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

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1、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 o2. 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、输岀模块、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。

2、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，输岀模块用来把可编程 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、输岀继电器、辅助继电器、定时器等称为软继电器 （软

3、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。 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。 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

4、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？输岀点？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，可编程控制器上输岀信号（数字信号或模拟信号）的一个通道称为一个输岀点

5、， 可编程控制器的所有输入点和输岀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岀继电器的总数（输入输岀信号为数字信号）。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

6、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、输岀接口电路 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

7、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. 可编程控制器的输岀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？输岀模块的接线可采用分组汇点式（每组输岀元件拥有一个公共端），如图（a）所示;或采用汇点式，如图（b）所

8、示。输岀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（全部输岀元件拥有一个公共端）；输岀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。AidXI5XUXtJ.2XIIUM(XA-1LtsI K *T*lruKV1IY31C0M6ilJVr-AMJ3132V*MlKA2K VlflxnXlXHI2XHU)MN药AlLiksF TiFQY茎Y2IY2QKAI I KA： HHTCOMd-iYIOkMlKM2KM1l i IM.IK;J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？可编程控制器的输岀模块的

9、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10阅读图器实现原电路的功能。画岀可编程控制器的Ik-K&AKAI KA2 KkV体管型（T）、可控硅型（S）输出响应速度快。 所示电路使用可编程控SFV7KAJI/O图1.18题10图FUJ，心啟梯形图11.阅读图1.19所示电路，使用可编程控制器实现原电路的功能。画岀可编程控制器的I/O连接图和梯形图。KMI KM1 KT KViI/O连接图xoti xois xorY

10、U1OYOIOT20Y012 XO15 XOi4f_If-1.3 *12.阅读图1.20所示电路连接图和梯形图使用可编梯形图I/OHl Isir见原电路的功能。画岀可编程控制器的&7 KS?l &图1.20题12图xor xoi611PH-H-YO11XOM X017 Y012/O连接图XO12 XO15 X016 I_j4k_YO12TI-011T卜Y012XOH X017 Y011xum xon44PF-T2O现。T20T卜Y013ii Ifa屮p4iI!p|I4iiIIIIiiiiIiiiiii冋 a和dbbhihHhn i hh|I|pI|pI4I|pg|diii4iiiiiMbili

11、illI1IIIIIIIIIItI1ladTruTrLjLrLnnjLrLrLrLnrLnIIIIIIIII1IIIIl Iqi|ijjigqp|!|ipqi|ji4III1bII4hI|Yooiji N li H ii N N hPL*l 5 MIUM IDOMy砸材1HMICOIIX.HMltWMIDI卄胡RSIM200图3.29 题6图2X015inin! 100o2()MXCWFH |图3.30 题6图3X0Q2 jYCOI2&2s(is*ib(叩程序曲r2s-2$- nr图3.31 题6图4X0015sAf口T10YOOtI |1!1釋序丞f 丁RS1K?xmn ,(KI1X0014

12、只转换开关，每只开关代表一个控制程序图3.32 题6图57 在可编程控制器的输入端接二进制位。在可编程控制器的输岀端接图3.33所示的LED显示器。要求输入二进制数00001001，在LED 显示器上显示相应的十进制数设计其十逬制二进制000001Q0C120010300114OIGO50101M30 XW? XWiZ X001 XOOOHI44WflH-MJ(J X(W3 XW： XJCl XdWi 斗|_打艸 丨卜_I Mn XOT? XOTI X：IO1 XQ-i TlMIIMill X003 X002 XO(Jl X0?TlHHHIFMIG XW X002 XUQl XOWTlHIII

