工厂电气控制技术习题参考答案

B点行程开关SQ1
X3
机械手旋转电磁阀控制继电器KA3
Y3
C点行程开关SQ2
X4
机械手缩回电磁阀控制继电器KA4
Y4
启动按钮SB1
X5
机械手放松电磁阀控制继电器KA5
Y5
停止按钮SB2
X6
电机运行控制交流接触器KM1
Y6
第二步，控制电路设计
第三步，PLC程序设计
18、试设计一个用户程序，要求按下起动按钮后，（Y0～Y47）40个输出中每次有2个为1，每隔6S变化1次，即先是Y0、Y1为1，6S切换成Y2、Y3为1（Y0、Y1变为0），依次类推，直至Y46、Y47为1，6S后从到开始，循环100次后自动停止运行。要求分别采用基本指令、步进指令和功能指令等不同方法设计。(考虑不采用功能指令编程，程序很长，为了节省时间。题目内容改为：输出Y0～Y5，循环次数为3次。增加一个停止按钮，按下停止按钮后，待本次循环结束后停止运行。其它不变。)
4、在梯形图中地址相同的输出继电器重复使用会带来什么结果？
解：
plc在扫描的时候，最后扫描到的状态就是输出状态，即使你开始的程序中输出为1，如果最后的扫描为0的话，输出也是零。
5、FX2系列PLC的基本指令有几条？各条指令的功能是什么？写出图3-92所示梯形图的语句表。
解：
基本指令是实现PLC基本指令功能即逻辑运算、顺序控制、定时与计数控制的指令系统。一共20条。各指令的功能见表3-5所示。
解：
X10外接启动按钮，M8099为0.1ms脉冲计数器启动信号，D8099为0.1ms脉冲循环计数当前值，M2，M3为中断标志。
解：
9、设计一个控制交流电动机正转、反转和停止的用户程序，要求从正转运行到反转之间的切换必须有2S延时。
解：
10、FX2系列PLC提供多少个中断源？中断标号I866表示什么意思？
解：
FX2系列PLC提供了9个中断点；其中X0～X5为6个外部中断源入口，3个内部专用定时器发出内部中断。
中断标号I866表示内部定时中断号为8，每隔66ms就执行一次标号为I866后面的中断服务子程序，并根据IRET指令返回。
第一步，I/O点数分配
输入信号
输入点
输出信号
输出点
吸盘左限行程开关SQ1
X1
机械手左行电磁阀控制继电器KA1
Y1
吸盘下限行程开关SQ2
X2
机械手下行电磁阀控制继电器KA2
Y2
吸盘上限行程开关SQ3
X3
机械手上行电磁阀控制继电器KA3
Y3
小球右限行程开关SQ4
X4
机械手右行电磁阀控制继电器KA4
Y4
大球右限行程开关SQ5
表3-5 基本指令功能表
指令助记符
指令功能
操作数
程序步数
LD
从公共母线开始取用常开接点（取）
X、Y、M、S、T、C
1
LDI
从公共母线开始取用常闭接点
X、Y、M、S、T、C
1
OUT
线圈驱动（输出），线圈并联可连续使用
Y、M、S、T、C
（T、C后紧跟常数）
Y、M-1
S、特殊M-2
T-3
C-3至5
来自百度文库AND
串联一个常开接点（与）
题中指令的作用是：当M8000置1时，在30ms内对X1输入的脉冲进行计数。因此脉冲是从X1处输入，测速周期T=30ms。D10存放的是计数终值，D11存放的是计数当前值，D12存放的是计数剩余时间。
13、图3-97是一条拨码盘数据输入指令，X10是源数首址，占用多少个开关量输入？其用途是什么？Y20、D0是目的操作数首址，各占用几个位元件和字元件？其用途是什么？常数K2表示什么？
解：
设计步骤分为三步，第一步分配I/O点数，第三步控制电路设计，须有必要的短路保护和联锁保护。第三步程序设计，采用SFC编程。
第一步，I/O点数分配
输入信号
输入点
输出信号
输出点
产品检验信号开关ST1
X1
机械手伸出电磁阀控制继电器KA1
Y1
产品检验信号开关ST2
X2
机械手夹紧电磁阀控制继电器KA2
Y2
16、试设计一个控制拣球机械手动作的用户程序。其控制要求是：当吸盘在初始原位时（左上方左限SQ1上限SQ3受压），按下起动按钮SB1，机械手按如下顺序将大球或小球分别自动放入各自的箱件内：
如此循环，若按下停止按钮SB2，待一个循环结束，机械手在原位停止运行。
解：
