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
I/O连接图
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。画出可编程控制器的I/O 连接图和梯形图。
图1.19 题11 图
I/O连接图
梯形图
12.阅读图1.20 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1.20 题12图
I/O连接图
梯形图
习题二
1 ．可编程控制器有哪些软电器？这些软电器中哪些用八进制编号？哪些用十进制编
号？
①可编程控制器中的软电器有：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定
时器、计数器、状态继电器。
②输入继电器和输出继电器采用八进制编号，其它软电器采用十进制编号。
2 ．比较输入继电器、输出继电器和辅助继电器的异同。
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。触点在梯形图中的使用次数不受限制。
②不同点
编号不同：输入继电器编号为“ X＋3位数字” ，如X000、X001；输出继电器编
号为“ Y＋3 位数字” ，如Y000、Y001；辅助继电器编号为“ M＋数字” ，如M0、M120 等。
用途不同：输入继电器和输入模块相对应，用来接收和采集输入信号，输入
继电器的线圈不能出现在梯形图中。输出继电器和输出模块相对应，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。辅助继电器是可编程控制器的内部电
器，只用在梯形图内，与其它软电器配合实现各种控制功能，与输入输出无直接关
系，辅助继电器的种类比较多，数量也较多，有些辅助继电器具有特殊功能。
3 ．定时器有哪几种类型？说明每种定时器的结构和工作原理。
①定时器分类
按定时精度分，定时器有1ms定时器、10ms定时器、100ms定时器。
按定时器定时时间是否可以累加，定时器分为非积算型定时器和积算型定时
器。
②定时器结构
定时器由线圈和触点组成，但线圈的通电或断电时刻与其触点的状态转换时
刻不同步。
③非积算型定时器的工作原理
非积算型定时器的线圈通电时，定时器开始计时（每个计数脉冲来临时定时
器当前值加1），时间到（计数当前值= 计数设定值）则定时器常开触点闭合，常闭
触点断开。系统或线圈断电时停止计时并复位，定时器常开触点断开，常闭触点闭
合，定时器当前值回0。
④非积算型定时器的工作原理
积算型定时器的线圈通电时，定时器开始计时，线圈断电时，定时器停止计
时，但不复位，线圈再通电时，定时器在上次通电时的计时结果上继续累加时间，
时间到则定时器常开触点闭合，常闭触点断开。积算型定时器必须用复位指令复位，
复位后，定时器常开触点断开，常闭触点闭合，定时器当前值回0。系统断电也不
会让积算型定时器复位。
图非积算型定时器图积算型定时器
4 ．定时器有1ms 定时器、10ms 定时器、100ms 定时器，这里的1ms 、10ms、100ms 的含义是什么？
定时器通过对可编程控制器内的方波信号的计数来实现计时。根据定时器计
数的方波信号的周期，定时器分为1ms定时器（对周期1ms的方波计数）、10ms定
时器（对周期10ms的方波计数）、100ms定时器（对周期100ms的方波计数）。1ms
定时器的定时精度是1ms，10ms定时器的定时精度是10ms，100ms定时器的定时精
度是100ms。
5 ．如何设定和计算定时器的定时时间？
使用定时器时，先要选择定时器类型（积算型或非积算型）及定时精度（1ms、
10ms或100ms），然后要设置定时时间。定时时间是通过设定计数次数来设置的，
定时器的定时时间按下式计算：
定时时间＝计数次数×定时精度。
6 ．什么是定时器的设定值？什么是定时器的当前值？
人为指定的规定定时器定时时间的数值称为定时器的设定值，设定值规定了
定时器线圈通电时刻与定时器触点动作时刻的时间差，设定值规定了定时器触点动
作时刻滞后于定时器线圈通电时刻的时间。定时器开始计时后，至考察时刻时间的
累计值（计数值）称为定时器的当前值。
7 ．什么是低速计数器？低速计数器有哪几种类型？说明每一种低速计数器的结构和工作原理。
低速计数器对低速脉冲计数，低速计数器的计数信号由可编程控制器的软电
器或外部电器产生，计数频率最大为扫描周期的倒数，在几十至几百赫兹之间。
低速计数器有16位增计数器和32位增／减双向计数器两类。低速16位增计
数器的设定值寄存器和当前值寄存器都是16位寄存器，计数器设定值有效范围是
1～32767，它只能作加法计数。低速32位增／减双向计数器的设定值寄存器和当
前值寄存器是32位寄存器，设定值有效范围为－2147483648～＋2147483647。32
位增／减双向计数器可作加法计数和减法计数，计数方式用特殊辅助继电器
M8200～M8234来设定。当特殊辅助继电器置1时，其对应的双向计数器按减法计
数方式计数；当特殊辅助继电器置0时，其对应的双向计数器按加法计数方式计数。计数器由计数装置和触点组成，计数装置（包括计数端和复位端）用来改变
触点的状态。计数端和复位端分别由一条由各种触点组成的电路控制。
低速16位增计数器的工作原理如图所示。
图低速16位增计数器
计数器的复位电路OFF 时，计数器进入计数状态。每来一个计数脉冲计数一
次（上升沿计数），即控制计数端的电路每次由OFF→ON时，计数器计数一次。当
计数器计数到设定值时，计数器触点动作，常开触点闭合，常闭触点断开，计数当
前值不再增加。
计数器的复位电路ON时，计数器进入复位状态，常开触点断开，常闭触点闭
合，计数当前值回0。复位电路具有优先权：复位电路ON时，即使有计数脉冲，
计数器也不会计数；复位电路ON时，计数器立即复位。
计数器的复位电路OFF 时，计数器进入计数状态。每来一个计数脉冲计数一
次（上升沿计数），即控制计数端的电路每次由OFF→ON时，计数器计数一次。低
速32位双向计数器作增计数时，当计数值达到或超过设定值时，触点动作并保持
（常开触点闭合，常闭触点断开），只要有计数脉冲，计数器继续计数（计数当前
值继续增加）；而作减计数时，计数值小于设定值时触点复位（常开触点断开，常
闭触点闭合），但计数当前值不回0，只要有计数脉冲，计数器继续计数（计数当
前值继续减少）。32 位增／减双向计数器是循环计数器，若当前值已为＋2147483647 时，再计一次数，则当前值变为－2147483648；同样，若当前值已为
－2147483648时，再计一次数，则当前值变为＋2147483647。
计数器的复位电路ON时，计数器进入复位状态，常开触点断开，常闭触点闭
合，计数当前值回0。复位电路具有优先权：复位电路ON时，即使有计数脉冲，
计数器也不会计数；复位电路ON时，计数器立即复位。
低速32位增／减双向计数器的工作原理如图所示。
图32位增／减双向计数器的工作过程
8 ．如何设定低速计数器的增／减计数方向？
32 位增／减双向计数器可作加法计数和减法计数，计数方式用特殊辅助继电
器M8200～M8234来设定。当特殊辅助继电器置1时，其对应的双向计数器按减法
计数方式计数；当特殊辅助继电器置0时，其对应的双向计数器按加法计数方式计数。
9 ．什么是低速计数器的当前值和设定值？
计数器的设定值是人为指定的一个数值，设定值规定了计数器开始计数后，
计数器触点动作的条件。计数器开始计数后，至考察时刻计数值的累计值称为计数
器的当前值。
10．什么是高速计数器？高速计数器有哪些类型？说明每一种高速计数器的工作原理和使用方法。
11 、什么是时序图？时序图的用途是什么？
描述电器状态和电路状态与时间的关系的图形成为时序图。
时序图既可用来描述软电器的线圈的通电时刻、断电时刻、通电状态持续时
间、断电状态持续时间；也可用来描述软电器的触点的闭合时刻、断开时刻、闭合
状态持续时间、断开状态持续时间。在这两种情况下，时序图由水平线和竖线组成。竖线表示线圈的通电时刻、断电时刻；或者表示触点的闭合时刻、断开时刻。低水
平线表示线圈的断电状态，低水平线段的长度表示线圈的断电状态的持续时间；或
者表示触点的断开状态，低水平线段的长度表示触点的断开状态的持续时间。高水
平线表示线圈的通电状态，高水平线段的长度表示线圈的通电状态的持续时间；或
者表示触点的闭合状态，高水平线段的长度表示触点的闭合状态的持续时间。低水
平线段右端或高水平线段左端的竖线（上升沿）表示某种状态的开始时刻，低水平
线段左端或高水平线段右端的竖线（下降沿）表示某种状态的结束时刻。时序图的
组成如图所示。时序图用来描述软电器中的定时器和计数器时，有时还会加上斜线
表示时间值和计数值的累加过程，也可能出现台阶形的波形，表示计数值的变化过程，
图时序图的组成
时序图用于描述控制电路的工作情况和工作过程。
12、M8000、M8001、M8002、M8003、M8011 、M8012、M8013、M8014是什么类型的电器？画出这些电器的工作时序图并说明其时序图的含义。
M8000、M8001、M8002、M8003、M8011、M8012、M8013、M8014 是触点利用型
特殊辅助继电器，线圈状态由可编程控制器的系统程序确定，用户只能利用其触点。序号电器功能时序图
1 M8000
运行监视继电器，可编程控制器
开机运行时，M8000自动接通
2 M8001
运行监视继电器，可编程控制器
开机运行时，M8001自动断电
3 M8002
初始脉冲继电器，可编程控制器
开机运行后，M8002自动接通一个
扫描周期
4 M8003
初始脉冲继电器，可编程控制器
开机运行后，M8003自动断开一个
扫描周期
5 M8011
内部时钟脉冲继电器，可编程控
制器上电后（不论是否运行），自
动产生周期为10ms的方波
6 M8012
内部时钟脉冲继电器，可编程控
