可编程控制器原理及其应用课后答案.doc
《可编程控制器原理及其应用课后答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《可编程控制器原理及其应用课后答案.doc(21页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
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 。 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
2、、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
3、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。 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
4、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
5、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/
6、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
7、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
8、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
9、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
10、。 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? 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。 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。 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。 不同点 编号不同:输入继电器编号为“ X
11、3 位数字 ” ,如 X000、X001;输出继电器编 号为“ Y3 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。 定时器分类 按
12、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。 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。 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。 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
13、,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
14、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
15、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 132767,它只能作加法计数。低速 32
16、 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21474836482147483647。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 M8200M8234 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
17、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 OFFON 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 OFFON 时,计数器计数一次。低 速 32 位双向计数
18、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,
19、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 M8200M8234 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
20、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
21、,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
22、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
23、 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
24、 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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 可编程控制器 原理 及其 应用 课后 答案
限制150内