13、IM10 XW XM2 XGdt XOOO-M：11：ET-应一妙T.Mil? XW3 Xi.lf： X0O1 ?iM? II I_MMIG XW3 XW： XW1 XWC -HI-IIIIMIO Ml M-lTlM_HMt ftXV,-d IHHM10 MittMiMdMTlA_HH-M10MJKBM4MS XH *19 IH4-fi4M- 1M44MIOMl弭2M7I IHHMMMiMlM* I144H*00OH-：s8有甲乙两组彩灯，每组有4只灯泡。要求甲组彩灯按1/2HZ的频率闪烁（亮灭时间相等）。乙组彩灯按1/4HZ的频率闪烁（亮灭时间相等），试设计其控制电路。乙组彩灯按 1/6HZ

14、的频率闪烁（亮灭时间相等），试设计其控制电路。X6Xf葢箱XIX*XLXOWw5 5L囂f*止 ID：昌琦5HIo-E曲oEDI*oIDllo r -VTYf许5Y3YY4Y53Y2Y2YJYi0T O -|eDQ2淇ST| 口iMJOCll_sru:二CJOTFqIFCll姮J1 004-.v.Zi9 有两台电动机M1后制动,SriFSBldjLUUJlU-220VMIE 进 5BL M1和M2其控制电路。式设计Xi)SV去转 it 畴 it 厚JE:fi正.ftiY3XJY2X3COM；X4X5COMLNXXXMHIxi X0J2 XtXH YOGC _,-,M M H斤_VX5X?曲XJ

15、X2XIXO啼*:.-i.U5?CtX畑MJKkll IK91.-mMJI13 某设备的润滑系统要求按下列方式设计：系统有手动润滑和自动润滑两种工作方式;手动润滑采用点动方式；自动润滑采用自动间隙润滑方式，每隔20s润滑一次，每次润滑的时间为10s；JKIIDI KIDI RriJQJls JIls Lira 111 w 9i MXiiidiD）_ 住行 LIDt L1D2高速公路上有条长隧道如图巧三亠L.U j正*RHIJQ QldllJCUr图3.36隧道平面图及设备布置图右行隧道左端装有2组光电开关 RTD1和RTD2 （每组3只），右端装有 2组光电开关 RTD3和RTD4 （每组3只

16、），这些光电开关均安装在垂直于路面的同一 条直线上；隧道内每隔一定距离装一只信号灯RHD2，共有20只；隧道内每隔一定距离装一只报警蜂鸣器 RS，共有20只；隧道入口处装一只禁行信号灯RHD1。右行隧道的控制要求是：当有车辆逆行时，RHD2以2Hz的频率闪烁（亮灭时间相同），蜂鸣器响；当隧道内车辆达到一定数目时，禁行灯RHD1以1Hz的频率闪烁（亮灭时间相同）。左行隧道的设备情况及控制要求与右行隧道相同。试设计能满足上述要求的控制系统。15 一游乐机的液压驱动系统如图3.37所示，系统启动后，三个液压缸使3组动物（每组3只）按照图3.38规定的方式隐身或现身。动物现身后，游戏者击打动物，击 中

17、一只记1分；动物隐身后，击打无效。规定时间到，游戏结束。在规定的时间 内得分达到规定值时，则两组彩灯（每组20只）按图3.39规定的方式闪烁 30s后自动停止，之后，可以开始新一轮游戏。在规定的时间内得分未达到规定值时， 则蜂鸣器响20s后自动停止，之后，可以开始新一轮游戏。试设计其控制程序。#n n n n n n； ：图37压驱动系统Lj_2s ; n n n n n n n占 直幻淹灯1 1 1 1丿 H图3.3 8 动物现身方式JlJ丨.卑.图3.39彩灯组合1.2.3.4.5.6.7.8.9.101112131415161718习题四什么是顺序控制？什么是步、初始步、转移、转移条件、