制器上电后（不论是否运行），自
动产生周期为100ms的方波
7 M8013
内部时钟脉冲继电器，可编程控
制器上电后（不论是否运行），自
动产生周期为1s的方波
8 M8014
内部时钟脉冲继电器，可编程控
制器上电后（不论是否运行），自
动产生周期为1min的方波
13．什么是逻辑表达式？逻辑表达式的用途是什么？
电路中的二值元件（如触点、线圈）的状态可用一个变量表示，这种变量称
为逻辑变量。逻辑变量只取逻辑值“0”、“1”。“0”对应线圈的通电状态和触点的
闭合状态，“1” 对应线圈的断电状态和触点的断开状态。一般，常开触点和线圈
对应的逻辑变量用常开触点和线圈所属电器的文字符号表示，常闭触点对应的逻辑变量也用常闭触点所属电器的文字符号表示，但其文字符号加上划线。
逻辑表达式是由逻辑变量经过逻辑运算构成的表达式。代表线圈的逻辑变量
单独放在“= ”的一边，“= ”的另一边放上由代表触点的逻辑变量经过逻辑运算构
成的表达式，这个表达式由逻辑加运算符“+”、逻辑乘运算符“.”、逻辑非运算符“-”、括号构成，表示触点之间的连接关系，“逻辑加”用来表示“触点并联”，“逻
辑乘”用来表示“触点串联”，“逻辑非”用来表示“常闭触点”(即常开触点的状
态取反)。
逻辑表达式通过计算由代表触点的逻辑变量组成的表达式的逻辑值，确定线
圈的逻辑值，再由线圈的逻辑值确定线圈控制的触点的逻辑值，进而分析电路状态。
14．什么是数据寄存器？数据寄存器的字长是多少？如果要存储到数据寄存器中的数据的字长比数据寄存器的字长大，如何使用数据寄存器来存放这样的数据？
15．什么是文件寄存器？
16．什么是变址寄存器？
17．什么是指针？指针有哪几种类型？
18．什么是位元件、字元件、双字元件和位组合元件？
19．写出图2.53 和图2.54 对应的指令程序。
图2.53 题19图图2.54 题19图
20．写出图2.55 对应的指令程序。图中SET 指令和RST 指令是什么指令？SET 指令
和RST 指令的用途是什么？
图2.55 题20图
21．写出图2.56 对应的指令程序。图中PLS 指令和PLF 指令是什么指令？PLS 指令
和PLF 指令的用途是什么？
图2.56 题21图
22．写出图2.57 对应的指令程序。LDP 、LDF 、ANDP 、ANDF 、ORP、ORF指令的功能是什么？
图2.57 题22图
23．用堆栈指令写出图2.58 对应的指令程序。
图2.58 题23、24图
24．用主控指令写出图2.58 对应的指令程序。
25．END指令的功能是什么？
1
习题三答案
1 ．可编程控制器是如何实现其控制功能的？可编程控制器实现其控制功能的方式与
继电器- 接触器系统实现控制功能的方式有何不同？
①继电器- 接触器控制系统是通过继电器和接触器触点状态的变化来实现其控
制功能。
②可编程控制器则是通过执行控制程序来实现其控制功能。
2 ．可编程控制器的控制程序包含哪些功能模块？可编程控制器采用什么样的方式执
行其控制程序？
①可编程控制器的控制程序大致由三大模块构成。
第一个大模块是初始化模块，当可编程控制器上电后，即进行系统初始化。
例如，使系统的某些存储区清0 ，将特殊寄存器（单元或位）置位或清0 ，
设置I/O 模块的工作方式等。
第二个大模块是实现系统控制功能的模块，在这个模块中，系统接受外部
输入信号，根据外部输入信号执行用户程序，按照用户程序的执行结果输出
控制信号，去影响可编程控制器的控制对象的行为。在这个模块中，还要进
行通讯处理，实现可编程控制器与可编程控制器之间的信息交换，或实现可
编程控制器与其它设备（如上位计算机、智能仪表、远程/O设备、变频器
等）之间的信息交换
I
。
第三个大模块是保证可编程控制器可靠性的模块，这个模块能对可编程控
制器自身是否正常进行自我诊断。例如，判断电池电压是否已降至允许电压
最小值以下，判断是否有硬件故障（CPU、存储器、I/O 设备是否正常），判
断通讯是否异常等。如果自检不正常，可编程控制器中的异常继电器接通，
可编程控制器面板上的出错指示灯亮，特殊寄存器中将存入错误代码。当出
现致命错误时，可编程控制器被强制为STOP状态，用户程序不再被执行。
②可编程控制器采用循环方式周期性地执行其控制程序中的各个功能模块，
3 ．可编程控制器的工作过程主要包含哪几个阶段？每个阶段实现什么功能？
①输入采样：可编程控制器上电且状态开关置于RUN后，首先进入输入采样
阶段。在这个阶段，可编程控制器扫描所有输入端子，并将接在各输入端子
上的各种触点的状态（0 状态或1 状态）读入，并保存在相应的存储区中。
保存输入信号状态的存储区称为输入映像区，在输入采样阶段，输入映像区
的值被刷新。
②通讯处理：输入采样阶段结束后，可编程控制器开始通讯处理阶段，实现可
编程控制器与其它智能设备之间的信息交换。可编程控制器从其它设备接受
的信息存入接收缓冲区，而要传送给其它智能设备的信息则需事先写入发送
缓冲区。
③执行用户程序：通讯处理阶段结束后，可编程控制器自动进入执行用户程序
阶段。在这个阶段，可编程控制器利用输入映像区中的值以及接收到的通讯
数据，按从上到下的顺序执行用户程序，产生中间结果及要输出以影响控制
对象行为的控制信号。中间结果是M 电器、S 电器等内部电器的状态，输出
信号是Y 电器的状态，输出信号保存在Y 电器对应的存储区中，存储输出继
电器状态的存储区称为输出映像区。
④输出刷新：用户程序执行完后，可编程控制器进入输出刷新阶段。在这个阶段，可编程控制器把输出映像区中的值送至输出锁存器，输出锁存器的状态
被刷新，输出锁存器的新状态通过输出端子施加到可编程控制器的控制对象
上，以影响控制对象的行为。输出刷新完成后，可编程控制器自动开始新的
输入采样阶段，之后，周而复始地重复上述四个阶段，直到可编程控制器关
机或进入STOP 状态。
4 ．什么是可编程控制器的扫描周期？决定可编程控制器扫描周期的主要因素是什么？扫描周期越长越好还是越短越好？
①可编程控制器的控制程序的各个模块均被执行一次所需要的时间称为扫描
周期。扫描周期是可编程控制器的一个重要技术指标。
②可编程控制器正常工作后，执行通讯处理程序所需要的时间与网络的复杂程
度及通讯的数据量大小有关，执行用户程序所需要的时间与用户程序的长短
有关，执行其它程序模块所需要的时间是固定的，所以，可编程控制器的扫
描周期的长短主要由通讯时间和执行用户程序的时间决定。当然，可编程控
制器的扫描周期还与CPU的运算速度、I/O 点的多少、扩展模块的多少有关。
③扫描周期反映出可编程控制器的处理速度，越短越好。扫描周期越短，输入
信号和输出信号的同步性越好。
5 ．可编程控制器有输入信号后，将有相应的输出信号，这两种信号是否同步？为什么？如果不同步，它们之间的时间差会有多大？
①不同步。
②可编程控制器的工作过程主要由输入采样、通讯处
理、执行用户程序、输出刷新四个阶段组成，这四个
主要工作阶段有严格的先后顺序，一个阶段结束后，
才开始下一个阶段，四个阶段在时间上没有重叠，如
图所示。
③输入采样阶段输入信号，输出刷新阶段才输出信号，
而输出刷新阶段滞后于输入采样阶段，因此，可编程
控制器的输出信号滞后于产生这些输出信号的输入
信号。
④约几个扫描周期。
6 ．阅读下列梯形图，根据已给出的时序图，画出指定的时序图。
2
⑴
图3.28 题6 图1
⑵
图3.29 题6 图2
3
⑶
图3.30 题6 图3
⑷
图3.31 题6 图4
4
⑸
图3.32 题6 图5
7 ．在可编程控制器的输入端接4 只转换开关，每只开关代表一个
二进制位。在可编程控制器的输出端接图3.33 所示的LED显示
器。要求输入二进制数0000～1001，在LED显示器上显示相应
的十进制数，试设计其控制程序。
图3.33 LED 管
5
8 ．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）。⑴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。
⑵乙组彩灯按1/6Hz 的频率闪烁（亮灭时间相等），试设计其控制电路。
6
7
9 ．有两台电动机M1和M2，启动时，M1先启动，M2后启动；制动时，M2先制动，M1后制动，试设计其控制电路。
10．一工作台由电动机驱动在A 点和B 点间运动。系统启动后，若工作台在A 点，则只能向B 点运动；若工作台在B 点，则只能向A 点运动；若工作台在A 点和B
点之间，工作台既可以向A 点运动，也可以向B 点运动；工作台运动至A 点后自
动返回B 点，工作台到达B 点后，自动返回A 点，如此往复，直至按下停止按钮。
试设计能满足此要求的控制电路。
8
11 ．电动机M1和M2按图3.34 规定的方式运转，试设计其控制电路。
图3.34 电动机运行时序
9
10
12．电动机M1和M2按图3.35 规定的方式运转，试设计其控制电路。
图3.35 电动机运行时序
11
13．某设备的润滑系统要求按下列方式设计：
⑴系统有手动润滑和自动润滑两种工作方式；
⑵手动润滑采用点动方式；
⑶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；
⑷油泵由电动机驱动。
试设计满足上述要求的控制系统。
12
14．一高速公路上有条长隧道如图3.36 所示。
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），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：⑴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；⑵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。
13
图3.37 液压驱动系统
图3.38 动物现身方式
