1、習題一 1. 什么是可編程控制器？ 可編程控制器是一種工業控制計算機，簡稱PLC Programmable Logic Controller或PCProgrammable Controller。因為個人計算機也簡稱 PCPersonal Computer ，為防止和個人計算機相混淆，一般簡稱可編程控制器為PLC 。 2. 什么是可編程控制器的 I/O 接口電路？可編程控制器的 I/O 接口電路由哪幾局部組成？I/O 接口電路的作用是什么？ I/O 接口電路是可編程控制器連接外部設備的接口電路。 I/O 接口電路包括輸入模塊、輸出模塊、編程器接口、存儲器接口、擴展板接口、特殊模塊接口和通訊接口。

2、 I/O 接口電路是可編程控制器和外界交換信息的通道。I/O 接口電路實現可編程控制器與外部設備的信息交換。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，輸出模塊用來把可編程控制器產生的控制信號傳送到其控制對象上，編程器接口主要用于把編程器連接到可編程控制器，存儲器接口用于擴展存儲器，擴展板接口用于連接擴展板如通訊擴展板，特殊功能模塊接口用于把特殊功能模塊如A/D 模塊、D/A 模塊連接到可編程控制器上，通訊接口用于可編程控制器之間或可編程控制器與上位機之間的通訊。 3. 什么是軟繼電器？試比擬軟繼電器和真實的繼電器的異同。 可編程控制器中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器等稱為軟繼電器軟電器，它

3、們只是用來描述可編程控制器的控制功能的一種等效電器，不是真正的繼電器。 相同點 電氣結構相同：均由線圈和觸點常開觸點和常閉觸點組成。 工作原理相同：當線圈通電時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；當線圈斷電時，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。 不同點 電氣符號不同：真實繼電器的電氣符號由國家標準規定，軟繼電器的電氣符號由可編程控制器廠家規定。 觸點數量不同：真實繼電器只有有限對觸點，軟繼電器有無窮對觸點。 形態不同：真實繼電器有形狀、有尺寸，是一種實實在在的電器實體；軟繼電器只是計算機中的存儲位或存儲單元，是電子電路。 控制功能的實現方式不同：真實繼電器通過真實繼電器的觸點狀態的變化來實現其控制功能，而

4、軟繼電器那么是通過執行控制程序來實現其控制功能。 驅動方式不同：可編程控制器通過軟件 “置1或“置0存儲位來改變軟繼電器的工作狀態，只要存儲位“置1或“置0，對應的軟繼電器即可可靠工作；真實繼電器通過使線圈通電或斷電來改變軟繼電器工作狀態，線圈電壓必須到達規定的值，真實繼電器才能可靠工作。 工作可靠性和壽命不同：軟繼電器工作可靠性高、壽命長；真實繼電器工作可靠性相對低、壽命相對短。 4. 什么是可編程控制器的輸入點？輸出點？I/O 點數？ 廣義地說，可編程控制器上輸入信號數字信號或模擬信號的一個通道稱為一個輸入點，可編程控制器上輸出信號數字信號或模擬信號的一個通道稱為一個輸出點，可編程控制器的

5、所有輸入點和輸出點的總和稱為可編程控制器的I/O點數。 狹義的I/O點數僅指輸入繼電器與輸出繼電器的總數輸入輸出信號為數字信號。 5. 什么是可編程控制器的梯形圖？ 把選用的可編程控制器的等效電器連成的等效控制電路圖稱為可編程控制器的梯形圖。梯形圖是使用可編程控制器時，面向使用者，用來描述可編程控制器的控制功能的一種形象的圖形。梯形圖在可編程控制器內表達為程序，即用戶程序。 6. 什么是可編程控制器的 I/O 連接圖？ 可編程控制器與其外設的連接圖稱為可編程控制器的I/O連接圖。 7. 可編程控制器的結構形式有那幾種？各有何特點？ 如何選擇可編程控制器的結構形式？ 從結構上看，可編程控制器有主

