24春国家开放大学《机电控制与可编程控制器技术》形考任务1-3+专题报告参考答案

国家开放大学《机电控制与可编程控制器技术》形考任务1-3+专题报告参考答案情况说明：形考任务3中的改错题无答案。占形考任务三成绩的40%。形考任务1一、判断题1.按钮SF2用于实现电机的（）。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护2.PLC从早期开关量的输入、输出，模拟量的输入、输出，已经发展到能够完成复杂控制功能、通信联网功能的各种控制单元。A.是B.否3.当电机启动后，正常运行后，按下复合按钮SF1电动机时（）。A.接触器QA2立刻通电B.此时BS为断开状态C.反接制动D.立刻停止运行4.复合按钮SF3用于实现电机的（）。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护5.PLC是专门用来完成逻辑运算的控制器。A.是B.否6.PLC具有监控和自诊断能力，若发生故障或异常，可及时判断故障原因，并排除故障。A.是B.否7.由于PLC的可靠性和抗干扰能力较差，所以不能在恶劣的工业环境中应用。A.是B.否8.在工业自动化领域，PLC，DCS与IPC技术正在趋于融合。A.是B.否9.开启式负荷开关可用于手动频繁的接通和断开带负荷的电路，以及作为线路末端的短路保护。A.是B.否10.为防止无关人员误操作，在重要场合应选用带钥匙操作的按钮。A.是B.否11.选用按钮时，通常停止按钮宜选用绿色；启动按钮优先选用红色。A.是B.否12.选用按钮时，一钮双用（启动∕停止）可以选用黑、白或灰色按钮。A.是B.否13.低压断路器即低压自动空气开关，简称自动开关，可实现电路的短路、过载、失电压与欠电压的保护，能自动分断故障电路，而且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。A.是B.否14.熔断器作为短路保护的电器，并接于被保护电路中的。A.是B.否15.熔断器的极限通断能力可以小于保护电路中的最大短路电流。A.是B.否16.判断交流或直流接触器的依据是通过主触点电流性质。A.是B.否17.把额定电压为220V的交流接触器线圈误接入380V的交流电源上仍然可以正常工作。A.是B.否18.电磁铁主要由励磁线圈、铁芯和衔铁组成。A.是B.否19.直流电磁铁的工作可靠性好、动作平稳，适用于动作频繁或工作平稳可靠的执行机构。A.是B.否20.交流电磁铁适用于动作频繁或工作平稳可靠的执行机构。A.是B.否21.工程上，通常将电器元件布置图与电气安装接线图组合在一起，二者对照，提高工作效率。A.是B.否22.电气原理图中电器元件的线圈、触点分散布置。A.是B.否23.电气原理图中电器元件均处于自然状态。A.是B.否24.PLC按结构可以分为整体式和模块式。A.是B.否25.小型PLC一般采用整体式结构，所有的部件都装在同一个壳体内。A.是B.否26.PLC的输入输出模板可以不与CPU模板放置在一起。A.是B.否27.西门子公司具有品种非常丰富的PLC产品，其中S7-1200系列PLC结构紧凑、功能强、具有很高的性能价格比，属于模块式结构。A.是B.否28.PLC系统的控制功能的改变必须通过修改控制器件和接线来实现。A.是B.否29.PLC的用户程序是由PLC生产厂家编写的，固化到随机存取存储器（RAM）中，用户可以随意读取修改。A.是B.否30.PLC的输出单元用于驱动电磁阀、继电器、接触器、指示灯等负载。A.是B.否31.PLC采用等待扫描的工作方式。A.是B.否32.PLC的循环扫描分为内部处理、通信服务、自诊断、输入采样、程序执行和输出刷新六个阶段。A.是B.否33.PLC扫描周期的长短因程序的长度不同而不同。A.是B.否二、读图分析题34.三相异步电动机串电阻启动控制线路如下图所示，RA为反接电阻，时间继电器KF的延时时间为T。请仔细阅读下图，完成以下小题：综合题（10分）（1）合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2，电动机为（）。A.串电阻降压启动B.全压启动C.串电阻全压运行D.无法启动（2）当电机启动后，正常运行时间T后，电动机为（）。A.串电阻降压运行B.