18、负载？什么是功能流程图？ 什么是状态继电器？什么是状态？什么是状态转移图？ 什么是顺序控制的单流程结构？举例说明。什么是顺序控制的选择结构？举例说明。什么是顺序控制的跳转结构？举例说明。什么是顺序控制的循环结构？举例说明。什么是顺序控制的并行结构？举例说明。什么是顺序控制的组合结构？举例说明。.选择结构的编程原则是什么？.并行结构的编程原则是什么？.步进梯形图中，对状态使用OUT指令和SET指令有什么共同点？有什么区另V?.RET指令的作用是什么？.初始化状态继电器的作用是什么？i.画状态转移图时，应该注意哪些问题药诃.图4.42的状态转移图有何问题？如何改正？.画岀图 4.43干Lina C

19、：t也i对应的步进梯形图并写出指令程序。SKJ -图4.42题16图Xi 01亘丁(JScJX0IB图4.43题17图.画岀图4.44对应的步进梯形图并写岀指令程序。脚I 豪 ICj5)SJI |CJS)丨呵一Cy)X瞅+11应Cjw)XCW -1利- 羽xnoa+一r UMIloj；_sc rvtTyooIAULll -btKXi；19.画岀图Xu Jml51M处亠B51 |育曲耳+S5J | RS I | maxninRsi、儡T5l +图4.44题18图SO萃45对应的步进梯形图并写岀指令程序。舖（5）图4.45题19图20 用1个按钮 SB控制10只灯HD1HD10。第1次按SB时，H

20、D1亮；第 2次按SB时, HD1灭，HD2亮；第3次按SB时，HD2灭，HD3亮；依次类推。第 11次按SB 时，HD10灭，HD1亮，开始新的循环。试设计其控制电路。21. 一液压滑台由图4.46的液压系统驱动，滑台的运动过程如图4.47所示，滑台的每个工作阶段中，电磁铁的通断电情况和每个阶段之间的转移条件如表4.6所示。试设计该滑台的控制电路。电磁铁滑台运动%47Y题22表 4.6YA4转移条件快进1010SB1一次工进1000SQ1二次工进1001SQ2快退0100SQ3停止0000SQ022 三台电动机的运行要求如图4.48所示，试设计其控制电路。如sHB. 血 -图4.48题22图

21、24.25.图4.49题23图一送料系统如图4.50所示。初始时，送料小车停在行程开关SQ1处，当按下启动按钮SB1后，小车右行至料斗下，当小车碰到行程开关SQ2时，小车制动，料斗放料门开启。12s后放料门自动关闭，小车左行，当小车碰到SQ1时，小车制动，小车卸料门开启卸料，卸料时间为10s。小车卸完料后，自动开始下一轮工作，直至按下停止按钮SB2小车由三相交流异步电动机M驱动运行。料斗放料门由电磁铁！ YA2控制，YA2通电时开门。小车卸料门由电磁铁-YA1控制，A1通电时开门。试设计小车的控制电路图4.50题24图图4.51为按钮式人行横道交通灯控制系统。车辆信号灯是红绿黄三色灯，红灯RC

22、、绿灯GC、黄灯YC分别由继电器 KA1、KA2、KA3控制。人员信号灯是红绿两色灯，红RM和绿灯GM分别由继电器KA4和KA5控制。人员过人行横道时，按下按钮SB1SB2，信号灯按图 4.52的要求工作。在信号灯按图4.52工作期间，再按SB1或SB2态：车辆信号灯绿灯亮，人员信灯或均不起作用，一轮工作结束后，信号灯自动返回初始 号灯红灯亮。试设计其控制电路。*图 4.525图5.149 题1图2.XOQOTlrM100T2n_MlOOTPM13宀S7MR120V3DMtO|Milrt3根据0,5.151所示的梯形图和时序图，画岀 另取IKO、K1#和&时当000的时序图Mini)II1MllN) X1K12IIII |恰吕訝側忖帀MI0HM1OO 和口 Mioi的时序图；画岀 Kn分W1_込)XW2nJKXMH.it划 li.ilKi) 盲咖KI 丫皿和K2 YIWMluUMlObti.HIII留罚 帥“I罰MHN)姑泄TIiF120HIIUIHHMliNlX00I kr-4F