油经过燃油预热器预热，由喷油泵经喷油口打入锅炉进行燃烧。

燃烧时，鼓风机送风；喷油口喷油；点火变压器接通（子火燃烧）；瓦斯阀打开（母火燃烧）；将燃油点燃。

点火完毕，关闭子火与母火，继续送风、喷油，使燃烧持续。

锅炉的进水与排水分别由进水阀与排水阀来执行。

上下水位分别由上限、下限水位开关来检测。

蒸气压力由蒸气压力开关来检测。

控制要求如下：
（1）起动：该锅炉的燃烧按一定时间间隔顺序起燃。

其起燃顺序为：
（2）停止：停止燃烧时，要求：
（3）异常情况自动关火：锅炉燃烧过程中，当出现异常情况时（即蒸气压力超过允许值，或水位超过上限，或水位低于下限），能自动关火进行清炉；
异常情况消失后，又能自动按起燃程序重新点火燃烧。

即：
（4）锅炉水位控制：锅炉工作起动后，当水位低于下限时，进水阀门打开，排水阀门关闭。

当水位超过上限时，排水阀门打开，进水阀门关闭。

要求编制程序并上机调试。

18、利用PLC的移位指令设计步进电机的控制程序，实现对步进电机的转速控制、
正反转控制和步数控制。

具体控制要求如下：
(1)步进电机以三相六拍方式运转，顺序为：
(2)步进电机转速要求以：0.5秒、1秒、5秒的脉冲触发
(3)步进电机步数控制要求有单步、10步和100步运行停止；
(4)步进电机的正反转控制，即反转的运行顺序为
试根据以上要求写出梯形图和指令，并上机调试运行。

19、用PLC对一组合机床进行控制，组合机床示意图如下：
(1)工位1是上、下料工位，工位2、3、4分别是钻孔、扩孔和铣削加工工位；
(2)工位1上有工件时(检测开关SQ1=1)，先下料(5秒)，再上料(5秒)；没有工
件时，直接上料(5秒)；其他工位，有工件时加工，无工件时停止；
(3)工位2、3、4的加工分别由电动机2M、3M、4M控制，加工时间分别为15、
20、25秒；工作台的转动由电动机1M控制；
(4)开始加工时，按下启动开关SB1，工位1上料，5秒后，电动机1M通电运行，
工作台转动到位(碰到行程开关SQ0，即SQ0=1)，1M停止，1M停止；工位1上料，工位2加工，……；工位1下料、上料，工位2、3、4同时加工，25秒后，电动机1M 通电运行，工作台转动到位(碰到行程开关SQ0，即SQ0=1)，1M停止，……；
(5)按下停止开关SB2，工位1停止上料，而下料和工位2、3、4(有工件的)机械加工继续进
行，直到组合机床上的最后一个工件的加工、下料完成；
(6)运行过程中按下急停开关SB0，所有动作停止；
(7)允许设定加工的工件数。

要求编制程序并上机调试。

20、用PLC对一组合机床进行控制，组合机床示意图如下：
(1)工位1、2、3、4是上料、钻孔、扩孔和下料工位，分别由电动机1M、2M、3M、4M控
制，加工时间分别为15、20、25、5秒；工作台的转动由电动机5M控制；
(2)工位2、3上有工件时(检测开关SQ1=1)加工，无工件时停止；工位4上有工件时(检测开
关SQ1=1)下料，无工件时停止；
(3)开始加工时，按下启动开关SB1，工位1上料，10秒后，电动机5M通电运行，工作台
转动到位(碰到行程开关SQ0，即SQ0=1)，5M停止；工位1上料，工位2加工，……；
工位1上料，工位2、3同时加工，工位4下料、20秒后，电动机5M通电运行，工作台转动到位(碰到行程开关SQ0，即SQ0=1)，5M停止，……；
(4)按下停止开关SB2，工位1停止上料，而下料和工位2、3 (有工件的)机械加工继续进行，
直到组合机床上的最后一个工件的加工、下料完成；
(5)运行过程中按下急停开关SB0，所有动作停止；
(6)工位2、3的钻孔、扩孔可以点动控制；
要求编制程序并上机调试。

21、用PLC程序实现喷水池花式喷水控制。

控制要求如下：
(1)喷水池中央喷嘴为高水柱，周围为低水柱开花式喷嘴。

按下启动按钮，应实现如下花式
喷水：
高水柱3s→停1s→低水柱2s→停1s→双水柱2s→停1s→重复上述过程。

按下停止按钮时，停止工作。

(2)在上述第(1)题的基础上，要求循环5次后，完全停止，又应该如何设计程序？
22、试用转送指令，设计一彩灯的交替点亮控制。

要求：由一组灯L1～L8，隔灯显示，每2S变换一次。

反复进行。

用一个开关实现启
停控制。

23、试用转送指令，设计一三台电动机控制程序。

要求：三台电动机相隔5S启动，各运行10S停止，周而复始。

24、用PLC实现对某灯光招牌的自动控制。

某灯光招牌，有L1—L8八个灯，控制要求如下：
X0启动后，L1—L8依此每隔1秒钟轮流点亮，然后停止2秒钟(L8亮)；再以L8—L1依此每隔1秒钟轮流点亮，然后停止2秒钟(L1亮)。

重复上述过程。

当X1为ON时，停止循环。

试设计控制的梯形图，并上机调试。