全压运行C.串电阻全压运行D.停止运行（3）电机正常运行后，按下停止按钮SF1后，电动机为（）。A.串电阻降压运行B.全压运行C.串电阻全压运行D.停止运行（4）主电路中的电气图形BB是（），用于实现过载保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器（5）电气图形FA1和FA2是（），用于实现短路保护。A.指示灯B.接触器线圈C.熔断器D.热继电器35.三相异步电动机Y-Δ形降压启动控制线路如下图所示，时间继电器KF的延时时间为T。请仔细阅读下图，完成以下小题：综合题（10分）（1）合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2，电动机为（）。A.Y形降压启动B.Δ形降压启动C.Δ形全压运行D.电机无法启动（2）当电机启动后，正常运行时间T后，电动机为（）。A.Y形降压启动B.Δ形降压启动C.Δ形全压运行D.停止运行（3）电机正常运行后，按下停止按钮SF1后，电动机为（）。A.Y形降压运行B.Δ形降压运行C.Δ形全压运行D.停止运行（4）主电路中的电气图形BB是（），用于实现过载保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器（5）电气图形FA1和FA2是（），用于实现短路保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器36.控制线路如下图所示，RA为反接电阻，电机转速在120～3000rpm范围内速度继电器触头动作，电机转速低于100rpm时，其触头复位。请仔细阅读下图，完成以下小题：综合题（10分）（1）合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2，电动机为（）。A.串电阻降压启动B.正常全压启动C.Δ形全压运行D.电机无法启动（2）当电机启动后，正常运行后，按下复合按钮SF1电动机时（）。A.接触器QA2立刻通电B.此时BS为断开状态C.接触器QA1没有断电D.立刻停止运行（3）本控制线路的作用是（）。A.反接制动电路B.正反转电路C.串电阻降压启动D.速度控制电路（4）控制电路中的电气图形BS为（）。A.限位开关B.普通继电器C.时间继电器D.速度继电器（5）主电路中的电气图形BB是（），用于实现过载保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器37.某电动机控制线路如下图所示。请仔细阅读下图，完成以下小题：综合题（10分）（1）按钮SF2用于实现电机的（）。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护（2）复合按钮SF3用于实现电机的（）。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护（3）按钮SF1用于实现电机的（）。A.连续运转B.点动运行C.停止运行D.热保护（4）主电路中的电气图形BB是（），用于实现过载保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器（5）电气图形FA1和FA2是（），用于实现短路保护。A.指示灯B.熔断器C.接触器线圈D.热继电器形考任务2一、判断题1.PLC采用等待扫描的工作方式。A.是B.否2.PLC的扫描周期与系统配置、用户程序的长短和PLC的时钟频率有关，但一个扫描周期所用时间的长短主要由用户程序的长度决定。A.是B.否3.对PLC的中断程序而言，只有中断申请被接受后中断程序才被扫描一次，因此，若要多次执行终端程序，则必须要多次申请。A.是B.否4.提供一个周期是1秒钟，占空比是50%的特殊存储器位是SM0.4。A.是B.否5.EM232模拟量输出模块是S7-1200PLC专属的模拟量扩展模块。A.是B.否6.对应的梯形图、语句表和逻辑功能块三种编程语言，它们的表达形式不同，表示的内容也不同。A.是B.否7.PLC程序的梯形图语言相比其它几种编程语言，形象直观，程序的输入和修改方便，功能最强。A.是B.否8.正跳变指令每次检测到输入信号由0变1之后，使电路接通一个扫描周期。