王永华版PLC第4章课后习题习题解答剖析
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1、什么是功能图?功能图主要由哪些元素组成? 答：1）、功能图又称做顺序功能图、功能流程图或状态转移图， 2）、功能图是一种描述顺序控制系统的图形表示方法，是专用于工业顺序控制程 序设计的一种功能性说明语言。 功能图能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控系 统控制程序的重要工具。 3）、功能图主要出“状态”、“转移”及有向线段等元素组成。 如果适当运用组成元素，就可得到控制系统的静态表示方法，再根据转移触发规 则模拟系统的运行，就可以得到控制系统的动态过程。
图5 – 50、液体混合装置示意图
(1)、装置结构和工艺要求： 图5-50为两种液体的混合装置结构图，BGl、BG2、BG3为液位传感器， 液面淹没时接通，两种液体 (液体A、液体B)的流入和混合液体的流出分别 由电磁阅MBl、MB2，MB3控制，MA为搅拌电动机。 控制要求如下： ①、初始状态当装置投入运行时，容器内为放空状态。 ②、启动操作按下启动按钮SFl，装置就开始按规定动作工作；液体A 阀门打开，液体A流入容器。 当液面到达BG2时，关闭液体A阀门MB1，打开液体B阀门MB2。 当液面到达BG3时，关闭液体B阀门MB2，搅拌电动机开始转动。搅拌 电动机工作1 min后，停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。 当液面下降到BGl时，BGl由接通变为断开，再经过20s后，容器放空， 混合液体间门MB3关闭，接着开始下一循环操作。 ③、停止操作按下停止按钮后，要处理完当前循环周期剩余的任务后， 系统停止在初始状态。
(1)、输入/输出点地址分配
输入点 输出点
元件名称
人行道按 钮
输入触点编号
I0.0、I0.1
元件名称
车行道：绿灯、黄灯红灯
输出触点编号
Q0.0、Q0.1、Q0.2
人行道：红灯、绿灯
Q0.3、Q0.4
7、用功能图方法完成第5章中习题13的程序设计。 5-13、多个传送带启动和停止示意如图5- 57所示。初始状态为各个电动机都处 于停止状态。按下启动按钮后，电动机MAl通电运行，行程开关BG1有效后， 电动机MA2通电运行，行程开关BG2动作后，MAl 断电停止。其他传动带动作 类推，整个系统循环工作。按停止按钮后，系统把目前的工作进行完后停止在 初始状态。]要求画出功能图、梯形图，写出语句表。设计完成后，试体会使用 SFC设计顺序控制逻辑程序的好处。
3、功能图的主要类型有哪些? 答：1）、单流程； 2）、可选择的分支和连接； 3）、并行分支和连接； 4)、跳 转和循环。 4、本书利用电气原理图、PLC一般指令和功能图三种方法设计了“三台电动机顺 序启动/停止”的例子，试比较它们的设计原理、方法和结果的异同。 5、用功能图方法完成第5章5.5.2节应用举例中例5-2的编程。要求画出功能图、梯 形图。设计完成后，试分析两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时的不同之处。 例5-2：液体温合控制装置。
2、顺序控制指令段（SCR）有哪些功能? 答：每一个顺序控制指令段SCR一般有以下三种功能： (1)、驱动处理：即在该段状态器有效时，要做什么工作，有时也可能不做任何工 作； (2)、指定转移条件和目标：即满足什么条件后状态转移到何处； (3)、转移源自动复位功能：状态发生转移后，置位下一个状态的同时，自动复位 原状态。
MB2
QA MB3 1min 20s
Q0.l
Q0.2 Q0.3 T37 T38
