山东科技大学2019—2020学年第二学期PLC期末考试试卷

山东科技大学2019—2020学年第二学期

《可编程控制器》考试试卷

班级姓名学号

一、填空题（每空1分，共20分）

1. PLC

2.S7-200PLC的程序结构由__主程序__、_子程序____和__中断程序_组成。

3. PLC的外部输入电路接通时，对应的输入过程映像寄存器为_ON_（填ON或OFF），梯形图中对应的常开触点闭合（填“闭合”或“断开”），常闭触点___断开_（填“闭合”或“断开”）。

4. TON定时器的输入(IN)电路接通（填“接通”或“断开”）时开始定时，当前值大于等于设定值时其定时器位变为ON（填ON或OFF），其常开触点闭合（填“闭合”或“断开”）。

5.PLC的常用编程语言有梯形图语言、指令表语言、功能模块图语言、顺序功能流程图语言和结构化文本语言五种。

6. PLC的两种工作模式为运行(RUN)模式和停止(STOP)模式。

二、简答题（每题10分，共40分）

1. 简述PLC的工作原理与扫描过程。

答：工作原理:在系统程序的管理下，运行应用程序，对控制要求进行处理判断，通过执行用户程序实现控制任务

扫描过程:读取输入、执行用户程序、处理通信请求、cpu自诊断、改写输出2.简述PLC的顺序控制设计法。

答：顺序控制设计方式，PLC编程时的一种先进的设计方法，这种方法具有严谨的逻辑，清晰的编程思路，很强的规律性等特点。所谓的顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动有序的进行操作。

3.简述顺序功能图中转换实现的基本规则。

答：转换的实现必须同时满足以下两个条件。

（1）该转换所有的前级步都是活动步。

（2）相应的转换条件得到满足。

2）转换实现应完成的操作转换实现时应完成以下两个操作。

（1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。

（2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。

4.S7-200系列的PLC数字量输出模块有哪几种类型，各有何特点？

答：晶体管输出——主要用于驱动直流负载，I,U较小。

晶闸管输出——主要用于驱动交流负载

继电器输出——用于驱动交流或直流负载，输出一个触点信号，反应慢。

三、程序设计与论述题（共40分）

1. 写出图所示梯形图的语句表程序。。。。。。。。（10分）

2. .有一设备的主电路、控制电路及输入输出波形如下，请将其改造成PLC控制。画出PLC硬件接线图和梯形图。（以此例说明PLC工作原理）...........(10分）

解释：

以本题为例，PLC在开关量的作用下，实现对电机M控制，当SB1按下时，PLC接收信号，电机M转动；当SB2按下时，PLC接收信号，电机M停止转动；FR为热继电器控制量触点，过热时发送信号，PLC接受后，电机M停止转动；FM 为继电器。

3、如何设计一个切合生产实际、安全可靠的plc控制系统。........(20分）

设计原则:应满足生产设备或生产过程必备的控制与工艺来提高生产效率和产品质量。应最大限度的满足基本要求，例如控制要求工艺要求等性能指标；其次要保证系统的安全可靠和性价比；最后要为PLC容量留有余量。

设计与调试步骤：对被控对象有准确的认识，明白系统控制要求，确定系统的I/O（输入输出）设备；选择需要的PLC型号，分配I/O信号，设计绘制PLC控制系统I/O接线图；系统硬件组装设计制作（注意PLC控制系统的供电方式和保护，尽量选择标准设备）；程序

设计及模拟调试（根据系统的总体要求和控制系统的情况确定程序的基本框架。调试时对系统各种不同的工作方式·SFC中的每一条支路·各种可能的进站路线逐一检查。为缩短调试时间，可以在调试时将设定值减小，调试结束时再写入实际设定值）；现场调试（将控制系统接入实际输入信号和负载，发现问题后现场加以解决。）；整理编写技术文件（利于以后的系统维修维护和改进。技术文件包括设计说明书，使用说明书，系统维护说明书，外部接线图，其他相关图纸，编程元件表，顺序功能图）；分析系统控制要求，确定I/O设备之后选择需要的PLC并分配I/O，设计绘制I/O接线图。之后兵分两路，一部分设计SFC 设计梯形图程序，程序输入并检查，模拟调试最后检查是否满足要求，不满足要求的话进行修改程序再次设计梯形图程序，程序输入并检查，模拟调试；另一部分设计制作控制柜并现场安装接线之后使用满足要求的SFC进行联机调试再看是否满足要求不满足再次修改，满足后编制技术文件，交付使用。

提高系统可靠性措施：安装注意事项（尽可能将PLC模块与产生高频电子噪声的装置分隔开PLC模块周围留有一定空间用于散热）；电源的可靠性（某些实时控制系统中在供电系统中增加UPS。动力部分，控制部分，PLC，I/O电源应分别配线。）；系统布线需考虑抗干扰措施（信号汆熟距离较远应选用屏蔽电缆，模拟量信号和高速信号应选择屏蔽电缆。不同的模拟量信号线应独立走线，减少线间耦合）；控制系统的接地（良好的接地保证PLC 的安全可靠运行，PLC与强电设备最好分别使用不同的接地设备）；强烈干扰环境的隔离措施（PLC内部利用光电耦合器，光电可控硅及微型继电器来隔离。对长距离的PLC的外部信号，PLC和计算机之间的串行通信信号采用光纤来传输和隔离或使用带光电耦合器的通信端口）；输出端的保护措施（PLC驱动直流感性负载时在直流感性负载两端反向并联一个续流二极管，PLC驱动交流感性负载时在交流感性负载两端并联RC串联吸收电路）；外部故障的检测与诊断措施（借助自诊断程序找到出现故障的部件）