可编程序控制器的编程方法与工程应用习题全部答案

可编程序控制器的编程方法与工程应用习题全部答案一、选择题1.可编程序控制器采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、()和算术运算等操作的指令。A.控制运算、计数B.统计运算、计时、计数C.数字运算、计时D.顺序控制、计时、计数

答案：D

解析：可编程序控制器能存储执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算等操作的指令，通过这些指令实现对工业生产过程的自动化控制。

2.可编程序控制器的特点是()。A.不需要大量的活动部件和电子元件，接线大大减少，维修简单，维修时间缩短，性能可靠B.统计运算、计时、计数采用了一系列可靠性设计C.数字运算、计时编程简单，操作方便，维修容易，不易发生操作失误D.以上都是

答案：D

解析：可编程序控制器具有多种优点，如减少活动部件和电子元件，简化接线，可靠性高，采用可靠性设计，编程及操作方便，维修容易等。

3.可编程序控制器编程语言有()。A.梯形图B.指令语句表C.功能块图D.以上都是

答案：D

解析：可编程序控制器常见的编程语言包括梯形图、指令语句表、功能块图等，不同的编程语言适用于不同的编程需求和人员习惯。

4.梯形图中同一线圈()。A.只能使用一次B.可以使用多次C.视情况而定D.无限制

答案：A

解析：在梯形图中，同一线圈只能使用一次，以避免逻辑混乱。

5.指令语句表中LD表示()。A.取指令，用于常开触点与母线连接B.与指令，用于常开触点串联C.或指令，用于常开触点并联D.非指令，用于触点取反

答案：A

解析：LD是取指令，用于将常开触点与母线连接，开始一个逻辑行。

二、填空题1.可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、()、计时、计数和算术运算等操作的指令。

答案：顺序控制

解析：顺序控制是可编程序控制器实现工业自动化控制的重要功能之一，与其他逻辑、计时、计数和算术运算等功能共同构成其完整的控制能力。

2.可编程序控制器的编程语言主要有()、指令语句表、功能块图等。

答案：梯形图

解析：梯形图是可编程序控制器最常用的编程语言，具有直观、易懂的特点，便于电气工程师和技术人员进行编程和调试。

3.梯形图中，触点应画在()之间，线圈应画在最右边。

答案：水平母线

解析：这是梯形图的基本绘制规则，遵循这种规则可以使逻辑关系清晰，便于阅读和理解程序。

4.指令语句表中，OUT指令用于驱动()。

答案：线圈

解析：OUT指令将逻辑运算结果输出到指定的线圈，从而控制外部负载的通断。

5.可编程序控制器的输入/输出响应时间，是指从输入信号发生变化到相应的输出信号发生变化之间的时间间隔，它由()、输入滤波器延迟时间、扫描周期和输出继电器延迟时间等部分组成。

答案：输入模块延迟时间

解析：输入模块延迟时间、输入滤波器延迟时间、扫描周期和输出继电器延迟时间共同决定了可编程序控制器的输入/输出响应时间，了解这些因素有助于合理设计和优化控制系统。

三、简答题1.简述可编程序控制器的工作原理。

答案：可编程序控制器采用循环扫描的工作方式。其工作过程主要包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。在输入采样阶段，可编程序控制器将所有输入端子的状态读入到输入映像寄存器中。程序执行阶段，CPU按照梯形图的顺序对程序进行扫描，从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读取相应的状态，根据程序中的指令进行逻辑运算，结果存入元件映像寄存器。输出刷新阶段，CPU将元件映像寄存器中所有输出继电器的状态传送到输出锁存器，再经输出电路驱动外部负载。如此周而复始地循环扫描，实现对工业过程的实时控制。

解析：可编程序控制器的工作原理是其实现自动化控制的基础。循环扫描方式确保了系统能够稳定、可靠地运行，及时响应输入信号的变化并更新输出状态。输入采样保证了外部输入信号的准确获取，程序执行阶段依据用户编写的程序进行逻辑处理，输出刷新则将处理结果输出到外部负载，从而实现对工业设备的有效控制。

2.梯形图编程有哪些规则？

答案：梯形图中触点应画在水平母线之间，线圈应画在最右边。梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。同一线圈不能在程序中重复出现。多个串联电路块并联时，应将触点最多的电路块放在最上面；多个并联电路块串联时，应将触点最多的电路块放在最左边。编程时应尽量减少不必要的触点串联和并联，以简化程序结构，提高程序的执行效率。

解析：梯形图编程规则是为了保证程序的规范性、可读性和可靠性。遵循这些规则可以使程序逻辑清晰，便于调试和维护。例如，将触点最多的电路块放在合适位置可以减少扫描时间，同一线圈不重复出现可避免逻辑混乱，合理安排串联和并联电路块有助于优化程序结构。