图3.39 彩灯组合
14
习题四
1 ．什么是顺序控制？
2 ．什么是步、初始步、转移、转移条件、负载？什么是功能流程图？
3 ．什么是状态继电器？什么是状态？什么是状态转移图？
4 ．什么是顺序控制的单流程结构？举例说明。
5 ．什么是顺序控制的选择结构？举例说明。
6 ．什么是顺序控制的跳转结构？举例说明。
7 ．什么是顺序控制的循环结构？举例说明。
8 ．什么是顺序控制的并行结构？举例说明。
9 ．什么是顺序控制的组合结构？举例说明。
10．选择结构的编程原则是什么？
11 ．并行结构的编程原则是什么？
12．步进梯形图中，对状态使用OUT指令和SET 指令有什么共同点？有什么区别？13．RET 指令的作用是什么？
14．初始化状态继电器的作用是什么？
15．画状态转移图时，应该注意哪些问题？
16．图4.42 的状态转移图有何问题？如何改正？
图4.42 题16图
17．画出图4.43 对应的步进梯形图并写出指令程序。
图4.43 题17图
18．画出图4.44 对应的步进梯形图并写出指令程序。
图4.44 题18图
19．画出图4.45 对应的步进梯形图并写出指令程序。
图4.45 题19图
20．用1 个按钮SB控制10 只灯HD1 ～HD10。第1 次按SB时，HD1 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。
图4.46 题21图1
图4.47 题21图2
表4.6
电磁铁
滑台运动
YA 1 Y A 2 YA 3 YA 4
转移
条件
快进 1 0 1 0 SB1
一次工进 1 0 0 0 SQ1
二次工进 1 0 0 1 SQ2
快退0 1 0 0 SQ3
停止0 0 0 0 SQ0
22．三台电动机的运行要求如图4.48 所示，试设计其控制电路。
图4.48 题22图
23．四台电动机的运行要求如图4.49 所示，试设计其控制电路。
图4.49 题23图
24．一送料系统如图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YA 2 控制，YA 2 通电时开门。小车卸料门由电磁铁Y A 1 控制，Y A 1 通电时开门。试设计小车的控制电路。
图4.50 题24图
25．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、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，红灯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SB1 或SB2 ，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 均不起作用，一轮工作结束后，信号灯自动返回初始状态：车辆信号灯绿灯亮，人员信
号灯红灯亮。试设计其控制电路。
图4.51 题25图1
图4.52 题25图2
26．图4.53 为大小球分检系统。取球装置初始时停在行程开关SQ1 处，原位信号灯HD 亮。
系统启动后，若接近开关NB 检测到有球，取球装置自动下降，用电磁吸盘YA 1 吸取
大球或小球。吸到球后，取球装置自动上升，碰到行程开关SQ3 时，取球装置右行，
行至行程开关SQ4 处放小球，或行至行程开关SQ5 处放大球。放完球后，自动返回SQ1
停下，准备开始下一轮循环。取球装置的升降运动由液压系统实现，当电磁铁YA 2 通
电时，装置下降；当电磁铁Y A 3 通电时，装置上升；Y A 2 和YA 3 都断电时，装置保持当前位置。取球装置的左行和右行通过三相交流异步电动机M 拖动传送带实现。当YA 1 吸到小球时，SQ2 动作，当Y A 1 吸到大球时，SQ2 不动作。试设计该系统的控制电路。
图4.53 题26图
习题五
1 ．图5.149 所示梯形图有无不妥之处？若有的话，如何改进？
①有
② P12应改为P11
③ M103应改为M101
④ M8000 应改为其它电器如X005等
图5.149 题1 图
2 ．根据图5.150 所示的梯形图和时序图，画出M10 、M11 、M12 、M1
3 的时序图。图5.150 题2 图
1
3 ．根据图5.151 所示的梯形图和时序图，画出M100和M101的时序图；画出Kn分
别取K0、K1、和K2时Y000的时序图。
图5.151 题3 图
4 ．根据图5.152 所示的梯形图和时序图，画出Y000和Y001及M100的时序图。
图5.152 题4 图
2
5 ．根据图5.153 所示的梯形图和时序图，画出M100、M101、T20 常开触点和Y000
的时序图。
图5.153 题5 图
3
6 ．十进制浮点数-98.5 保存在D10 和D11 中，100 保存在D12 和D13 中，980 保存在D14 和D15 中，86276485保存在D16 和D1
7 中，试把图5.154 补充完整。
图5.154 题6 图
7 ．两台电动机M1和M2按图5.155 的时序运行，试设计其控制电路。
图5.155 题7 图
4
8 ．三台电动机M1、M2、M3按图5.156 的时序运行，试设计其控制电路。
图5.156 题8 图
5
6
9 ．搬运机械手系统图如图5.157 所示。其它装置把一垛（五块）平板型工件送至A 处，机械手把A 处的工件一块一块地搬运到B 处的输送带上转送出去。系统启动后，
输送带驱动电动机M1 立即开始连续工作直到系统停止，而机械手只有接近开关
SQ4 检测到A 处有工件时才开始搬运工作。机械手手臂的升降由升降汽缸RDG1
驱动，手臂的回转由回转汽缸RDG2 驱动，机械手上设有7 个检测块D0～D5 和
D7。初始时，接近开关SQ1 位于D0处，A 处有工件时，吸盘下降，SQ1 到达D1
处时吸盘吸取工件1 ，吸取完毕，手臂上升，SQ1 到达D0处时，停止上升开始顺
时针旋转，转至设定位置SQ2 （接近开关）处时，停止旋转开始下降，下降至SQ1
到达D7处时，停止下降开始释放工件至输送带上，释放完毕，手臂上升，至SQ1
到达D0处，停止上升开始逆时针旋转，转至原位SQ3 （接近开关）处，完成一次
工作循环。机械手自动重复上述过程，直至A 处的五块工件全部搬运至B 处。SQ1
到达D2处时取工件2 ，SQ1 到达D3处时取工件3 ，SQ1 到达D4处时取工件4 ，
SQ1 到达D5处时取工件5 。手臂下降时Y A 2 通电，上升时Y A 1 通电；手臂顺时针
旋转时YA 4 通电，逆时针旋转时YA 3 通电，放松时YA 0 通电。设计能满足上述工
作要求的控制系统。
7
图5.157 题9 图
10．步进电动机驱动系统及步进电动机的运行要求如图5.158 所示。步进电动机为三
相电动机，工作方式为三相六拍，步距角为1.5°，脉冲当量为0.01mm／步。按
下启动按钮后，移动部件由A 点移至B 点，然后再由B 点返回至A 点停下，再按
启动按钮则开始下一轮循环。步进电动机的正转过程和反转过程都由加速、恒速、
减速3 个阶段组成。电动机加速时，驱动脉冲频率由500HZ 变化至2500HZ，恒速
频率为2500HZ，减速时频率由2500HZ 变化至500HZ 。设计步进电动机的控制系统。
图5.158 题10图
11 ．某攻丝系统如图5.159 所示。攻丝机的主轴由2 台三相步进电动机M1和M2驱动旋转和升降，主轴初始时处于接近开关SQ1 处。按下启动按钮后，旋转步进电动
机（主电机）M1 启动正转，主轴旋转，同时升降步进电动机（进给电动机）M2
也启动正转，主轴下降。主轴下降至接近开关SQ2 处时，刀尖接触工件，延时5s ，升降步进电动机M2停车，旋转步进电动机M1继续旋转，直到主轴到达接近开关
SQ3 处。主轴到达SQ3 处时，旋转电动机反转，刀具退出工件，当主轴退至SQ2
8
图5.159 题11图
处时，旋转电动机停车，由复位弹簧把主轴拉回SQ1 处，完成一次加工过程。系
统的进给脉冲当量为0.01mm／步，M1和M2的步矩角选为0.75 °，M1的转速和
主轴转速相同，螺距为1mm，步进电动机的运行要求如图5.159 所示。设计攻丝
机的控制系统。
12．图5.160 是一电动机驱动系统的测速简图，要求电动机的转速用4 位1 组的LED 显示，试设计测速控制系统。
图5.160 题12图
13．编程计算ctg135 °＋tg150 °。
9
10
习题六
1 ．什么是主机扩展？为什么要进行主机扩展？
主机扩展是在主机上增加板卡或在主机外挂接电路模块。
一个系列的可编程控制器产品，一般有几种型号的主机，每一种主机上的I/O 点
数是固定的，当主机上的I/O 点数不够用时，要增加I/O 点数，即进行主机I/O 扩展。主机中的系统软件具有丰富的功能，例如主机中有A/D 转换和D/A 转换指令、有
PID 控制指令、有通讯指令、有高速计数指令等，但主机的硬件电路中没有相应的模块，欲实现A/D 转换和D/A 转换、PID 控制、通讯、高速计数等功能时，需要在主机
外附加特殊功能模块，即进行主机实现特定功能的硬件电路的扩展。
2 ．FX2N 可编程控制器的扩展设备有哪几类？各实现什么功能。
FX 系列可编程控制器的扩展设备有扩展单元（Extension Unit ）、扩展模块
（Extension Block）、特殊功能模块（Special Function Block ）、功能扩展板（Extension Function Board ）。扩展单元、扩展模块、特殊功能模块安装在主机之外。
扩展单元用来增加I/O 点数，内部有电源。扩展模块也用来增加I/O 点数，但内
部无电源，要由主机或扩展单元供给电源。特殊功能模块的硬件电路组成相对完善，
有的甚至自带CPU，主要用来实现一些特殊的功能，如A/D 转换和D/A 转换、高速
计数、通讯等。功能扩展板安装在主机内（不占用主机外的空间），扩充主机的功能，