6、機擴展式和模塊式兩種。 主機擴展式可編程控制器的 CPU 局部、存儲器局部、I/O 接口電路局部及內部電源做成一個整體，裝在一個機箱內形成一臺完整的可編程控制器。當主機滿足不了使用要求時，可以加各種模塊例如I/O模塊、通訊處理模塊、A/D模塊進行擴展。FX系列可編程控制器就屬于主機擴展式可編程控制器。 主機擴展式可編程控制器價格廉價，性價比高，體積較小，控制規模相對小些，處理能力相對弱些。 模塊式可編程控制器的CPU局部、存儲器局部、輸入接口電路局部、輸出接口電路局部、數據交換接口電路如通訊接口局部及內部電源都做成單獨的模塊，使用時選擇好這些模塊后，再把所有模塊插在母板母板就是計算機總線上組合

7、成一臺完整的可編程控制器。 模塊式可編程控制器的系統構成比擬靈活，擴展方便，容易維修，體積較大。 中高檔的可編程控制器一般做成模塊式。相對而言，模塊式可編程控制器的控制規模大，可以完成復雜的邏輯控制，可以完成閉環控制，具有較強的數據處理能力，可以完成矩陣運算、函數運算，可以完成數據管理工作，有更強的通訊能力。 控制規模不太大、處理速度、處理能力要求不太高時，可選用主機擴展式，反之，選用模塊式。 8. 可編程控制器的輸出模塊連接控制對象時，有幾種接線方法？如何選用這些接線方法？ 輸出模塊的接線可采用分組匯點式每組輸出元件擁有一個公共端，如圖(a)所示；或采用匯點式，如圖(b)所示。輸出模塊連接的

8、所有控制對象的電壓等級和類型都相同時，采用匯點式全部輸出元件擁有一個公共端；輸出模塊連接的控制對象的電壓等級或類型不相同時，采用分組匯點式。 圖 可編程控制器輸入輸出的接線方式 9. 可編程控制器的輸出模塊有幾種類型？如何選擇可編程控制器的輸出模塊的類型？ 可編程控制器的輸出模塊的類型有晶體管型T、可控硅型S、繼電器型R。晶體管型只能驅動直流負載，可控硅型只能驅動交流負載，繼電器型那么既能驅動直流負載，也能驅動交流負載。 根據負載類型、電源類型、要求的輸出響應速度選擇可編程控制器的輸出模塊。晶體管型T、可控硅型S輸出響應速度快。 10.閱讀圖1.18 所示電路，使用可編程控制器實現原電路的功能

9、。畫出可編程控制器的 I/O連接圖和梯形圖。 圖1.18 題10圖 I/O連接圖 梯形圖 11.閱讀圖1.19 所示電路，使用可編程控制器實現原電路的功能。畫出可編程控制器的 I/O連接圖和梯形圖。 圖1.19 題11 圖 I/O連接圖 梯形圖 12.閱讀圖1.20 所示電路，使用可編程控制器實現原電路的功能。畫出可編程控制器的 I/O連接圖和梯形圖。 圖1.20 題12圖 I/O連接圖 梯形圖 習題二 1 可編程控制器有哪些軟電器？這些軟電器中哪些用八進制編號？哪些用十進制編號？ 可編程控制器中的軟電器有：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器、狀態繼電器。 輸入繼電器和輸出繼電

10、器采用八進制編號，其它軟電器采用十進制編號。 2 比擬輸入繼電器、輸出繼電器和輔助繼電器的異同。 相同點 電氣結構相同：均由線圈和觸點常開觸點和常閉觸點組成。 工作原理相同：當線圈通電時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；當線圈斷電時，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。觸點在梯形圖中的使用次數不受限制。 不同點 編號不同：輸入繼電器編號為“ X3位數字 ，如X000、X001；輸出繼電器編號為“ Y3 位數字 ，如 Y000、Y001；輔助繼電器編號為“ M數字 ，如 M0、M120等。 用途不同：輸入繼電器和輸入模塊相對應，用來接收和采集輸入信號，輸入繼電器的線圈不能出現在梯形圖中。輸出繼電器和輸出模塊