根据系统功能要求编写的PLC程序如图5 - 51所示。 从该例中可以看出，对任何控制对象，如果准确地找出了它的可靠的开启和关 断条件，则它的程序也就编写出来了。 在该例中，MB1的启动信号是启动按钮，关断信号是BG2的上升沿脉冲；MB2 的启动信号是BG2的上升沿脉冲，关断信号是BG3的上升沿脉冲；MA的启动信号 是BG3的上升沿脉冲，关断信号是定时器T37计时到脉冲；MB3的启动信号是定时 器 T37计时到脉冲，关断信号是定时器T38计时到脉冲。大家从使用中会体会到， 启动及停止信号使用短脉冲信号，有效地避免了由于液面的波动所带来的不可靠 隐患。
6、图6-9(a)为人行道和马路的信号灯系统。当行人过马路时，可按下分别安装在 马路两侧的按钮I0.0或I0.1，则交通灯(红灯，黄灯，绿灯三种类型)系统按图619(b)中形式工作。在工作期间，任何按钮按下都不起作用。试设计该控制系统的 功能图，并画出梯形图，写出语句表。
图6 -19交通灯控制示意图
需要注意的是，液体A阀MB1的启动条件除了启动按钮I0.0外，还有每次循环周期开 始的启动条件T38，而且T38还带有约束条件M0.0。 系统开始工作后，不按停止按钮I0.1时， M0.0为ON，在每次放完混合液体后， 系统都可以自动进入新的工作循环。按过停止按钮I0.1后，M0.0为OFF，系统进 行到最后一个动作，即混合液体放空后，由于M0.0·T38 = OFF，所以不能进入 新的循环，系统停止在初始状态。 只有再次按下启动按钮后，系统才可重新开始工作。M0.0的作用就像一个桥 梁一样，不按停止按钮，桥梁处于接通状态;按过停止 按钮后，桥梁就断了。另 外，把M0.0 • T38放在该网络块的最上边，则比较符合梯形图的编程规范。
(2)、系统输入/输出点及其对应的PLC地址
输出点
输入点： 元件名 启动按钮 符号 SFl 输入口 I0.0 元件名 液体A电磁阀 符号 MBl 输出口 Q0.0
停止按钮
液位传感器 液位传感器 液位传感器
SF2
BGl BG2 BG3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
I0.1
I0.2 I0.3 I0.4
液体B电磁阀
搅拌电动机MA接触器 混合液体电磁阀 搅拌电动机工作时间 容器放空时间
图5-57多个传送带控制示意图
图5 – 50、液体混合装置示意图
(1)、装置结构和工艺要求： 图5-50为两种液体的混合装置结构图，BGl、BG2、BG3为液位传感器， 液面淹没时接通，两种液体 (液体A、液体B)的流入和混合液体的流出分别 由电磁阅MBl、MB2，MB3控制，MA为搅拌电动机。 控制要求如下： ①、初始状态当装置投入运行时，容器内为放空状态。 ②、启动操作按下启动按钮SFl，装置就开始按规定动作工作；液体A 阀门打开，液体A流入容器。 当液面到达BG2时，关闭液体A阀门MB1，打开液体B阀门MB2。 当液面到达BG3时，关闭液体B阀门MB2，搅拌电动机开始转动。搅拌 电动机工作1 min后，停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。 当液面下降到BGl时，BGl由接通变为断开，再经过20s后，容器放空， 混合液体间门MB3关闭，接着开始下一循环操作。 ③、停止操作按下停止按钮后，要处理完当前循环周期剩余的任务后， 系统停止在初始状态。
(1)、输入/输出点地址分配
输入点 输出点
元件名称
人行道按 钮
输入触点编号
I0.0、I0.1
元件名称
车行道：绿灯、黄灯红灯
输出触点编号
Q0.0、Q0.1、Q0.2
人行道：红灯、绿灯
Q0.3、Q0.4