A.是B.否9.置位优先锁存器RS的复位（R）端在置位（S1）端之下，当两端都为“1”时，触发器被置位为“0”。A.是B.否10.复位优先锁存器SR的置位（S）端在复位（R1）端之上，当两端都为“1”时，复位输入端优先，触发器被复位为“0”。A.是B.否11.S7-1200的CTU计数器的当前值达到设定值，计数器的输出触点接通，但会继续计数。A.是B.否12.TRUNC指令把将浮点数截位取整为双整数。A.是B.否13.ROUND指令把将浮点数按照四舍五入原则处理为双整数。A.是B.否14.双字循环移位指令的最大移位位数为8位。A.是B.否15.整数的加减指令的功能是将两个8位的整数相加减，得到一个8位的整数结果。A.是B.否16.选择PLC的硬件系统的时候，需要使I/O接口有一定的冗余。A.是B.否17.PLC程序的现场调试指在工业现场的实际调试，也是PLC程序的最后调试。现场调试的目的是调试通过后，可交给用户使用或试运行。A.是B.否18.在PLC的选型时，由于输入输出点数对价格影响不大，因此不必考虑性价比。A.是B.否19.并行数据通信常用于远距离的数据传输场合。通常计算机内部各部件之间的数据交换都采用并行通讯。A.是B.否20.PLC与计算机之间多用串行通信。A.是B.否21.多台PLC之间的数据传送多用并行通信。A.是B.否22.RS-232串行通信的传输速率较高，可以远距离传输。A.是B.否23.PROFIBUS-DP是一种为速度而优化的协议，它是为了在现场控制器（DP主站）和分布式I/O（DP从站）之间的通信而特别设计的。A.是B.否24.PLC的通信协议定义了主站和从站，网络中的主站和从站互相之间可以发出请求。A.是B.否25.PPI和MPI是西门子的内部协议，MPI用于S7-1200内部和PC与S7-1200的通信，PPI可以用于S7-1200与S7-300之间的通信，因此，PPI的功能比MPI更强。A.是B.否26.西门子S7-1200PLC通过与计算机连接来进行程序的上传和下载，其可直接使用的接口为RS-485。A.是B.否27.PLC网络系统中进行数据连接的系统控制站，主站上设置了控制整个网络的参数，通常每个网络系统只有一个主站，站号实际就是PLC在网络中的地址。A.是B.否28.PLC处于自由端口通讯模式时可以与可编程设备通讯。A.是B.否29.现场总线的概念有广义与狭义之分。狭义的现场总线就是指基于EIA485的串行通信网络。广义的现场总线泛指用于工业现场的所有控制网络。A.是B.否30.两个S7-1200PLC之间的自由口通信主要是通过设置控制字节SMB30或SMB130来实现的。A.是B.否二、单选题31.以下不属于PLC发展趋势的是（）。A.功能更完善B.控制分散化C.功能开放化D.控制简单化32.（）又称闸刀开关或隔离开关，是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器。A.接触器B.继电器C.控制按钮D.刀开关33.（）又称为限位开关，用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置。A.行程开关B.刀开关C.隔离开关D.转换开关34.电磁式接触器主要由（）、触头系统、灭弧装置和其它部分组成。A.常开触点B.常闭触点C.电磁机构D.辅助触点35.触点系统分为主触点和（）触点，分别用来直接接通和断开交流主电路和控制电路。A.常开触点B.常闭触点C.电磁机构D.辅助触点36.依靠接触器自身的（）使接触器的线圈始终保持得电的控制称为自锁。A.主触点B.辅助触点C.辅助常开触点D.辅助常闭触点37.接触器的自锁是怎样实现的？（）A.依靠自身辅助常闭触点与按钮并联连接实现。B.依靠自身辅助常开触点与按钮并联连接实现。C.依靠自身辅助常闭触点与线圈串联连接实现。D.依靠自身辅助常开触点与线圈串联连接实现。38.以下不属于PLC的CPU功能的是（）。A.接收并存储用户程序和数据B.诊断电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误C.对PLC内部电路供电D.完成用户程序中规定的逻辑运算和数据运算任务39.PLC有一个（）的内置电源。A.10VB.12VC.24VD.36V40.