如各种通讯板、FX0N 适配器连接板等。扩展设备不能单独使用，必须与主机相配。
3 ．主机扩展配置系统时，应注意哪些问题？
①系统的开关量I/O 点数不超过256 点。
②当系统中有特殊功能模块时，系统的开关量I/O 点数n 应满足：n ≤256-k（式
中，k 为系统中所有特殊功能模块的等效I/O 点数之和。）
③每台主机连接的特殊功能模块不超过8 个。
④系统中所有扩展设备消耗的内部+5V 电流总量不能超过主机或扩展单元的内部
DC+5V 电源提供的电流总量，系统中所有扩展模块消耗的外部DC+24V 电流
总量不能超过主机或扩展单元上的DC+24V 电源能提供的电流量。
4 ．主机扩展时，如何确定扩展设备的地址？
①扩展单元或扩展模块上I/O 点的地址（X 电器和Y 电器的地址）：从离主机最近
的扩展单元或扩展模块开始，按照连接顺序，紧接主机I/O 点地址，用八进制
数顺序连续编号。
②特殊功能模块的地址：从离主机最近的特殊功能模块开始，顺序编成0 ～7 号，
编号不能超过7 。特殊功能模块不占用开关量I/O 点的地址号，独立编号。
5 ．FX2N-4AD-TC 模块的功能是什么？
FX2N-4AD-TC 是AD 转换模块，可以接四路K 型或J 型的热电偶，将热电偶的
温度检测电压信号进行处理（放大、滤波），并将检测数据转换成12位数，传送给FX2N 主机。
1
6 ．FX2N-232-BD 扩展板的功能是什么？
FX2N-232-BD扩展板的功能是实现FX2N 型可编程控制器与RS232C 接口的设备
（如计算机、条形码扫描仪、打印机）进行串行通讯。
7 ．某系统使用FX2N-32MR-ES/UL 型可编程控制器，系统要处理80个开关量（48
个输入，32个输出），还要处理4 个热电偶的测温信号。试设计系统的硬件电路。
I/O 点序
号
主机
扩展设备
X Y X/Y
DC 24V 电源
剩余(+)或消耗(-)电流
DC 5V 电源
供给(+)或消耗(-)电流
①FX
-32MR-ES/UL 16 16 －+250mA +290mA ②FX
2N
-32- ER-ES/UL 16 16 －+690mA
③FX
2N
-16EYR-ES/UL 16 －
+100mA
④FX
2N
-4AD-TC －－8 -50mA
-30mA
I/O 点数小计48 32 8
I/O 点数总计88＜256 ，OK！
剩余电流
+50mA＞0 ，OK！
剩余电流
+560mA ＞0 ，OK！
8 ．一个温度控制系统的温度变化范围是0 ～480 °C ，系统正常工作时，要求温度保持200 °C 不变，试设计系统的硬件电路和控制程序。
系统的硬件电路图1 所示，X0实现自动调谐，X1实现PID 控制。
图1 温控系统
温控系统保持恒温，通过PID 控制来实现。PID 控制参数及其设定如下表所示。
参数值
参数名称参数存储符号参数存储单元
自动调谐中PID 控制中
给定值SV D500 2000(+60℃) 2000(+60℃)
采样时间T
S
D510 3000ms 600ms
输入滤波常数 +2 D512 80% 80%
微分增益K D
+5 D515 0% 0%
输入值上限+20 D530 4800 4800
输入值下限+21 D531 0 0
输出值上限+22 D532 2000ms 2000ms
输出值下限+23 D533 0 0
输入变化量报警+1 bit1 D511 bit1 1 1
输出变化量报警+1 bit2 D511 bit2 0 0
自动调谐控制+1 bit4 D511 bit4 1 0
动作
方向
(ACT)
输出值上下限设定+1 bit5 D511 bit5 1 1
输出值(PID运算结果)MV D502 1800 运算确定
反馈值PV D501 热电偶测定
根据上表的参数设定，电加热器的动作情况如下图所示。
图2 电加热器的动作情况
3
温控系统的控制程序如图3所示。
图3 温控系统的控制程序
4
PLC试题答案及要点归纳汇总 1、常用的主令电器有按钮、行程开关和转换开关等。 、交流接触器的灭弧一般采用___________、____________和______________等，直流接触器采用__________灭弧的方式。 、三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有定子串电阻或阻抗减压起动、星形-三角形换接减压起动和延边三角形减压起动及自耦变压器减压起动等。 、实现电动机短路保护，通常采用熔断器。 、为使变速时齿轮易于啮合，X62W铣床中设置了________________控制线路。 、PLC是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期主要包括输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。 、说明下列指令意义。 MC 主控指令 ORB 模块或指令 RET 置位指令 LD 动合触头起指令 MPS 进栈指令 RST 复位指令 、低压电器按操作方式可分为自动电器和手动电器。 、电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护和电压保护和弱磁保护等。 0、电气控制系统图主要有：电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图等。 1、笼型异步电动机常用的电气制动方式有能耗制动和反接制动。 2、PLC采用周期扫描的工作方式，一个扫描周期主要可分为输入采样、程序执行及输出刷新三个阶段。 3、串联触点较多的电路应编在梯形图的上方，并联触点多的电路应放在梯形图的左方。 4、PLC主控继电器指令是MC，主控继电器结束指令是MCR。 5、PLC的硬件主要由输入电路、输出电路和内部控制电路三部分组成。 6、电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成。 7、各种低压断路器在结构上都有主触头、灭弧装置、自由脱扣器和操作机构等部分组成。 8、交流接触器的触点系统分为主触头和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。 9、热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种保护电器，主要被用作电动机的长期过载保护。 0、熔断器主要作为电路的短路保护元件。 1 、触头的接触形式有：点接触、线接触、面接触。 2、电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护、失电压保护、欠电压保护、过电压保护及弱磁保护等。 3、PLC的基本结构由CPU、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成。 4、PLC的软件由系统程序和用户（应用）程序两大部分组成。 5、PLC常用的编程语言有：梯形图、指令表、高级语言。 6、触点系统的结构形式有桥式触点、指形触点。 7、工作在交流电压1200V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器。 8、交流接触器的触点系统分为主触点和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。 9、热继电器有多种结构形式，最常用的是双金属片结构，即由两种不同膨胀系数的金属片
PLC原理及应用（讲义） 目录 第一章． PLC概论 4 第一节． PLC的产生 4 第二节． PLC的定义及其术语 5 一．定义 5 二．常用术语 5 第三节． PLC特点 6 一．可靠性高、抗干扰能力强 6 二．程序可变、具有柔性 7 三．编程简单、使用方便 7 四．功能完善 6 五．组合灵活、扩充方便 6 六．减少了工作量 8 七．体积小、重量轻、环境要求低 8 八．成本低、水平高 8 第四节． PLC的应用状况和发展趋势 9 一．应用状况 9 二．发展趋势 10 第二章． PLC的组成及工作原理 12 第一节． PLC的组成 12 第二节． PLC主要部件功能 13 一． CPU 13 二．存储器错误！未定义书签。三． I/O部分 15 四．编程工具 20 五．电源 21 第三节． PLC的工作原理 22
一． PLC的工作过程 22 二．扫描周期的计算方法 23 三．系统响应时间 24 第四节． OMRON C200H数据通道 26 一． I/O继电器区 27 二．内部辅助继电器区( Internal Relay ) IR区 27 三．特殊继电器区 ( Special Relay ) SR区 28 四．暂存继电器区( Temporary Relay ) TR区 30 五．保持继电器区( Holding Relay ) HR区 30 六．辅助存贮继电器区( Auxiliary Relay ) AR区 30 七．链接继电器区( Link Relay ) LR区 30 八．定时/计时继电器区( Timer & Counter ) TC区 30 九．数据存贮区 ( Data Memory ) DM区 30 第三章． PLC的基本指令错误！未定义书签。 第一节．编程语言简介错误！未定义书签。 一．梯形图错误！未定义书签。 二．助记符错误！未定义书签。 三．布尔表达式错误！未定义书签。 四．功能块图( Function block diagram ) 错误！未定义书签。五．功能表图( Function chart ) 错误！未定义书签。 六．高级语言错误！未定义书签。 第二节．梯形图使用的符号、概念及注意事项错误！未定义书签。一．梯形图中的符号、概念错误！未定义书签。 二．梯形图使用应注意事项：错误！未定义书签。 第三节． OMRON C200H 指令系统错误！未定义书签。 一．分类及说明错误！未定义书签。 二．基本指令错误！未定义书签。 三．常用指令(11条) 错误！未定义书签。 四．数据传送指令：错误！未定义书签。