11、相對應，用來把可編程控制器產生的控制信號傳送到其控制對象上。輔助繼電器是可編程控制器的內部電器，只用在梯形圖內，與其它軟電器配合實現各種控制功能，與輸入輸出無直接關系，輔助繼電器的種類比擬多，數量也較多，有些輔助繼電器具有特殊功能。 3 定時器有哪幾種類型？說明每種定時器的結構和工作原理。 定時器分類 按定時精度分，定時器有1ms定時器、10ms定時器、100ms定時器。 按定時器定時時間是否可以累加，定時器分為非積算型定時器和積算型定時器。 定時器結構 定時器由線圈和觸點組成，但線圈的通電或斷電時刻與其觸點的狀態轉換時刻不同步。 非積算型定時器的工作原理 非積算型定時器的線圈通電時，定時器開

12、始計時每個計數脈沖來臨時定時器當前值加1，時間到計數當前值 = 計數設定值那么定時器常開觸點閉合，常閉觸點斷開。系統或線圈斷電時停止計時并復位，定時器常開觸點斷開，常閉觸點閉合，定時器當前值回0。 非積算型定時器的工作原理 積算型定時器的線圈通電時，定時器開始計時，線圈斷電時，定時器停止計時，但不復位，線圈再通電時，定時器在上次通電時的計時結果上繼續累加時間，時間到那么定時器常開觸點閉合，常閉觸點斷開。積算型定時器必須用復位指令復位，復位后，定時器常開觸點斷開，常閉觸點閉合，定時器當前值回0。系統斷電也不會讓積算型定時器復位。 圖 非積算型定時器 圖 積算型定時器 4 定時器有1ms 定時器、

13、10ms 定時器、100ms 定時器，這里的1ms 、10ms、100ms的含義是什么？ 定時器通過對可編程控制器內的方波信號的計數來實現計時。根據定時器計數的方波信號的周期，定時器分為1ms定時器對周期1ms的方波計數、10ms定時器對周期10ms的方波計數、100ms定時器對周期100ms的方波計數。1ms定時器的定時精度是1ms，10ms定時器的定時精度是10ms，100ms定時器的定時精度是100ms。 5 如何設定和計算定時器的定時時間？ 使用定時器時，先要選擇定時器類型積算型或非積算型及定時精度1ms、10ms或100ms，然后要設置定時時間。定時時間是通過設定計數次數來設置的，定

14、時器的定時時間按下式計算： 定時時間計數次數×定時精度。 6 什么是定時器的設定值？什么是定時器的當前值？ 人為指定的規定定時器定時時間的數值稱為定時器的設定值，設定值規定了定時器線圈通電時刻與定時器觸點動作時刻的時間差，設定值規定了定時器觸點動作時刻滯后于定時器線圈通電時刻的時間。定時器開始計時后，至考察時刻時間的累計值計數值稱為定時器的當前值。 7 什么是低速計數器？低速計數器有哪幾種類型？說明每一種低速計數器的結構和工作原理。 低速計數器對低速脈沖計數，低速計數器的計數信號由可編程控制器的軟電器或外部電器產生，計數頻率最大為掃描周期的倒數，在幾十至幾百赫茲之間。 低速計數器有1

15、6位增計數器和32位增減雙向計數器兩類。低速16位增計數器的設定值存放器和當前值存放器都是16位存放器，計數器設定值有效范圍是132767，它只能作加法計數。低速32位增減雙向計數器的設定值存放器和當前值存放器是32位存放器，設定值有效范圍為21474836482147483647。32位增減雙向計數器可作加法計數和減法計數，計數方式用特殊輔助繼電器M8200M8234來設定。當特殊輔助繼電器置 1時，其對應的雙向計數器按減法計數方式計數；當特殊輔助繼電器置0時，其對應的雙向計數器按加法計數方式計數。 計數器由計數裝置和觸點組成，計數裝置包括計數端和復位端用來改變觸點的狀態。計數端和復位端分別