以下不属于PLC输出形式的是（）。A.光电耦合器输出B.继电器输出C.晶体管输出D.晶闸管输出41.S7-1200最多可以扩展（）个通信模块。A.1B.2C.3D.442.设备组态的任务就是在设备视图和网络视图中，生成一个与实际的硬件系统对应的（）。A.操作系统B.现实系统C.虚拟系统D.模拟系统43.（）将指定的地址开始的连续若干个位地址的位变为“0”状态并保持。A.S（置位）指令B.R（复位）指令C.SET_BF（多点置位）指令D.RESET_BF（多点复位）指令44.（）具有保持功能，即输入电路由接通变为断开时，累计的当前时间值保持不变。A.接通延时定时器B.断开延时定时器C.记忆接通延时定时器D.时间累加器45.（）加减计数器。A.CTUB.CTDC.CTUDD.CT46.下图所示的PLC程序中，当变量存储器MW10中存储值为10，输出映像寄存器（）输出“1”信号。A.Q0.0B.Q0.1C.Q0.2D.不能47.分析以下梯形图实现的基本功能，以下说法正确的是：（）A.Q0.0的状态恒为“0”；Q0.1的状态恒为“1”。B.Q0.0的状态恒为“1”；Q0.1的状态恒为“0”。C.Q0.0和Q0.1的状态恒为“0”。D.Q0.0和Q0.1的状态恒为“1”。48.分析以下梯形图实现的基本功能，以下说法正确的是：（）A.I0.0接通后，Q0.0立即导通；I0.0接通20S后，Q0.0断开；Q0.0导通时间内，I0.1得电Q0.0立刻断开。B.I0.0接通20S后，Q0.0导通；Q0.0导通时间内，I0.1得电Q0.0立刻断开。C.I0.1接通后，Q0.0立即导通，I0.1接通20S后，Q0.0断开。D.I0.0接通后，Q0.0立即导通；I0.0接通20S后，Q0.0断开；Q0.0导通时间内，I0.1得电Q0.0保持接通。49.在安装PLC时，下列说法不正确的是（）。A.环境温度不宜在0℃~50℃的范围外B.阳光不可直接照射在PLC上C.PLC可用于有腐蚀和易燃的气体环境中D.不宜将PLC安装在频繁或连续振动的环境中50.下列关于I/O点数说法不正确的是（）。A.I/O点数是PLC可以接收的输入信号和输出信号的总和B.I/O点数是衡量PLC性能的重要指标C.I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大D.I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越少，控制规模就越小形考任务3一、改错题1.找出下列梯形图中的错误，并改正。2.找出下列梯形图中的错误，并改正。3.找出下列梯形图中的错误，并改正。4.找出下列梯形图中的错误，并改正。二、设计题5.在某机械装置上装有两台三相交流电动机M1、M2进行顺序控制：要求按下启动按钮SF1时，两台电动机同时启动；按下停止按钮SF2，M1停止，M2延迟10s后自动停止；并且要求按钮SF3能够点动控制M2；BB1和BB2是热继电器，分别控制M1、M2过载停转。按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。解：（1）顺序控制功能的I/O分配表说明地址功能BB1IO.0电动机M1热保护BB2IO.1电动机M2热保护SF1IO.2启动按钮SF2IO.3停止按钮SF3IO.4点动控制按钮T37时间继电器QA1Q0.0电动机M1运行QA2Q0.1电动机M2运行（2）PLC电气控制的外部硬件接线图（3）选西门子S7-200的PLC(也可以选其它型号PLC)图电机顺序控制的PLC程序6.一台三相交流电机驱动小车自动往返运动，QA1和QA2分别是控制小车向右运行和小车向左运行的交流接触器，用QA1和QA2的主触点改变进入电机的三相电源的相序，即可分被实现电动机的正转运行和反转运行；BB是热继电器，在电动机过载时，它的常闭触点断开，使QA1和QA2的线圈断电，电动机停转。工作时，按下右行启动按钮SF2或左行启动按钮SF3后，要求小车在左限位开关BG1和右限位开关BG2之间不停地循环往返，直到按下停止按钮SF1。按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。