3.指令语句表中常见的指令有哪些？各有什么功能？

答案：LD（取指令）：用于常开触点与母线连接。LDI（取反指令）：用于常闭触点与母线连接。AND（与指令）：用于常开触点串联。ANI（与非指令）：用于常闭触点串联。OR（或指令）：用于常开触点并联。ORI（或非指令）：用于常闭触点并联。OUT（输出指令）：用于驱动线圈。END（结束指令）：表示程序结束。

解析：这些常见指令是构成可编程序控制器程序的基本元素。通过不同指令的组合，可以实现各种逻辑控制功能。例如，通过LD、AND、OR等指令的配合，可以构建复杂的逻辑表达式来控制外部设备；OUT指令将逻辑运算结果输出到相应的线圈，从而实现对负载的控制；END指令则标志着程序的结束，确保程序执行的完整性。

4.可编程序控制器在工业控制中有哪些应用场合？

答案：逻辑控制：可用于实现各种顺序控制和逻辑运算，如机床的电气控制、电梯控制、自动生产线的控制等。运动控制：通过与运动控制模块配合，实现对电机的速度、位置等控制，常用于机器人控制、数控机床的进给控制等。过程控制：对工业生产过程中的温度、压力、流量等参数进行控制，如化工生产中的反应釜温度控制、锅炉的水位和压力控制等。数据处理：可对采集到的数据进行处理、分析和存储，如生产过程中的质量数据统计分析、设备运行状态监测数据处理等。通信联网：通过通信接口与其他设备或系统进行通信，实现远程监控、数据共享和协同控制，如工厂自动化网络中的设备联网控制。

解析：可编程序控制器因其功能强大、可靠性高、灵活性好等特点，在工业控制的多个领域都有广泛应用。逻辑控制是其最基本的应用场合，能满足大多数工业设备的顺序和逻辑控制需求。运动控制和过程控制拓展了其在自动化生产设备中的应用范围，实现对复杂运动和工艺参数的精确控制。数据处理功能使其能够更好地管理和优化生产过程，通信联网能力则为实现工业自动化的集成和智能化提供了支持。

四、设计题1.设计一个电动机正反转控制程序，要求具有过载保护和互锁功能。

答案：采用梯形图设计：输入：启动按钮SB1、停止按钮SB2、过载保护热继电器FR常闭触点。输出：正转接触器KM1、反转接触器KM2。程序逻辑：按下启动按钮SB1，正转接触器KM1线圈得电，电动机正转，同时KM1常开触点自锁，保证电动机持续正转。按下停止按钮SB2，KM1线圈失电，电动机停止。当过载时，热继电器FR常闭触点断开，KM1和KM2线圈均失电，电动机停止。为实现互锁，在KM1线圈支路串联KM2常闭触点，在KM2线圈支路串联KM1常闭触点，防止正反转接触器同时吸合造成短路。指令语句表设计：LDX0（启动按钮SB1接X0）ORY0（Y0为正转接触器KM1线圈）ANIX2（过载保护热继电器FR常闭触点接X2）ANIY1（Y1为反转接触器KM2线圈常闭触点，实现互锁）OUTY0LDX1（停止按钮SB2接X1）ORY1ANIX2ANIY0OUTY1

解析：电动机正反转控制是工业控制中常见的应用场景。过载保护通过热继电器实现，当电动机过载时及时切断电路，保护设备。互锁功能防止正反转接触器同时动作，避免短路事故。梯形图设计直观易懂，指令语句表设计则更便于编程人员进行精确的逻辑控制。通过合理设计输入输出逻辑和程序逻辑，确保了电动机正反转控制的安全、可靠运行。

2.设计一个简易的自动售货机控制系统，能实现投币购买饮料的功能，假设饮料价格为5元，可接受1元、2元、5元硬币，有找零功能。

答案：输入：1元硬币投入按钮SB1、2元硬币投入按钮SB2、5元硬币投入按钮SB3、购买按钮SB4。输出：出货口电磁阀YV、找零指示灯HL1（表示找零）、找零电机驱动继电器K1（控制找零电机）。数据存储：采用内部继电器M来存储投币金额，如M0存储1元硬币数量，M1存储2元硬币数量，M2存储5元硬币数量，M3存储总投币金额。程序逻辑：按下购买按钮SB4后，判断总投币金额M3是否达到5元。若M3≥5元，出货口电磁阀YV得电，饮料出货，同时计算找零金额并控制找零。找零金额=M35，若找零金额为1元，则M0减1，找零指示灯HL1亮，找零电机驱动继电器K1得电进行找零；若找零金额为2元，则M1减1，HL1亮，K1得电找零；若找零金额为3元，则M0减1，M1减1，HL1亮，K1得电找零等。若M3＜5元，等待继续投币。按下1元硬币投入按钮SB1，M0加1，M3=M3+1。按下2元硬币投入按钮SB2，M1加1，M3=M3+2。