16、由一條由各種觸點組成的電路控制。 低速16位增計數器的工作原理如下圖。 圖 低速16位增計數器 計數器的復位電路 OFF 時，計數器進入計數狀態。每來一個計數脈沖計數一次上升沿計數，即控制計數端的電路每次由OFFON時，計數器計數一次。當計數器計數到設定值時，計數器觸點動作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，計數當前值不再增加。 計數器的復位電路ON時，計數器進入復位狀態，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，計數當前值回 0。復位電路具有優先權：復位電路 ON時，即使有計數脈沖，計數器也不會計數；復位電路ON時，計數器立即復位。 計數器的復位電路 OFF 時，計數器進入計數狀態。每來一個計數脈沖計數一次上升

17、沿計數，即控制計數端的電路每次由OFFON時，計數器計數一次。低速32位雙向計數器作增計數時，當計數值到達或超過設定值時，觸點動作并保持常開觸點閉合，常閉觸點斷開，只要有計數脈沖，計數器繼續計數計數當前值繼續增加；而作減計數時，計數值小于設定值時觸點復位常開觸點斷開，常閉觸點閉合，但計數當前值不回 0，只要有計數脈沖，計數器繼續計數計數當前值繼續減少。32 位增減雙向計數器是循環計數器，假設當前值已為2147483647 時，再計一次數，那么當前值變為2147483648；同樣，假設當前值已為2147483648時，再計一次數，那么當前值變為2147483647。 計數器的復位電路ON時，計數

18、器進入復位狀態，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，計數當前值回 0。復位電路具有優先權：復位電路 ON時，即使有計數脈沖，計數器也不會計數；復位電路ON時，計數器立即復位。 低速32位增減雙向計數器的工作原理如下圖。 圖 32位增減雙向計數器的工作過程 8 如何設定低速計數器的增減計數方向？ 32 位增減雙向計數器可作加法計數和減法計數，計數方式用特殊輔助繼電器M8200M8234來設定。當特殊輔助繼電器置1時，其對應的雙向計數器按減法計數方式計數；當特殊輔助繼電器置0時，其對應的雙向計數器按加法計數方式計數。 9 什么是低速計數器的當前值和設定值？ 計數器的設定值是人為指定的一個數值，設定值規定了

19、計數器開始計數后，計數器觸點動作的條件。計數器開始計數后，至考察時刻計數值的累計值稱為計數器的當前值。 10什么是高速計數器？高速計數器有哪些類型？說明每一種高速計數器的工作原理和使用方法。 11 、什么是時序圖？時序圖的用途是什么？ 描述電器狀態和電路狀態與時間的關系的圖形成為時序圖。 時序圖既可用來描述軟電器的線圈的通電時刻、斷電時刻、通電狀態持續時間、斷電狀態持續時間；也可用來描述軟電器的觸點的閉合時刻、斷開時刻、閉合狀態持續時間、斷開狀態持續時間。在這兩種情況下，時序圖由水平線和豎線組成。豎線表示線圈的通電時刻、斷電時刻；或者表示觸點的閉合時刻、斷開時刻。低水平線表示線圈的斷電狀態，低

20、水平線段的長度表示線圈的斷電狀態的持續時間；或者表示觸點的斷開狀態，低水平線段的長度表示觸點的斷開狀態的持續時間。高水平線表示線圈的通電狀態，高水平線段的長度表示線圈的通電狀態的持續時間；或者表示觸點的閉合狀態，高水平線段的長度表示觸點的閉合狀態的持續時間。低水平線段右端或高水平線段左端的豎線上升沿表示某種狀態的開始時刻，低水平線段左端或高水平線段右端的豎線下降沿表示某種狀態的結束時刻。時序圖的組成如下圖。時序圖用來描述軟電器中的定時器和計數器時，有時還會加上斜線表示時間值和計數值的累加過程，也可能出現臺階形的波形，表示計數值的變化過程， 圖 時序圖的組成 時序圖用于描述控制電路的工作情況和工