《PLC及其应用技术》课程标准 一、概述 (一)课程性质 本课程是应用电子技术专业的一门重要专业课程，其学习要以《电机与控制》为基础，目标是培养学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，能对简单的可编程控制系统进行程序设计、运行、调试与维护，满足生产现场可编程控制系统应用的需要。 (二)课程的基本理念 本课程标准的总体设计思路：变三段式课程体系为任务引领型课程体系，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握” 为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的以知识传授为主的教学方式，变为以“工作项目”为主线，创设工作情景，结合职业资格鉴定，培养学生的实践动手能力。 (三)课程设计思路 本课程标准以应用电子技术专业学生的就业为导向，根据行业专家对应用电子技术专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以电气自动化控制为主线，以本专业应共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中的“维修电工”中相关考核项目，确定本课程的工作模块和课程内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在实训过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 本课程建议课时为60加一周实训（实训内容建议使用项目五和项目六）学时。课时数以课程内容的重要性和容量来确定。 学时分配的建议
天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：可编程控制器及应用课程代码：0919、4696 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《可编程控制器及应用》是高等教育自学考试机械制造及自动化（数控方向）专业的一门专业课。 在机电一体化迅速发展的今天，可编程序控制器（简称PLC）作为以计算机技术为核心的新型自动控制装置，以其功能性强、可靠性高、编程简单、使用方便和体积小巧的特点，在工业生产中得到越来越广泛的应用，已成为当代工业自动化的主要支柱之一。通过本课程的学习可以使考生了解PLC的工作原理，初步掌握PLC的编程方法和使用方法，具备一定的设计、调试和维护PLC控制系统的能力，满足现代工业对本专业学生的基本要求。二、课程目标与基本要求 本课程的目标和任务是使学生通过本课程的自学、实践训练和辅导考试，进行有关PLC 工作原理、编程设计和操作使用的考察和训练，为以后的工作打下坚实的基础。 课程基本要求如下：（本大纲依据本课程教材,以三菱公司的FX2N系列PLC为主要考察对象。) 1、掌握PLC的特点，了解PLC的应用范围及其发展趋势。 2、掌握PLC的工作原理与硬件结构, 了解PLC的性能指标和特殊功能模块的用途。 3、熟练掌握顺序功能图、梯形图和指令表三种编程语言，了解其它编程语言。 4、熟练掌握PLC的编程元件及基本逻辑指令，了解功能指令的用法。 5、熟练掌握用梯形图的经验设计法和顺序控制设计法完成开关量控制系统的梯形图
设计。 6、学习PLC控制系统的选型、配置、调试方法及应用技巧。 7、本课程设置试验课，学习PLC的编程操作和应用。 三、与本专业其它课程的关系 本课程是在学习了电工学、微机原理和机床电气自动控制等课程后开设的一门专业课，通过本课程的学习使考生掌握现代化的控制手段，以适应工作的需要。 第二部分考核内容与考核目标 第一章概述 一、学习的目的与要求 通过本章的学习，掌握PLC的特点，了解PLC的应用范围及其发展趋势。 二、考核知识点与考核目标 （一）PLC的特点（重点） 识记：PLC的定义及主要特点。 理解：PLC和一般的计算机控制系统、继电器控制系统相比较所具有的优点。（二）PLC的应用范围（次重点） 识记：PLC的主要应用领域。 （三）PLC的发展史（一般） 识记：PLC的由来和发展趋势。 第二章可编程序控制器的硬件与工作原理 一、学习的目的与要求 通过本章的学习，掌握PLC的工作原理与硬件结构, 了解PLC的性能指标和特殊功能
PLC原理及应用模拟试卷1 一、填空选择题：（共6小题，每空1分，共18分） 1. PLC是一种工业控制计算机，它的基本结构是由CPU、输入输出电路、存储器和电源组成。 2. PLC开关量输出接口按PLC内部使用的器件可以分为晶体管输出型、_继电器_输出型和继电器输出型。 3. PLC用户程序的完成分为输入采样、执行程序、输出刷新 三个阶段。这三个阶段是采用循环扫描工作方式分时完成的。 4. PLC的编程语言常用的有梯形图、指令语言和功能图语言及高级语言。 5. PLC的控制系统构成主要由输入设备、_PLC_和__输出设备__等三部分。 6. 型号为FX1s-20MR的PLC，它表示的含义包括如下几部分：它是主机单元，其输入输出总点数为20 点，其中输入点数为12 点，输出点数为8 点，其输出类型为继电器输出型。 二、单项选择题：（共6小题，每小题3分，共18分） 1. 下列结构中，不属于PLC的基本组成结构的是（Ｄ）。 A. CPU B. 输入、输出接口 C. 存储器 D. 定时器 2. 三菱公司PLC的型号为FX2N-48MR，则它的I/O总点数为（Ａ）。 A. 48 B. 4 C. 8 D. 不能确定 3. 继电接触式控制电路可以翻译成PLC的（Ｂ）程序。 A. 助记符 B. 梯形图 C. C语言 D. 汇编语言 4. 下列不属于FX2N系列PLC的编程元件的是（Ｄ）。 A. 输入继电器X B. 输出继电器Y C. 辅助继电器M D. 热继电器FR
5. 某PLC 的输出接口是晶体管电路，则其输出可驱动（ Ｂ ）负载。 A. 交流 B. 直流 C. 交、直流 D. 不能确定 6. 三菱PLC 的内部实时时钟数据存放的寄存器为 （ Ｄ ）。 A. D0-D20 B. D30-D40 C. D8000-D8090 D. D8013-D8019 三、判断题：如正确，请在每题的括号内打“√” ；如错误，请在每题的括号内打“×”（共5小题，每小题2分，共10分） 1. PLC 的输出指令OUT 是对继电器的线圈进行驱动的指令，但它不能用于输入继电器。 ( √ ) 2. 把应用程序写入PLC 中，可以在线编程也可以离线编程。 （ √ ） 3. 在PLC 控制中可利用PLC 内部定时器来取代低压电器时间继电器来实现时间控制。 （ √ ） 4. 在FX 2N —20 M R 的PLC 中设置有输入继电器X430、输出继电器Y480、辅助继电器M790。 （ ╳ ） 5. 输出接口为晶体管输出的PLC 可以驱动交流负载。 （ ╳ ） 四、分析题（满分10分） 试分析图1所示PLC 的硬件接线和程序实现对三相异步电动机的正转长动控制的工作原理，包括起动、停止和过载保护实现原理。其中SB1为正转起动按钮，SB2为停止按钮。KM1控制电动机正转。 SB1SB2FR （Y000） [END] X000 X001X002 Y000 图1 【答】：正转起动：按下起动按钮SB1，输入继电器X000通电，输出继电器Y000线圈通 电且自锁，驱动KM1线圈通电，主电路中KM1的主触点闭合，电动机得电，转动起来。 停止：当按下停止按钮SB2，输入继电器X001常闭触点断开，输出继电器Y000线圈断电，KM1线圈断电，主电路中KM1的主触点断开，电动机失电，电动机停止运行。
001BFCB6AC4E 《PLC原理及应用》试题1 一、单项选择题 1.请从下列语句表选项中选择错误的一个( )。 A. OI I3.2 B. MOV B VW1，SMW0 C. RI Q4.5，3 D. CALL SBR_0 2.请从下列语句表选项中选择错误的一个( )。 A. NOP 12 B. LIFO VB100，AC3 C. END D. CALL SRB_1 3.请从下列语句表选项中选择错误的一个( )。 A. SQRT SMD0 B. LDR= VD10,SMD10 C. OW= AC2，2000 D. TON T34，200 4.执行下面一段程序对应的时序图为( )。 LD I0.0 I= Q0.0 = Q0.1 二、填空题(每空1分，共10分) 1.如果加计数器CTU的复位输入电路(R)______，计数输入电路(CU)由断开变为接通，计数器的当前值加1。当前值达到设定值(PV)时，其常开触点______，常闭触点______。复位输入电路(R)______时计数器被复位，复位后其常闭触点______，当前值为______。 2.程序运行监控可以用以下三种方法：______、功能块图、______，其中只有______监视可以反映指令的______状态。 三、语句表梯型图相互转换题(共25分) 1.请将下列语句表程序转化成梯形图。(7分) LD I0.0 A I0.1 LD I0.2 ON I0.4 AN I0.3 OLD = Q0.0 2.请将下列梯形图转化成语句表。(9分) 四、简答题(共19分) 1.简述电机制动的各种方法。(5分) 2.简述影响S7-200CPU模块最大I/O配置的因素。(5分) 3.简述特殊标志继电器SMB130各位的意义。(5分) 4.简述功能流程图的基本元素。(4分) 《PLC原理及应用》试题2 1.请从下列语句表指令中选择正确的一个( )。 A. BMB VB20,MB20 B. BCDI AC0