机械手的上、下、左、右行、夹紧与放松由气动电磁阀或液压电磁阀控制。设计步骤分为三步，第一步分配I/O点数，第三步控制电路设计，须有必要的短路保护和联锁保护。第三步程序设计，采用SFC编程。
14、图3-98是一条BCD码数据输出显示指令，D0是源数首址，占用几个字元件？其作用什么？Y0是目的操作数首址，占用多少个开关量输出？它们的作用是什么？常数K6表示什么？其取值范围是多少？
解：
SEGL是带锁存七段BCD码显示指令，16位操作指令。该指令仅适用于晶体管输出方式的PLC。其功能是将一个或两个十进制源数S写到一组或两组4路扫描的目标输出软元直接驱动一组或两组七段数码管显示。指令中的常数n取值范围为0～7。FX2系列PLC在显示一组BCD码数时，取n=2，显示两组BCD码数时，取n=6。
12、图3-96是一个条转速测量指令，试问脉冲发生器产生的脉冲由何处输入？其测周期T等于多少？在扫描该梯形图时D10～D12中存放什么内容？
解：
SPD速度检测指令，指令功能是在源数S2设定的时间内，对源数S1输入脉冲进行计数，计数当前值存目标元件D+1，终值存目标元件D，当前计数剩余时间存目标元件D+2。指令采用高速计数和中断处理方式，计数脉冲从高速输入端X0～X5输入。
出栈
无
1
PLS（Palse）
信号上升沿微分输出（一个扫描周期）
Y、M（特殊M除外）
2
PLF
信号下降沿微分输出（一个扫描周期）
Y、M（特殊M除外）
2
SET
被操作数元件置位并保持
Y、M、S
Y、M 1
S、特殊M 2
RST（Reset）
被操作数元件复位并保持或清零
Y、M、S
D、V、Z、T、C
Y、M 1
S、T、C、特殊M 2
不同点：
第1，继电器线路图为并行工作方式；梯形图为串行工作方式。
第2，继电器线路图中常开、常闭接点的数量有限；梯形图中各类软器件用于内部编程的常开、常闭接点使用次数不受限制。
3、为什么在梯形图中软器件接点的使用次数不受限制？
解：
因为PLC内部调用的常开、常闭触头实质是位元件的电平信号，而内部电子电路采用的CMOS RAM电子电路功耗极小，从而在有限的用户程序容量内其使用次数不受限制。
X5
机械手夹紧与放松（抓放大球）电磁阀控制继电器KA5
Y5
启动按钮SB1
X6
电磁吸盘控制接触器KM1
Y6
停止按钮SB2
X7
第二步，控制电路设计
YH：电磁吸盘的电磁线圈；YV电磁阀的电磁线圈。
第三步，PLC程序设计
17、有一条PLC控制的产品检验传输线，当产品传送到A点，光电开关ST1发出信号并由ST2检查产品合格与否。若ST1=1，ST2=1为合格产品，传送带继续将产品送到前面C点停止运行。由2号机械手将合格产品放入成品箱内（设计中不包含该机械手的控制）。若ST=1，ST2=0则为次品，传送带运行到B点停止运行，由1号机械手将次品放入次品箱内。机械手的动作顺序是：伸出（1S）→夹紧（1S）→旋转（1S）→放松（1S）→缩回（1S）→旋转（1S）→原位等待。机械手一旦复位经1S延时，传送带自动起动运行。机械手的动作由液压电磁阀（均为单向阀）控制（线圈得电动作，失电复位）。起动停止运行由面板上的按钮控制。试设计其用户程序。（修改）
题中指令的n=6表示显示两组BCD数，因此D0～D7，D10～D13共计12个字元件，用于存放BCD数。Y0～Y213共计12个开关量输出，用于驱动数码管。
15、图3-99所示梯形图中，WDT指令的作用是什么？在什么情况下必须使用该指令？在扫描该梯形图时，为什么会造成死循环？
解：
WDT/WDT（P）（FNC07）是PLC的刷新警戒定时器指令。警戒定时器是一个专用监视定时器，其设定值存放在专用数据寄存器D8000中，默认值为100ms，其计时单位为ms。在不执行WDT指令时每次扫描到END或FEND指令，就刷新警戒定时器当前值，当程序扫描周期超过100ms或专门设定值时，其逻辑线圈被接通，CPU立即停止扫描用户程序，切断所有输出并发出报警显示信号。当程序的扫描周期大于100ms，需要使用此指令避免错误。
D、V、Z、特殊D 3
PLS
信号上升沿微分输出
Y、M（特殊M除外）
2
PLF
信号下降沿微分输出
Y、M（特殊M除外）
2