21、作過程。 12、M8000、M8001、M8002、M8003、M8011 、M8012、M8013、M8014是什么類型的電器？畫出這些電器的工作時序圖并說明其時序圖的含義。 M8000、M8001、M8002、M8003、M8011、M8012、M8013、M8014 是觸點利用型特殊輔助繼電器，線圈狀態由可編程控制器的系統程序確定，用戶只能利用其觸點。 序號 電器 功 能 時序圖 1 M8000 運行監視繼電器，可編程控制器開機運行時，M8000自動接通 2 M8001 運行監視繼電器，可編程控制器開機運行時，M8001自動斷電 3 M8002 初始脈沖繼電器，可編程控制器開機運行后，M

22、8002自動接通一個掃描周期 4 M8003 初始脈沖繼電器，可編程控制器開機運行后，M8003自動斷開一個掃描周期 5 M8011 內部時鐘脈沖繼電器，可編程控制器上電后不管是否運行，自動產生周期為10ms的方波 6 M8012 內部時鐘脈沖繼電器，可編程控制器上電后不管是否運行，自動產生周期為100ms的方波 7 M8013 內部時鐘脈沖繼電器，可編程控制器上電后不管是否運行，自動產生周期為1s的方波 8 M8014 內部時鐘脈沖繼電器，可編程控制器上電后不管是否運行，自動產生周期為1min的方波 13什么是邏輯表達式？邏輯表達式的用途是什么？ 電路中的二值元件如觸點、線圈的狀態可用一個變

23、量表示，這種變量稱為邏輯變量。邏輯變量只取邏輯值“0、“1。“0對應線圈的通電狀態和觸點的閉合狀態，“1 對應線圈的斷電狀態和觸點的斷開狀態。一般，常開觸點和線圈對應的邏輯變量用常開觸點和線圈所屬電器的文字符號表示，常閉觸點對應的邏輯變量也用常閉觸點所屬電器的文字符號表示，但其文字符號加上劃線。 邏輯表達式是由邏輯變量經過邏輯運算構成的表達式。代表線圈的邏輯變量單獨放在“= 的一邊，“= 的另一邊放上由代表觸點的邏輯變量經過邏輯運算構成的表達式，這個表達式由邏輯加運算符“+、邏輯乘運算符“.、邏輯非運算符“-、括號構成，表示觸點之間的連接關系，“邏輯加用來表示“觸點并聯，“邏輯乘用來表示“觸點

24、串聯，“邏輯非用來表示“常閉觸點(即常開觸點的狀態取反)。 邏輯表達式通過計算由代表觸點的邏輯變量組成的表達式的邏輯值，確定線圈的邏輯值，再由線圈的邏輯值確定線圈控制的觸點的邏輯值，進而分析電路狀態。 14什么是數據存放器？數據存放器的字長是多少？如果要存儲到數據存放器中的數據的字長比數據存放器的字長大，如何使用數據存放器來存放這樣的數據？ 15什么是文件存放器？ 16什么是變址存放器？ 17什么是指針？指針有哪幾種類型？ 18什么是位元件、字元件、雙字元件和位組合元件？ 19寫出圖2.53 和圖2.54 對應的指令程序。 圖2.53 題19圖 圖2.54 題19圖 20寫出圖2.55 對應的

25、指令程序。圖中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？ 圖2.55 題20圖 21寫出圖2.56 對應的指令程序。圖中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？ 圖2.56 題21圖 22寫出圖2.57 對應的指令程序。LDP 、LDF 、ANDP 、ANDF 、ORP、ORF指令的功能是什么？ 圖2.57 題22圖 23用堆棧指令寫出圖2.58 對應的指令程序。 圖2.58 題23、24圖 24用主控指令寫出圖2.58 對應的指令程序。 25END指令的功能是什么？ 1習題三答案 1 可編程控制器是如何實現其控制功能的

