可编程控制技术应用与实战课后思考题答案

基础导论课后思考题1.什么是可编程控制器？可编程控制器（Programmable Logic Controller）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置，简称为PLC。

2.可编程控制器基本组成有哪些？可编程控制器包括硬件系统和软件系统两大部分，其中，硬件系统主要由中央处理器、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口和电源等部分组成。

软件系统则由系统程序（系统诊断程序、输入处理程序、编译程序和监控程序）和用户程序（用户通过高级语言编写的控制应用程序）组成。

3.可编程控制器的主要功能和特点是什么？可编程序控制器的主要功能包括：逻辑处理功能、顺序控制功能、数据运算功能、准确定时功能（高档PLC可进行毫秒级计时）、高速计数功能（高档PLC计数频率可高达几百赫兹）、中断处理功能（利用此功能可实现各种内外中断，高档PLC可实现毫秒级响应）、程序与数据存储功能、联网通信功能、自检测、自诊断功能。

可编程序控制器的主要特点包括：可靠性高，抗干扰能力强、功能完善，通用、适用性强、编程简单易学，深受工程技术人员欢迎、质量可靠、维护方便，容易改造、体积小，重量轻，能耗低、性能价格比好，经济核算。

4.什么是可编程控制器的扫描周期？可编程序控制器对用户程序执行一次完整的扫描操作所需的时间称为扫描周期，典型值为1～100 ms。

扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置、用户程序长短及指令的种类有很大关系，当用户程序较长时，指令执行时间在扫描周期中占相当大的比例。

5.可编程控制器通常使用那些语言？不同生产厂家的可编程控制器，其编程语言也不相同，但基本上可归纳为几种类型：梯形图编程、顺序功能图编程、功能块图编程、指令表编程、结构化文本等。

6.可编程控制器的应用范围有哪些？可编程控制器可广泛地用于国防、科技、工业控制等领域。

也可用于商业、、，其编程语言也不相同，但基本上可归纳为几种类型：梯形图编程、顺序功能图编程、功能块图编程、指令表编程、结构化文本等。

7.可编程控制器的I/O接口分为几种类型？可编程控制器的I/O接口分为数字量输入（DI）、模拟量输入（AI）、数字量输出（DO）、模拟量输出（AO）等。

还有的可直接接收温度（即电阻值）。

8.可编程控制器的编程器有几种？可编程控制器的编程器通常有手持式编程器（只能用于语句表编程）、台式编程器（宽屏显示并带有存储模块烧结口）、PC编程软件等。

9.简述可编程控制器的工作过程。

简单地说，可编程控制器处于RUN状态时，用户程序是在不断地被CPU实施循环扫描和处理，当用户程序扫描结束并开始执行新一轮的扫描之前，系统开始进行输入/输出通道内容刷新。

既输入通道数据传送到输入映像区；输出映像数据传送到输出通道。

用户程序开始执行扫描时，CPU只与输入映像和输出映像进行数据交换，输入/输出通道此时处于高阻状态，也就是说CPU在执行用户程序处理时，不接收外部输入/输出通道数据刷新。

10.常用的可编程控制器产品有哪些？目前，可编程控制器的生产厂家很多，主流产品包括：西门子、三菱、欧姆龙、罗克韦尔、施耐德、ABB等。

项目一课后思考题1.三菱FX2NPLC的硬件组成有哪些？各起什么作用？三菱FX2NPLC属于一体式结构，由主控制器和扩展控制器（扩展模块）组成，其中，主控制器中包括：中央处理器、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口和电源等。

扩展控制器不带中央处理器、存储器，只带有适配器和输入/输出接口。

通常在能够满足控制点要求时，只使用主控制器，点数不够时可增加扩展控制器，扩展控制器不能独立使用，必须和主控制器联合使用。

2.三菱FX2NPLC的I/O接口主要连接哪种类型的变量？三菱FX2NPLC的数字量输入接口可连接数字开关量，如主令开关、开关量传感器、其他控制的无源触点；模拟量输入可连接传感器或变送器，也可以直接连接温度模块（电阻）。

数字量输出可连接数字量输出如接触器、电磁阀、信号灯或其他自动化控制单元的输入接口；模拟量输出可连接伺服阀、伺服控制器、变频器等。

3.输入映像、输出映像与外部设备之间的关系是什么？可编程控制器通常都具有输入映像和输出映像，它是CPU中的数据寄存器，平时处于高端隔离，当用户程序扫描结束后，输入映像和输出映像全部打开，同时，外部的输入接口将外部数据传送给输入映像，输出映像将数据传送给外部输出接口。

4.块或和块与指令的基本特点是什么？如何使用块或和块与指令？三菱FX2NPLC编程时会用到“块或”、“块与”指令，主要用于处理多个变量构成网络时的编程，如两个分支均由多个变量串联时，要对其进行或操作就要用到“块或“；另外，两个分支均由多个变量并连时，要对其进行与操作就要用到”块与“。

5.断电延时的主要概念是什么？主要用在什么场合？可编程控制器编程时经常会用到时间继电器，时间继电器又分通电延时和断电延时，通电延时的常开触点在线圈得电后延时导通，线圈断电时即时断开。

断电延时的常开触点在线圈得电后即刻导通，线圈不断开，其触点就一直闭合，当线圈断电时，常开触点会延时恢复到位。

所以，断电延时通常用在断电后要实施一定时间控制的系统中。

6.计数器是否具有记忆功能？系统断电后再来电其累计值是否会保存？所有可编程控制器的内部计数器都具有断电记忆功能，在其运行过程中，计数器经过计数脉冲实施数值的累加，当断电时，程序不再运行，所以，此时的计数器当前值并没有被刷新，等再次来电时，计数器会按照断点数值继续累加。