电气控制与PLC应用技术习题答案 第二章、继电-接触控制电路的基本环节 2-11、指出图2-29所示的Y-Δ减压启动控制电路中的错误，并画出正确的电路。 2-12：试分析图2-13b所示的电路中，当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反，电路将出现什么现象？ 1、定时时间太短，不能实现完全降压启动。 2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反；电动机三角形启动，工作时按星形连接。 2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求M1先起动，在M1起动15S后才可以起动M2；停止时，M1、M2同时停止，试画出其电气原理图。 2-14、两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求即可实现M1、M2分别启动和停止，又可实现两台电动机的同时停止。试画出其电气原理图。
2-15、三台电动机MAl、MA2，MA3，要求按起动按钮SB1时，按下列顺序起动：MA l→MA2→MA3。当停止时，按起动停止SB2时，则按照相反的顺序停止，即MA3→MA2→MA1。起动和停止的时间间隔均为10S。试画出其电气原理图。 2、题目分解： 该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。 有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2，另外要用四个时间继电器KF1、KF2、KF3和KF4。其定时值依次为T1、T2、T3和T4。工作顺序如图2-34所示。 图2–34、三台电动机工作顺序 3、解题分析 1）、从图2-34中可以看出： MA的启动信号为SF，停止信号为KF计时到；4l1MA的启动信号为KF计时到，停止信号为KF计时到；312MA的启动信号为KF计时到，停止信号为SF。232在设计时，考虑到启/停信号要用短信号，所以要注意对定时器及时复位。 所示。2-35(a)、该电气控制系统的主电路如图） 2．
P L C原理及应用试卷集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
一、填空题： 1、PLC采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、、计数和等面向用户的程序。 2、PLC具有较高的可靠性，采用了、、 等抗干扰措施。 3、PLC的工作过程可简单地分为3个阶段，即阶段和阶段以及阶段。 4、S7PLC的基本编程语言，主要有、、 三种。（本题填英文符号） 5、WORD是16位符号数、INT是16位符号数，而REAL是位有符号数. 6、S7-300CPU一般有三种工作模式（RUN、STOP、MRES），其中RUN为模式、STOP为模式、MRES为模式。 7、在CPU的对象属性中选择“周期/时钟存储器”，可以设置“时钟存储器”字节，该字节各位（0～7位）的作用是产生不同频率的方波信号，其中第3位对应频率为Hz,第5位对应频率为为Hz。 8、PLC的工作过程可简单地分为3个阶段，即阶段和阶段以及阶段。 9、S7-300的接口模块只能用于双机架的为IM；用于多机架的接口模块主机架安装IM，扩展机架安装IM。 10、构成一个简单的PLC控制单元，一般至少由、、三种模块构成。（本题填英文符号） 11、世界上公认的第一台PLC是年由美国公司研制的，其首先被应用于生产线。 12、PLC具有较高的可靠性，采用了、、 等抗干扰措施。
13、PLC按结构形式分类，可分为式、式和紧凑式3种，一般中型和大型PLC都采用式结构。 14、S7PLC的基本编程语言，主要有、、 三种。（本题填英文符号） 15、S7-300PLC的数字量地址由、地址的字节部分和部分组成，而模拟量的地址总是一个地址。 16、S7-300PLC指令集支持个计数器，而S7-400PLC指令集支持个计数器。每个计数器的计数范围是～。 17、数据块有数据块、数据块和数据块共三种类型。 18、S7-300PLC的DO模块按输出方式来分，包括式的输出模块、式的输出模块、晶体管式的输出模块三种；S7-300PLC的AO模块则只能输出和电流两种类型的模拟量信号。 19、S5定时器的时间需要一个字的存储空间，其中位13、位12用于表示，当这两个位的二进制为“10”时即表示ms，S5定时器最大的定时时间是。 20、PLC内部所使用的存储器按用途可分为存储器、存储器以及存储器3类。 21、S7-300PLC指令集支持个计数器，而S7-400PLC指令集支持个计数器。每个计数器的计数范围是～。 7、在S7-300PLC的CPU上，有一排工作指示灯，可以用于故障诊断。其中SF灯亮代表或错误，而BF灯亮代表错误。 22、S7-300PLC的DO模块按输出方式来分，包括式的输出模块、式的输出模块、晶体管式的输出模块三种；S7-300PLC的AO模块则只能输出和电流两种类型的模拟量信号。 22、西门子S7系列的CPU从总体上可大概分为、、三种。 23、在LAD指令表中，“ROL_DW”是指令，“SHR_DI”是 指令，“ABS”是指令。24、DB是块，对DB5里的6号字进行寻址应该写成，
《PLC原理及应用技术》课程标准 课程编码： 适用专业：三年制高职机电一体化专业 学时：72h 开课学期: 大二下学期 一、课程性质 《PLC原理及应用技术》课程是我院机电一体化专业的必修课程，它是将计算机技术、继电器控制技术融为一体的新型工业控制设备，具有控制功能强，可靠性高，使用方便，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点，其工作原理，设计和使用方法为电气和机电类专业必修课程的学习内容。本书以三菱公司的FX2N系列的为例讲述，重点掌握可编程控制器的构成、原理和指令系统，以及系统设置、调试和使用方法。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是使学生掌握PLC的基本原理、结构、编程方法、编程技巧、基本技能等并能将所学知识有效地应用到工业控制领域。 （一）知识目标 （1）掌握PLC的基本指令系统； （2）掌握PLC的编程原理及工作特点； （3）掌握PLC的各种编程方式并能熟练应用。 （二）素质目标 高职教育的总体培养目标，就是造就大量具有高尚职业道德、良好职业素质的职业人，而职业素质应包含职业意识和职业能力二大内容。通过本课程的学习与训练，我们将使学生树立起安全意识、质量意识、工程意识等职业意识，并强化学生的专业技术应用能力、沟通协调能力和再学习能力等职业能力的培养。 （三）能力目标 该课程培养学生综合应用知识的能力,分析和解决工业控制设备实际问题的基本能力，使学生在机电设备行业能更好的适应新工作需要，实现可持续发展。具体为：（1）能正确理解、分析控制要求，提出正确的控制方案。 （2）能根据控制方案可编程控制器，正确设计、调试PLC程序。 （3）能根据控制方案及设计、安装规范，正确进行线路设计与安装。 （4）能依据调试规程，对控制系统进行最终调试。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 《高等数学》《微机原理》《电工电子技术》《计算机文化基础》等
PLC 试题 1 一、单项选择题(每小题2分，共10分) 1.请从下列语句表选项中选择错误的一个()。 A. OI I3.2 B. MOV B VW1，SMW0 C. RI Q4.5，3 D. CALL SBR_0 2.请从下列语句表选项中选择错误的一个()。 A. NOP12 B. LIFO VB100，AC3 C. END D. CALL SRB_1 3.请从下列语句表选项中选择错误的一个()。 A. SQRT SMD0 B. LDR=VD10,SMD10 C. OW=AC2，2000 D. TON T34，200 4.程序中一运行就ON的触点为。 A．R9010 B．R9011 C．R9012 D．R9013 5、可编程控制器的最小系统一般由几个主要部分构成。 A. 中央处理单元CPU、存储器、I/O接口、定时器／计数器、中断系统等。 B. CPU单元和编程器
C. CPU单元、I/O扩展单元、I／O链接单元、扩展存储器单元及输入/输出设备。 D. 中央处理单元CPU、存储器、外部设备接口、编程器 二、填空题(每空1分，共10分) 1.如果加计数器CTU的复位输入电路(R)______，计数输入电路(CU)由断开变为接通，计数器的当前值加1。当前值达到设定值(PV)时，其常开触点______，常闭触点______。复位输入电路(R)______时计数器被复位，复位后其常闭触点______，当前值为______。 2.程序运行监控可以用以下三种方法：______、功能块图、______，其中只有______监视可以反映指令的______状态。 三、语句表梯型图相互转换题(共25分) 1.请将下列语句表程序转化成梯形图。(7分) LD I0.0 A I0.1 LD I0.2 ONI I0.4 AN I0.3 OLD =Q0.0 2.请将下列梯形图转化成语句表。(9分)