26、？可編程控制器實現其控制功能的方式與繼電器- 接觸器系統實現控制功能的方式有何不同？ 繼電器- 接觸器控制系統是通過繼電器和接觸器觸點狀態的變化來實現其控制功能。 可編程控制器那么是通過執行控制程序來實現其控制功能。 2 可編程控制器的控制程序包含哪些功能模塊？可編程控制器采用什么樣的方式執行其控制程序？ 可編程控制器的控制程序大致由三大模塊構成。 第一個大模塊是初始化模塊，當可編程控制器上電后，即進行系統初始化。例如，使系統的某些存儲區清 0 ，將特殊存放器單元或位置位或清 0 ，設置I/O 模塊的工作方式等。 第二個大模塊是實現系統控制功能的模塊，在這個模塊中，系統接受外部輸入信號，根據外

27、部輸入信號執行用戶程序，按照用戶程序的執行結果輸出控制信號，去影響可編程控制器的控制對象的行為。在這個模塊中，還要進行通訊處理，實現可編程控制器與可編程控制器之間的信息交換，或實現可編程控制器與其它設備如上位計算機、智能儀表、遠程 /O設備、變頻器等之間的信息交換I。 第三個大模塊是保證可編程控制器可靠性的模塊，這個模塊能對可編程控制器自身是否正常進行自我診斷。例如，判斷電池電壓是否已降至允許電壓最小值以下，判斷是否有硬件故障CPU、存儲器、I/O 設備是否正常，判斷通訊是否異常等。如果自檢不正常，可編程控制器中的異常繼電器接通，可編程控制器面板上的出錯指示燈亮，特殊存放器中將存入錯誤代碼。當

28、出現致命錯誤時，可編程控制器被強制為STOP狀態，用戶程序不再被執行。 可編程控制器采用循環方式周期性地執行其控制程序中的各個功能模塊， 3 可編程控制器的工作過程主要包含哪幾個階段？每個階段實現什么功能？ 輸入采樣：可編程控制器上電且狀態開關置于RUN后，首先進入輸入采樣階段。在這個階段，可編程控制器掃描所有輸入端子，并將接在各輸入端子上的各種觸點的狀態0 狀態或1 狀態讀入，并保存在相應的存儲區中。保存輸入信號狀態的存儲區稱為輸入映像區，在輸入采樣階段，輸入映像區的值被刷新。 通訊處理：輸入采樣階段結束后，可編程控制器開始通訊處理階段，實現可編程控制器與其它智能設備之間的信息交換?？删幊炭?/p>

29、制器從其它設備接受的信息存入接收緩沖區，而要傳送給其它智能設備的信息那么需事先寫入發送緩沖區。 執行用戶程序：通訊處理階段結束后，可編程控制器自動進入執行用戶程序階段。在這個階段，可編程控制器利用輸入映像區中的值以及接收到的通訊數據，按從上到下的順序執行用戶程序，產生中間結果及要輸出以影響控制對象行為的控制信號。中間結果是M 電器、S 電器等內部電器的狀態，輸出信號是Y 電器的狀態，輸出信號保存在Y 電器對應的存儲區中，存儲輸出繼電器狀態的存儲區稱為輸出映像區。 輸出刷新：用戶程序執行完后，可編程控制器進入輸出刷新階段。在這個階段，可編程控制器把輸出映像區中的值送至輸出鎖存器，輸出鎖存器的狀態