7.主控指令的主要特点是什么？如何使用主控指令？可编程控制器的主控指令是对两段不同的程序进行屏蔽运行，即当条件满足时，执行主控指令和主控结束指令之间的程序内容，然后，继续向下执行。

当条件不满足时，则跳过主控指令和主控结束指令之间的程序内容，直接执行后续的程序。

如手自动控制程序，就可以将自动控制程序用主控指令圈起来。

8.三菱FX2NPLC的常用特殊辅助继电器有哪些？主要用来起什么作用？三菱FX2NPLC常用的特殊辅助继电器如下：M8000——在PLC运行期间始终保持接通。

M8001——在PLC运行期间始终保持断开。

M8002——PLC开始运行的第一个扫描周期接通，此后就一直断开。

M8011——周期为10 ms的时钟脉冲（5 ms通、5 ms断）。

M8012——周期为100 ms的时钟脉冲（50 ms通、50 ms断）。

M8013——周期为1 s的时钟脉冲（0.5 s通、0.5 s断）。

M8014——周期为1 min的时钟脉冲（0.5 min通、0.5 min断）。

M8020——指令执行结果为0时接通。

M8021——指令执行结果有借位时接通。

M8022——指令执行结果有进位时接通。

M8028——接通时，定时器T32～T62的时基改为0.01 s。

M8030——锂电池欠电压指示，当锂电池电压跌落时接通。

M8034——禁止输出，接通时全部输出被切断。

M8067——指令执行错误标志。

9.为什么微分指令不能直接用来控制输出，而必须要控制带有锁定功能输出软元件？可编程控制器中都会用到微分（上升沿、下降沿）指令，用户程序被实施扫描时，当出现微分指令时，则输出为“1“，但到结束指令时，其输出自动清”0“。

而下一个扫描周期也不会改变其输出的状态。

所以，微分指令只对边沿信号起作用切只输出一个扫描周期。

当控制语句写在微分指令的上面时，就不会对起实现控制输出。

另外，因为他只出现一个扫描周期，所以，不能用来控制常规的输出，必须使用带有锁存功能的软元件。

10.如何实现定时器、计数器设定值的变量控制？它的好处是什么？通常对可编程控制器中的定时器和计数器的给定量都是常数，但在完成不同控制要求时，会对定时器和计数器的给定值进行修改，但由不能进行人工修改，就会将定时器和计数器的给定值用数据寄存器来代替，数据寄存器中的数据可以是变化的数值。

项目二课后思考题1.三菱FX2N系列PLC的安装应注意哪些问题？三菱FX2N系列PLC安装时需留有一定的空间，基本单元和扩展单元之间的距离不小于50mm，PLC与动力线之间的距离应保持在200mm，控制线尽量不要和动力线混槽，以免产生电磁干扰。

PLC的输入接口电源最好使用自身配带的24伏直流电源，但该电源不能直接给传感器供电，以免因负载电流过大烧毁内置电源。

当使用外接直流电源时，要使用稳压性能较好的直流开关电源。

PLC安装在电气控制柜中时，要远离发热元件（变压器、整流元件），要与动力部分保持隔离，安装部位在中部，发热元件安装在PLC的上方，输出接触器安装在PLC的下方，保证动力线不穿越PLC的控制线路。

2.三菱FX2N系列PLC的布线原则有哪些？三菱FX2N系列PLC的连接线路主要是动力线、控制线、通讯线等。

这些线路虽然都与PLC直接相连，但由于电压等级的不同和信号性质的不同，应进行一些特殊的布线处理。

所以，PLC在进行布线安装时，不同电压等级的线路、控制线、动力线、通信线不要混槽布线。

通信线路在有外界干扰源情况下应使用屏蔽线，屏蔽线在接地处理时实施一端接地。

3.PLC中指针的概念？它主要起什么作用？指针是给程序指定了一个节点，用来执行特定指令的跳转。

指针在编程时，可随意定义。

并放在左侧母线的左边。

指针又分为分支指针和中断指针两类，其中，分支用指针P0～P127在使用时，要与相应的条件跳转相结合。

中断用指针I×××是指明某一中断源的中断程序入口指针，执行到中断返回指令时返回主程序。

它应在主程序结束指令之后使用。

4.条件跳转指令和主控指令有哪些区别？它们各自的特点是什么？条件跳转指令和主控指令都是在满足条件时不执行某段程序，但条件跳转指令比主控指令更宽泛一些，跳转不执行的内容，可以是任意范围而不受具体限制，而主控指令所不执行的那部分内容往往与所满足的条件有着一定的关联。

另外，条件跳转而不执行的那部分内容，状态保持而不被刷新，但主控指令不执行那部分，其状态则会被刷新清零。

5.为什么PLC的输出触点连接感性负载时需在负载两端并联浪涌保护电路？可编程控制器的输出触点其带载能力较小，特别是晶体管输出时，当连接感性负载时，因触点闭合或断开时，感性负载即会产生高电压，高电压施加在输出触点上就会造成触点的损坏或降低其寿命。

增加浪涌保护电路（反接续流二极管、阻容回路），会使其抵消感性负载产生的高电压，从而保护输出触点不被损坏或延长触点的使用寿命。

6.断电保护型数据寄存器的主要作用是什么？在什么场合使用比较合适？可编程控制器中的数据寄存器可用来存放工艺数据或中间运行状态及结果，有时被控设备是在有序的进行加工，当出现中途停电或终止停车时，再次运行需要接着上一个工序继续进行，这就要求可编程控制器在中断控制时应具有记忆功能。