第一章PLC应用基础 1-1 简述接触器、继电器各有什么特点？其主要区别是什么？ 接触器是利用电磁力的作用使主触点接通或断开电动机或其他负载主电路的控制电器。接触器具有比工作电流大数倍的接通能力和分断能力，可以实现频繁的远距离操作。接触器最主要的用途是控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。 继电器是一种根据特定形式的输入信号的变化而动作的自动控制器。它与接触器不同，主要用于反映控制信号，其触点通常接在控制电路中。 1-2 交流电磁线圈中通入直流电会发生什么现象？ 交流电磁线圈的特点是匝数少、电阻小，靠感抗限制线圈电流，通入直流电后因感抗为零，将会造成线圈电流过大而烧毁。 1-3 直流电磁线圈中通入交流电会发生什么现象？ 直流电磁线圈的特点是匝数多、电阻大，靠电阻限流，而铁心由整块工程纯铁制成，这样通入交流电后，将在铁心中产生较大的磁滞和涡流损耗，间接造成线圈过热而烧毁。1-4带有交流电磁机构的接触器，线圈通电后衔铁被卡住，会发生什么现象？为什么？ 根据交流电磁机构的特性可知，交流电磁铁的线圈电流I与工作气隙δ成反比，如果线圈通电后衔铁被卡住，工作气隙δ一直很大，因此电磁线圈的电流I也一直很大，电磁线圈将被烧毁。 1-5 带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操作？为什么？ 带有直流电磁机构的接触器适于频繁操作，根据直流电磁机构吸力特性可知，直流电磁机构线圈的电流I与工作气隙δ无关，因此线圈电流I的大小不受衔铁状态的影响，所以带有直流电磁机构的接触器频繁操作时，不会造成线圈过热。 1-6 交流电磁铁的铁心端面上为什么要安装短路环？
根据交流电磁机构的吸力特性可知，电磁吸力F随时间周期变化，且每周期有两次过零点，也就是说F有两次小于机械负载反力Fr ，衔铁有两次“拍合”铁心的现象，引起电磁噪声，因此在铁心端面的2/3处安装短路环，从而产生相差一个相位的两个磁通Φ1和Φ2，Φ1和Φ2分别产生两个分力F1和F2，其合力F= F1+F2总大于反力，这样就消除了电磁噪声。 1-7 交流接触器能否串联使用？为什么？ 交流接触器不能串联使用，既使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的。因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，而两个电器的动作总是有先有后，不可能同时吸合。假如一个接触器先吸合，则其磁路闭合，线圈电感显著增加，因而在该线圈上的电压降也相应增大，使另一个接触器的线圈电压达不到动作电压，从而使工作气隙δ一直很大，由于交流电磁铁的线圈电流I与工作气隙δ成反比，将造成线圈过热而烧毁。 1-8 直流电磁式时间继电器的延时原理是怎样?如何整定延时范围？ 直流电磁式时间继电器断电延时原理是利用楞次定律，方法有两种： 1、阻尼铜套法：当线圈通电时，衔铁处于释放位置，气隙大，磁阻大，磁通小，所以阻尼铜套的作用很小，可不计延时作用，而线圈断电时，由于电流瞬间减小，根据楞次定律阻尼铜套中将产生一个感应电流，阻碍磁通的变化，维持衔铁不立即释放，直至磁通通过阻尼铜套电阻消耗逐渐使电磁吸力不足以克服反力时，衔铁释放，从而产生了断电延时。 2、短接线圈法：当电磁线圈断电时，立即把线圈短接，根据楞次定律线圈中将产生一个阻碍磁通变化的感应电流，维持衔铁不立即释放，从而产生断电延时。 延时范围的调整： （1）改变释放弹簧的松紧度：释放弹簧越紧，释放磁通越大，延时越短。 （2）改变非磁性垫片厚度：垫片厚度增加，延时增加。
五年制高职电子信息工程技术专业 《PLC原理及应用技术》课程标准 一、概述 (一)课程性质 本课程是五年制高职电子信息工程技术专业的一门重要专业课程，其学习要以《电机与控制》为基础，目标是培养学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，能对简单的可编程控制系统进行程序设计、运行、调试与维护，满足生产现场可编程控制系统应用的需要。 (二)课程的基本理念 本课程标准的总体设计思路：变三段式课程体系为任务引领型课程体系，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的以知识传授为主的教学方式，变为以“工作项目”为主线，创设工作情景，结合职业资格鉴定，培养学生的实践动手能力。 (三)课程设计思路 本课程标准以电子信息工程技术专业学生的就业为导向，根据行业专家对电子信息工程技术专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以电气自动化控制为主线，以本专业应共同具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合职业资格证书中的“维修电工”中相关考核项目，确定本课程的工作模块和课程内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在实训过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 本课程建议课时为60加一周实训（实训内容建议使用项目五和项目六）30学时。课时数以课程内容的重要性和容量来确定。 学时分配的建议
一、填空题： 1、定时，算术操作 2、屏蔽，滤波，隔离 3、输入采样，执行用户程序，输出刷新 4、 STL， LAD， FBD 5、无，有， 32 6、运行，停止，复位 7、 2， 1 8、输入采样，执行用户程序，输出刷新 9、365, 360, 361 10、 PS， CPU， I/O 11、1969，数字设备，汽车 12、屏蔽，滤波，隔离 13、整体，模块，模块 14、 STL， LAD， FBD 15、地址标识符，位，字 16、 256， 2048， 0, 999 17、共享，背景，用户定义 18、继电器，晶闸管，电压 19、时基， 1000， 9990S（或2H46M30S） 20、系统，用户，数据 21、 256， 2048， 0, 999 22、硬件，软件，总线 22、继电器，晶闸管，电压 23、 200， 300， 400 24、双字左循环，双整数右移，（32位）浮点数取绝对值 25、数据块， DB5.DBW6， DB10.DBX3.2 26、 PS， IM， SM、FM、CP 27、现场设备，车间监控，工厂管理 28、时基， 1000， 9990S（或2H46M30S） 29、线性程序，分块程序，结构化程序 三．简答题： 1、 OB1为循环控制组织块，OB100为启动特性组织块，OB1是操作系统调用，循环运行。OB100是在CPU重新运行时运行。
2、 （1）满足被控对象的控制要求。 （2）保证PLC控制系统安全可靠、操作简单。 （3）力求简单、经济、使用及维修方便。 （4）适应发展的需要。 （5）人机界面友好。 3 共五种，分别为脉冲定时器SP、扩展脉冲定时器SE、接通延时定时器SD、保持接通延时定时器SS、断电延时定时器SE。 4、 （1）外部输入、输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次重复使用。 （2）梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在最右边，接点不能放在线圈的右边。 （3）线圈不能直接与左母线相连。 （4）同一编号的线圈在一个程序中使用两次容易引起误操作，应尽量避免线圈重复使用。 （5）梯形图程序必须符合顺序执行的原则，从左到右，从上到下地执行，如不符合顺序执行的电路不能直接编程，例如桥式电路不能直接编程。 （6）在梯形图中串联接点、并联接点的使用次数没有限制，可无限次地使用。 5 ---(MCRA) 主控制继电器激活 ---(MCR<) 主控制继电器打开 ---(MCR>) 主控制继电器关闭 ---(MCRD) 主控制继电器取消激活 6 相同编号的线圈在梯形图当中重复出现两次或者两次以上，这种情况称之为“双线圈输出”。在条件跳转指令编程方式时，允许双线圈输出。 7 ---(MCRA) 主控制继电器激活 ---(MCR<) 主控制继电器打开 ---(MCR>) 主控制继电器关闭 ---(MCRD) 主控制继电器取消激活 8相同编号的线圈在梯形图当中重复出现两次或者两次以上，这种情况称之8“双线圈输出”。在条件跳转指令编程方式时，允许双线圈输出。
可编程控制器原理及应用 L C实验报告 The latest revision on November 22, 2020
本科生实验报告 实验课程电气控制与PLC应用 学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师王洪辉 实验地点 6C902 实验成绩 二〇一六年一月 实验一多人抢答器设计 一、实验目的 1.运用PLC编写简单的程序实现控制功能。 2.学会运用PLC基本逻辑指令。 2.了解并掌握PLC控制系统设计的步骤和要求。
3.熟悉并掌握软、硬件设计的基本环节及设计技巧。 二、实验内容及实验要求 三、梯形图程序 1、起保停 2、抢答器 3、抢答器（拓展） 四、实验步骤 1.编写好控制程序后，进行编译。 2.使用通讯线连接plc开发模块，并让plc上电。 3.将编写好的控制程序下载到PLC。 4. 根据控制程序内容连接好PLC与外电路。 5．使用PLC实现相应要求。 五、实验总结 这是PLC实验的第一次，老师给出的要求并没有那么难，都是上课时讲的基本指令。一上午的时间熟悉并掌握编程软件的使用，并完成抢答器的设计是绰绰有余的。PLC设计重点就在于梯形图的设计，需要有很巧妙的设计方法。
实验二流水灯 一、实验目的 1.运用PLC编写简单的程序实现控制功能。 2.学会运用PLC基本逻辑指令。 3.掌握流水灯控制系统的接线、调试、操作。 4.熟悉并掌握软、硬件设计的基本环节及设计技巧。 二、实验内容及实验要求 三、梯形图程序 1流水灯 2.流水灯（拓展） 四、实验步骤 1.编写好控制程序后，进行编译。 2.使用通讯线连接plc开发模块，并让plc上电。 3.将编写好的控制程序下载到PLC。 4. 根据控制程序内容连接好PLC与外电路。 5．使用PLC实现相应要求。