30、被刷新，輸出鎖存器的新狀態通過輸出端子施加到可編程控制器的控制對象上，以影響控制對象的行為。輸出刷新完成后，可編程控制器自動開始新的輸入采樣階段，之后，周而復始地重復上述四個階段，直到可編程控制器關機或進入STOP 狀態。 4 什么是可編程控制器的掃描周期？決定可編程控制器掃描周期的主要因素是什么？掃描周期越長越好還是越短越好？ 可編程控制器的控制程序的各個模塊均被執行一次所需要的時間稱為掃描周期。掃描周期是可編程控制器的一個重要技術指標。 可編程控制器正常工作后，執行通訊處理程序所需要的時間與網絡的復雜程度及通訊的數據量大小有關，執行用戶程序所需要的時間與用戶程序的長短有關，執行其它程序模塊

31、所需要的時間是固定的，所以，可編程控制器的掃描周期的長短主要由通訊時間和執行用戶程序的時間決定。當然，可編程控制器的掃描周期還與CPU的運算速度、I/O 點的多少、擴展模塊的多少有關。 掃描周期反映出可編程控制器的處理速度，越短越好。掃描周期越短，輸入信號和輸出信號的同步性越好。 5 可編程控制器有輸入信號后，將有相應的輸出信號，這兩種信號是否同步？為什么？如果不同步，它們之間的時間差會有多大？ 不同步。 可編程控制器的工作過程主要由輸入采樣、通訊處理、執行用戶程序、輸出刷新四個階段組成，這四個主要工作階段有嚴格的先后順序，一個階段結束后，才開始下一個階段，四個階段在時間上沒有重疊，如圖所示。

32、 輸入采樣階段輸入信號，輸出刷新階段才輸出信號，而輸出刷新階段滯后于輸入采樣階段，因此，可編程控制器的輸出信號滯后于產生這些輸出信號的輸入信號。 約幾個掃描周期。 6 閱讀以下梯形圖，根據已給出的時序圖，畫出指定的時序圖。 2 圖3.28 題6 圖1 圖3.29 題6 圖2 3 圖3.30 題6 圖3 圖3.31 題6 圖4 4 圖3.32 題6 圖5 7 在可編程控制器的輸入端接4 只轉換開關，每只開關代表一個二進制位。在可編程控制器的輸出端接圖3.33 所示的LED顯示器。要求輸入二進制數00001001，在 LED顯示器上顯示相應的十進制數，試設計其控制程序。 圖3.33 LED 管 5

33、 8 有甲乙兩組彩燈，每組有 4 只燈泡。要求甲組彩燈按1/2Hz 的頻率閃爍亮滅時間相等。乙組彩燈按1/4Hz 的頻率閃爍亮滅時間相等，試設計其控制電路。乙組彩燈按1/6Hz 的頻率閃爍亮滅時間相等，試設計其控制電路。 6 7 9 有兩臺電動機M1和M2，啟動時，M1先啟動，M2后啟動；制動時，M2先制動，M1后制動，試設計其控制電路。 10一工作臺由電動機驅動在A 點和B 點間運動。系統啟動后，假設工作臺在 A 點，那么只能向B 點運動；假設工作臺在B 點，那么只能向A 點運動；假設工作臺在A 點和B點之間，工作臺既可以向A 點運動，也可以向B 點運動；工作臺運動至A 點后自動返回B 點，

34、工作臺到達B 點后，自動返回A 點，如此往復，直至按下停止按鈕。試設計能滿足此要求的控制電路。 8 11 電動機M1和M2按圖3.34 規定的方式運轉，試設計其控制電路。 圖3.34 電動機運行時序 9 10 12電動機M1和M2按圖3.35 規定的方式運轉，試設計其控制電路。 圖3.35 電動機運行時序 11 13某設備的潤滑系統要求按以下方式設計： 系統有手動潤滑和自動潤滑兩種工作方式； 手動潤滑采用點動方式； 自動潤滑采用自動間隙潤滑方式，每隔 20s 潤滑一次，每次潤滑的時間為10s； 油泵由電動機驅動。 試設計滿足上述要求的控制系統。 12 14一高速公路上有條長隧道如圖 3.36