7、用功能图方法完成第5章中习题13的程序设计。 5-13、多个传送带启动和停止示意如图5- 57所示。初始状态为各个电动机都处 于停止状态。按下启动按钮后，电动机MAl通电运行，行程开关BG1有效后， 电动机MA2通电运行，行程开关BG2动作后，MAl 断电停止。其他传动带动作 类推，整个系统循环工作。按停止按钮后，系统把目前的工作进行完后停止在 初始状态。]要求画出功能图、梯形图，写出语句表。设计完成后，试体会使用 SFC设计顺序控制逻辑程序的好处。
3、功能图的主要类型有哪些? 答：1）、单流程； 2）、可选择的分支和连接； 3）、并行分支和连接； 4)、跳 转和循环。 4、本书利用电气原理图、PLC一般指令和功能图三种方法设计了“三台电动机顺 序启动/停止”的例子，试比较它们的设计原理、方法和结果的异同。 5、用功能图方法完成第5章5.5.2节应用举例中例5-2的编程。要求画出功能图、梯 形图。设计完成后，试分析两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时的不同之处。 例5-2：液体温合控制装置。
2、顺序控制指令段（SCR）有哪些功能? 答：每一个顺序控制指令段SCR一般有以下三种功能： (1)、驱动处理：即在该段状态器有效时，要做什么工作，有时也可能不做任何工 作； (2)、指定转移条件和目标：即满足什么条件后状态转移到何处； (3)、转移源自动复位功能：状态发生转移后，置位下一个状态的同时，自动复位 原状态。
MB2
QA MB3 1min 20s
Q0.l
Q0.2 Q0.3 T37 T38
根据系统功能要求编写的PLC程序如图5 - 51所示。 从该例中可以看出，对任何控制对象，如果准确地找出了它的可靠的开启和关 断条件，则它的程序也就编写出来了。 在该例中，MB1的启动信号是启动按钮，关断信号是BG2的上升沿脉冲；MB2 的启动信号是BG2的上升沿脉冲，关断信号是BG3的上升沿脉冲；MA的启动信号 是BG3的上升沿脉冲，关断信号是定时器T37计时到脉冲；MB3的启动信号是定时 器 T37计时到脉冲，关断信号是定时器T38计时到脉冲。大家从使用中会体会到， 启动及停止信号使用短脉冲信号，有效地避免了由于液面的波动所带来的不可靠 隐患。
6、图6-9(a)为人行道和马路的信号灯系统。当行人过马路时，可按下分别安装在 马路两侧的按钮I0.0或I0.1，则交通灯(红灯，黄灯，绿灯三种类型)系统按图619(b)中形式工作。在工作期间，任何按钮按下都不起作用。试设计该控制系统的 功能图，并画出梯形图，写出语句表。
图6 -19交通灯控制示意图
需要注意的是，液体A阀MB1的启动条件除了启动按钮I0.0外，还有每次循环周期开 始的启动条件T38，而且T38还带有约束条件M0.0。 系统开始工作后，不按停止按钮I0.1时， M0.0为ON，在每次放完混合液体后， 系统都可以自动进入新的工作循环。按过停止按钮I0.1后，M0.0为OFF，系统进 行到最后一个动作，即混合液体放空后，由于M0.0·T38 = OFF，所以不能进入 新的循环，系统停止在初始状态。 只有再次按下启动按钮后，系统才可重新开始工作。M0.0的作用就像一个桥 梁一样，不按停止按钮，桥梁处于接通状态;按过停止 按钮后，桥梁就断了。另 外，把M0.0 • T38放在该网络块的最上边，则比较符合梯形图的编程规范。
(2)、系统输入/输出点及其对应的PLC地址
输出点
输入点： 元件名 启动按钮 符号 SFl 输入口 I0.0 元件名 液体A电磁阀 符号 MBl 输出口 Q0.0
停止按钮
液位传感器 液位传感器 液位传感器
SF2
BGl BG2 BG3
ຫໍສະໝຸດ Baidu
I0.1
I0.2 I0.3 I0.4
液体B电磁阀
搅拌电动机MA接触器 混合液体电磁阀 搅拌电动机工作时间 容器放空时间
图5-57多个传送带控制示意图