SET
被操作元件置位并保持
Y、M、S
Y、M 1
S、特M 2
RST
被操作元件复位并保持清零
Y、M、S、D、V、Z、T、C
Y、M 1
S、T、C、特M 2
D、V、Z、特D 2
NOP
空操作无动作
RET步进结束指令，无操作目标元件，在一系列STL后必须使用RET表示步进结束。
7、FX2系列PLC的功能指令有多少条？其用途是什么？如何计算功能指令块的程序步？写出图3-94所示梯形图的语句表。
解：
FX2的PLC功能指令可分为程序流向控制、数据传送与比较、算术与逻辑运算、数据循环与移位、数据处理、高速处理、方便控制和外部设备通信等8种类型共97条。编号为FNC00～FNC99（其中FNC87、FNC89、FNC99不可用）。
第三章习题参考答案
1、何谓编程语言？PLC常用的编程语言主要有哪几种？
解：
编程语言就是用户程序的表达方式。PLC常用的编程语言主要有：梯形图、指令语句、顺序功能图（SFC）、级式编程语言（stage）、逻辑图编程语言、高级编程语言等几种方式。
2、梯形图与继电器控制线路图有哪些异同点？
解：
相同点：两种图的结构类似，采用类似的图形符号。
解：
第一步，I/O点分配。启动按钮SB1：X1，停止按钮：X2。第二步，程序设计。
采用基本指令：
采用步进指令：
采用功能指令(改为输出Y0～Y15)：
19、FX系列PLC的X6端输入一个脉冲宽度为400uS的引导脉冲，X2、X3与被主脉冲相接。试设计一个测量主脉冲宽度的用户程序，同时要求将测得主脉冲宽度存D0中（测量精度为±0.1ms）。
通常采用操作码点1步，每种16位操作数占2步，每种32位操作数点4步的原则来计算功能指令块的程序占用步数。
8、设计一个用户程序，当输入条件满足是时，依次将C0～C9的当前值转换成BCD码送到输出元件K4Y0中，画出梯形图。（提示：用一个变址寄存器Z，首称0→（Z）每次（C0Z）→（D0Z），（Z）+1→（Z），当（Z）=9时，Z复位从头开始。
PLC在开机运行时，M8000就处于置1状态，执行WDT指令，T100开骀计时工作，10S后T100常开触头闭合，常闭触头断开，程序不会跳转到P10处执行WDT指令。但是，由于定时器T100的当前值须在扫描END或FEN指令时才会被刷新，而扫描梯形图时由于定时器T100当前值不会被刷新，始终为0其逻辑线圈不可能接通，造成T0常闭触头闭合，程序运行返回P10处。这样就构成死循环。
无
1
END
程序结束回到第0步
无
1
MCN级号
主控电路块起点
Y、M（除特殊M）
3
MCRN级号
主控电路块终点
N（嵌套级号）
2
6、FX2系列PLC的步进指令有几条？各有什么用途？写出图3-93所示状态转移图的等效梯形图和语句表。
解：
PLC的步进指令有两条：
STL步进开始指令，操作元件是状态器S。STL的符号由表示。SET——设置一个状态后，则另一个状态复位。
11、扫描图3-95所示梯形图，在什么情况下M60状态由0到1？
解：
BON是位判别指令，其功能是判断源数第n位的状态并将结果存放到目标元件中。题中指令是当M8000置1时（PLC开机运行程序时），判别源数寄存器D80中的第5位数的状态，并把结果存入M60中。当D80的第5位数是1时，M60状态就会由0到1。
X、Y、M、S、T、C
1
ANI
串联一个常闭接点（与非）
X、Y、M、S、T、C
1
OR
并联一个常开接点（或）
X、Y、M、S、T、C
1
ORI
并联一个常闭接点（或非）
X、Y、M、S、T、C
1
ANB
两块电路串联（块与）
无
1
ORB
两块电路并联（块或）
无
1
MPS（Push）
进栈
无
1
MRD（Read）
读栈
无
1
MPP（Pop）
解：
DSW是一组或两组拨码盘BCD码数据输入指令，16位操作码。其功能是用来读入一个或两个数字开关的BCD码设定数据。源操作数S只能选用开关量输入X。目的操作数D1只能选用Y。
题中所示指令：n=2表示两组数据输入（K=2），X10～X17共8个开关量输入。Y20～Y23（4个位元件）依次产生100ms选用脉冲，将X10～X17输入数据读入D0～D1中（2个字元件）。