解：（1）小车自动往返运动控制电路I/O分配表说明地址功能SF1I0.2停止按钮SF2I0.0右行启动按钮SF3I0.1左行启动按钮BG1I0.3左限位开关BG2I0.4右限位开关QA1Q0.0电机正转运行QA2Q0.1电机樊转运行（2）PLC电气控制的外部硬件接线图（3）选西门子S7-200的PLC（也可以选其他型号PLC）7.两台三相交流电动机M1、M2按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1，M1电动机起动，过5秒后M2电动机起动；按停止按钮SF2，电动机M1、M2停止；若M1电动机过载，则电动机M1、M2停止；若电动机M2过载则仅电动机M2停机。按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。解：（1）电机控制I/O分配表说明地址功能BB1I0.0电动机M1热保护BB2I0.1电动机M2热保护SF1I0.2启动按钮SF2I0.3停止按钮T37时间继电器CTU0计数器QA1Q0.0电动机M1运行QA2Q0.1电动机M2运行（2）PLC的硬件接线图（3）选取西门子S7-200的PLC8.一台三相交流电动机按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1后，电动机先运转10s，然后停止5s，重复此动作3次后停止运转；按下紧急停机按钮SF2，无论电动机处于何种运动状态，电动动机急停；过载时热继电器BB动作，电动机停止。按上述工作要求按照上述工作要求，完成以下题目：（1）试分配I/O通道；（2）画出PLC的硬件接线图；（3）设计一个满足要求的梯形图程序。解：（1）电机控制I/O分配表说明地址功能BBI0.0热保护SF1I0.1启动按钮SF2I0.2停止按钮T37、T38时间继电器CTU0计数器QA1Q0.0电动机运行（2）PLC的硬件接线图（3）选取西门子S7-200的PLC专题报告专题报告的选题可联系本课程实验或工程实际，选择一种典型的可编程序控制器系统进行综合分析。同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。专题报告内容应包括可编程序控制器系统的硬件接线图、PLC控制程序、工作原理、主要技术特点、主要用途、与本课程相关内容的联系等。专题报告应独立完成，如有抄袭或雷同部分，专题报告成绩计为0分。专题报告文字部分不少于2000字。参考答案：基于S7-1200PLC的自动化生产线控制系统分析随着工业4.0的推进和智能制造的快速发展，自动化生产线已成为现代工业生产的核心。可编程序控制器（PLC）作为自动化生产线的大脑，扮演着至关重要的角色。本文旨在深入分析基于西门子S7-1200PLC的自动化生产线控制系统，探究其硬件构成、控制逻辑、工作原理及应用优势。一、S7-1200PLC概述S7-1200PLC是西门子推出的一款紧凑型、高性能的可编程控制器。它采用模块化设计，具有丰富的输入输出接口和通信功能，能够满足各种自动化控制需求。S7-1200PLC的核心处理器采用高性能的ARM架构，运算速度快，响应时间短，能够满足复杂控制逻辑的需求。二、自动化生产线控制系统硬件构成基于S7-1200PLC的自动化生产线控制系统主要包括以下几个部分：1.PLC主机：作为控制系统的核心，负责执行控制逻辑、处理输入输出信号、与上位机通信等任务。2.输入模块：用于接收生产线上各类传感器和开关的输入信号，如位置信号、速度信号、故障信号等。3.输出模块：用于控制生产线上各类执行器，如电机、气缸、电磁阀等，实现对生产线的精确控制。4.电源模块：为PLC和其他模块提供稳定可靠的电源。5.通信模块：实现PLC与上位机、其他PLC或智能设备之间的通信，实现数据交换和远程控制。三、PLC控制程序与工作原理PLC控制程序是实现自动化生产线控制逻辑的关键。使用西门子提供的TIAPortal编程软件，可以编写梯形图、功能块图等多种形式的程序。程序根据生产线的工艺流程和控制要求，实现对输入输出信号的处理和控制逻辑的执行。PLC的工作原理基于循环扫描方式。在每个扫描周期中，PLC会按顺序执行用户程序，读取输入模块的状态，根据控制逻辑计算输出值，并将结果写入输出模块。扫描周期的时间取决于程序的复杂度和PLC的性能。四