《PLC原理及应用技术》课程标准课程编码： 适用专业：三年制高职机电一体化专业 学时：72h 开课学期: 大二下学期 一、课程性质 《PLC原理及应用技术》课程是我院机电一体化专业的必修课程，它是将计算机技术、继电器控制技术融为一体的新型工业控制设备，具有控制功能强，可靠性高，使用方便，适用于不同控制要求的各种控制对象等优点，其工作原理，设计和使用方法为电气和机电类专业必修课程的学习内容。本书以三菱公司的FX2N系列的为例讲述，重点掌握可编程控制器的构成、原理和指令系统，以及系统设置、调试和使用方法。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是使学生掌握PLC的基本原理、结构、编程方法、编程技巧、基本技能等并能将所学知识有效地应用到工业控制领域。 （一）知识目标 （1）掌握PLC的基本指令系统； （2）掌握PLC的编程原理及工作特点； （3）掌握PLC的各种编程方式并能熟练应用。 （二）素质目标 高职教育的总体培养目标，就是造就大量具有高尚职业道德、良好职业素质的职业人，而职业素质应包含职业意识和职业能力二大内容。通过本课程的学习与训练，我们将使学生树立起安全意识、质量意识、工程意识等职业意识，并强化学生的专业技术应用能力、沟通协调能力和再学习能力等职业能力的培养。 （三）能力目标 该课程培养学生综合应用知识的能力,分析和解决工业控制设备实际问题的基本能力，使学生在机电设备行业能更好的适应新工作需要，实现可持续发展。具体为：（1）能正确理解、分析控制要求，提出正确的控制方案。 （2）能根据控制方案可编程控制器，正确设计、调试PLC程序。 （3）能根据控制方案及设计、安装规范，正确进行线路设计与安装。 （4）能依据调试规程，对控制系统进行最终调试。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系
《PLC控制技术》教学大纲 一、课程的性质、地位与任务 本课程是电力系统自动化技术专业基础课，通过本课程的教学，使学生系统掌握可编程序控制器的基本原理、功能、应用、程序设计方法和编程技巧，能初步对自动控制工程、生产过程或设备的PLC控制系统进行开发、设计，并了解PLC与PC之间的网络化通讯控制，为今后从事电气自动化控制等领域的工作打下基础。主要任务：(1) 培养学生掌握PLC的工作原理及其主要参数，掌握PLC的应用范围、应用环境及PLC的选择等；(2) 培养学生以PLC为核心的自动控制系统设计、安装、调试、运营、管理的能力；(3) 培养学生运用PLC改造自动控制系统，提高电力可靠性和生产效率的能力；(4) 通过实验环节使学生掌握PLC控制系统设计技术，从中培养学生独立思考和处理问题的能力。 二、教学基本要求 通过本课程学习，要求学生 1．了解可编程控制器的硬件结构、软件系统和用户程序的特点；熟悉可编程控制器的性能指标、扫描周期、I/O响应时间。 2．熟悉FX系列可编程控制器的型号命名的基本格式，三菱FX2系列PLC内部软组件，输入/输出继电器区域，专用继电器与辅助继电器区域。 3．熟练掌握FX2系列PLC的20条基本逻辑指令、梯形图和助记符评语言及其程序设计方法。 4．要求掌握用SFC语言来描述复杂的步进顺控过程的设计思路，掌握单流程结构、选择与并行分支结构以及循环结构的状态编程。 5．要求掌握各类功能指令及运用功能指令编程的方法。
四、教学内容与学时安排 第一章低压电器……4学时 本章教学目的和要求：目的是对PLC的发展、特点和外部硬有一个正确的认识和了解，熟练掌握八种常见的低压电器的特点及其功能；要求领会和掌握ＰＬＣ的特点、基本工作原理和主要的性能指标，初步认识PLC的编程软件。 重点和难点：PLC的发展状况和整体结构，接触器的组成及其电路分析；继电器的各种用途；热继电器与融断器的特性；各种低压电器的选择；控制电路的分析；PLC 的基本工作原理和性能指标，接触器的原理；接触器与继电器的区别；低压控制系统电路分析。 第一节低压电器基础 一、低压电器的分类 二、低压电器的主要技术数据 三、低压电器的型号表示法 第二节电磁机构及执行机构 一、电磁机构 二、触点和灭弧系统 第三节低压配电电器 一、刀开关 二、低压熔断器和断路器 三、漏电保护开关 第四节低压控制电器 一、主令电器 二、接触器 第五节继电器 一、热继电器
1---5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。 直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。 1---9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。 答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。 1---11、中间继电器与接触器有何异同？ 答：相同点：输入信号都是电压；都是利用电磁机构的工作原理。不同点：中间继电器用于小电流控制电路中，起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制；接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路，是执行电器，分主、辅助触点，大多有灭弧装置
1-----16控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关在电路中各起什么作用 控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 转换开关作用：转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。行程开关作用：用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。接近开关作用：不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。 光电开关作用：可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。 2---1、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动？试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指出哪些元器件在电路中完
可编程控制器原理及应用 PLC习题解答 （S7-200系列PLC） 第一章、可编程控制器概述 1-1、简述可编程的定义 答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。 87年新定义： 可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。 1-2、可编程控制器的主要特点有哪些 答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。 1-3、可编程控制器有哪几种分类方法 答：按I/O点数分类： 小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点； 按结构分类：整体结构和模块结构； 按用途分类：有通用型和专用型。 1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些 答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。 第二章、可编程控制器构成原理 ２-１、PLC由哪几部分组成 答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。 2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式 答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。 PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式
Kiteptin naami: PLC应用技术要点与题解 第一章习题（P8） （第二节习题详解） I-l 简述接触器、继电器各有什么特点？其主要区别是什么？ 答：接触器是利用电磁力的作用使主触点接通或断开电动机或其他负载主电路的控制电器。接触器具有比工作电流大数倍的接通能力和分断能力，可以实现频繁的远距离操作。接触器最主要的用途是控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。 继电器是一种根据特定形式的输入信号的变化而动作的自动控制器。它与接触器不同，主要用于反映控制信号变化，其触点通常接在控制电路中。 继电器与接触器的主要区别： (1)接触器感应固定的电压信号；继电器可感应多种输入信号的变化，包括电压、电 流、速度、时间、温度、压力等。 (2)接触器主触点容量大，用于控制主电路；继电器则主要用来实现各种逻辑控制。 (3)接触器均带有灭弧装置，继电器则没有。 1-2交流电磁线圈中通入直流电会发生什么现象？ 答：交流电磁线圈的特点是匝数少、电阻小，靠感抗限制线圈电流，通入直流电后因感抗为零，将会造成线圈电流过大而烧毁。 1-3直流电磁线圈中通入交流电会发生什么现象？ 答：直流电磁线圈的特点是匝数多、电阻大，靠电阻限流，而铁心由整块工程纯铁制 成，这样通人交流电后，将在铁心中严生较大的磁滞和涡流损耗，间接造成线圈过热而烧毁。1-4 带有交流电磁机构的接触器，线圈通电后衔铁被卡住，会发生什么现象？为什么？ 答：根据交流电磁机构的特性可知，交流电磁铁的线圈电流，与工作气隙a成正比，如 果线圈通电后衔铁被卡住，工作气隙a-直很大，因此电磁线圈的电流J也一直很大，电磁线圈将被烧毁。 1-5 带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操作？为什么？ 答：带有直流电磁机构的接触器适于频繁操作，根据直流电磁机构吸力特性可知，直流