可编程控制器原理及其应用第二版课后答案(王庭有著)国防工业出版社

习题一

1. 什么是可编程控制器？

可编程控制器是一种工业控制计算机，简称PLC（Programmable Logic Controller）或PC（Programmable Controller）。因为个人计算机也简称PC（Personal Computer），为避免和个人计算机相混淆，一般简称可编程控制器为PLC。

2. 什么是可编程控制器的I/O 接口电路？可编程控制器的I/O 接口电路由哪几部分组成？

I/O 接口电路的作用是什么？

I/O接口电路是可编程控制器连接外部设备的接口电路。

I/O接口电路包括输入模块、输出模块、编程器接口、存储器接口、扩展板接口、特殊模块接口和通讯接口。

I/O接口电路是可编程控制器和外界交换信息的通道。I/O接口电路实现可编程控制器与外部设备的信息交换。输入模块用来接收和采集输入信号，输出模块用来把可编程控制器产生的控制信号传送到其控制对象上，编程器接口主要用于把编程器连接到可编程控制器，存储器接口用于扩展存储器，扩展板接口用于连接扩展板（如通讯扩展板），特殊功能模块接口用于把特殊功能模块（如A/D模块、D/A模块）连接到可编程控制器上，通讯接口用于可编程控制器之间或可编程控制器与上位机之间的通讯。

3. 什么是软继电器？试比较软继电器和真实的继电器的异同。

可编程控制器中的输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器等称为软继电器（软电器），它们只是用来描述可编程控制器的控制功能的一种等效电器，不是真正的继电器。

①相同点

电气结构相同：均由线圈和触点（常开触点和常闭触点）组成。

工作原理相同：当线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开；当线圈断电时，常开触点断开，常闭触点闭合。

②不同点

电气符号不同：真实继电器的电气符号由国家标准规定，软继电器的电气符号由可编程控制器厂家规定。

触点数量不同：真实继电器只有有限对触点，软继电器有无穷对触点。

形态不同：真实继电器有形状、有尺寸，是一种实实在在的电器实体；软继电器只是计算机中的存储位或存储单元，是电子电路。

控制功能的实现方式不同：真实继电器通过真实继电器的触点状态的变化来实现其控制功能，而软继电器则是通过执行控制程序来实现其控制功能。

驱动方式不同：可编程控制器通过软件“置1”或“置0”存储位来改变软继电器的工作状态，只要存储位“置1”或“置0”，对应的软继电器即可可靠工作；真实继电

器通过使线圈通电或断电来改变软继电器工作状态，线圈电压必须达到规定的值，真实继电器才能可靠工作。

工作可靠性和寿命不同：软继电器工作可靠性高、寿命长；真实继电器工作可靠性相对低、寿命相对短。

4. 什么是可编程控制器的输入点？输出点？I/O 点数？

广义地说，可编程控制器上输入信号（数字信号或模拟信号）的一个通道称为一个输入点，可编程控制器上输出信号（数字信号或模拟信号）的一个通道称为一个输出点，可编程控制器的所有输入点和输出点的总和称为可编程控制器的I/O点数。狭义的I/O 点数仅指输入继电器与输出继电器的总数（输入输出信号为数字信号）。

5. 什么是可编程控制器的梯形图？

把选用的可编程控制器的等效电器连成的等效控制电路图称为可编程控制器的梯形图。梯形图是使用可编程控制器时，面向使用者，用来描述可编程控制器的控制功能的一种形象的图形。梯形图在可编程控制器内体现为程序，即用户程序。

6. 什么是可编程控制器的I/O 连接图？

可编程控制器与其外设的连接图称为可编程控制器的I/O连接图。

7. 可编程控制器的结构形式有那几种？各有何特点？如何选择可编程控制器的结构形

式？

从结构上看，可编程控制器有主机扩展式和模块式两种。

主机扩展式可编程控制器的CPU部分、存储器部分、I/O接口电路部分及内部电源做成一个整体，装在一个机箱内形成一台完整的可编程控制器。当主机满足不了使用要求时，可以加各种模块（例如I/O模块、通讯处理模块、A/D模块）进行扩展。FX系列可编程控制器就属于主机扩展式可编程控制器。

主机扩展式可编程控制器价格便宜，性价比高，体积较小，控制规模相对小些，处理能力相对弱些。

模块式可编程控制器的CPU部分、存储器部分、输入接口电路部分、输出接口电路部分、数据交换接口电路（如通讯接口）部分及内部电源都做成单独的模块，使用时选择好这些模块后，再把所有模块插在母板（母板就是计算机总线）上组合成一台完整的可编程控制器。

模块式可编程控制器的系统构成比较灵活，扩展方便，容易维修，体积较大。

中高档的可编程控制器一般做成模块式。相对而言，模块式可编程控制器的控制规模大，可以完成复杂的逻辑控制，可以完成闭环控制，具有较强的数据处理能力，可以完成矩阵运算、函数运算，可以完成数据管理工作，有更强的通讯能力。

控制规模不太大、处理速度、处理能力要求不太高时，可选用主机扩展式，反之，选用模块式。

8. 可编程控制器的输出模块连接控制对象时，有几种接线方法？如何选用这些接线方法？

输出模块的接线可采用分组汇点式（每组输出元件拥有一个公共端），如图(a)所示；

或采用汇点式，如图(b)所示。输出模块连接的所有控制对象的电压等级和类型都相同时，采用汇点式（全部输出元件拥有一个公共端）；输出模块连接的控制对象的电压等级或类型不相同时，采用分组汇点式。

图可编程控制器输入输出的接线方式

9. 可编程控制器的输出模块有几种类型？如何选择可编程控制器的输出模块的类型？

可编程控制器的输出模块的类型有晶体管型（T）、可控硅型（S）、继电器型（R）。

晶体管型只能驱动直流负载，可控硅型只能驱动交流负载，继电器型则既能驱动直流负载，也能驱动交流负载。

根据负载类型、电源类型、要求的输出响应速度选择可编程控制器的输出模块。晶体管型（T）、可控硅型（S）输出响应速度快。

10.阅读图1.18 所示电路，使用可编程控制器实现原电路的功能。画出可编程控制器的I/O

连接图和梯形图。

图1.18 题10 图