35、所示。 圖3.36 隧道平面圖及設備布置圖 右行隧道左端裝有2 組光電開關RTD1 和RTD2每組3 只，右端裝有 2 組光電開關RTD3 和RTD4每組3 只，這些光電開關均安裝在垂直于路面的同一條直線上；隧道內每隔一定距離裝一只信號燈 RHD2 ，共有20只；隧道內每隔一定距離裝一只報警蜂鳴器RS，共有 20只；隧道入口處裝一只禁行信號燈RHD1 。右行隧道的控制要求是：當有車輛逆行時，RHD2 以2Hz 的頻率閃爍亮滅時間相同，蜂鳴器響；當隧道內車輛到達一定數目時，禁行燈RHD1 以1Hz 的頻率閃爍亮滅時間相同。 左行隧道的設備情況及控制要求與右行隧道相同。 試設計能滿足上述要求的控制

36、系統。 15一游樂機的液壓驅動系統如圖 3.37 所示，系統啟動后，三個液壓缸使3 組動物每組3 只按照圖3.38 規定的方式隱身或現身。動物現身后，游戲者擊打動物，擊中一只記1 分；動物隱身后，擊打無效。規定時間到，游戲結束。在規定的時間內得分到達規定值時，那么兩組彩燈每組 20只按圖3.39 規定的方式閃爍30s 后自動停止，之后，可以開始新一輪游戲。在規定的時間內得分未到達規定值時，那么蜂鳴器響20s 后自動停止，之后，可以開始新一輪游戲。試設計其控制程序。 13 圖3.37 液壓驅動系統 圖3.38 動物現身方式 圖3.39 彩燈組合 14習題四 1 什么是順序控制？ 2 什么是步、初

37、始步、轉移、轉移條件、負載？什么是功能流程圖？ 3 什么是狀態繼電器？什么是狀態？什么是狀態轉移圖？ 4 什么是順序控制的單流程結構？舉例說明。 5 什么是順序控制的選擇結構？舉例說明。 6 什么是順序控制的跳轉結構？舉例說明。 7 什么是順序控制的循環結構？舉例說明。 8 什么是順序控制的并行結構？舉例說明。 9 什么是順序控制的組合結構？舉例說明。 10選擇結構的編程原那么是什么？ 11 并行結構的編程原那么是什么？ 12步進梯形圖中，對狀態使用 OUT指令和SET 指令有什么共同點？有什么區別？ 13RET 指令的作用是什么？ 14初始化狀態繼電器的作用是什么？ 15畫狀態轉移圖時，應該

38、注意哪些問題？ 16圖4.42 的狀態轉移圖有何問題？如何改正？ 圖4.42 題16圖 17畫出圖4.43 對應的步進梯形圖并寫出指令程序。 圖4.43 題17圖 18畫出圖4.44 對應的步進梯形圖并寫出指令程序。 圖4.44 題18圖 19畫出圖4.45 對應的步進梯形圖并寫出指令程序。 圖4.45 題19圖 20用 1 個按鈕 SB控制10 只燈HD1 HD10。第 1 次按SB時，HD1 亮；第 2 次按SB時，HD1 滅，HD2 亮；第3 次按 SB時，HD2 滅，HD3 亮；依次類推。第11 次按SB時，HD10滅，HD1 亮，開始新的循環。試設計其控制電路。 21一液壓滑臺由圖

39、4.46 的液壓系統驅動，滑臺的運動過程如圖4.47 所示，滑臺的每個工作階段中，電磁鐵的通斷電情況和每個階段之間的轉移條件如表 4.6所示。試設計該滑臺的控制電路。 圖4.46 題21圖1 圖4.47 題21圖2 表4.6 電磁鐵 滑臺運動 YA 1 YA 2 YA 3 YA 4轉移條件快進 1 0 1 0 SB1一次工進 1 0 0 0 SQ1二次工進 1 0 0 1 SQ2快退 0 1 0 0 SQ3停止 0 0 0 0 SQ022三臺電動機的運行要求如圖 4.48 所示，試設計其控制電路。 圖4.48 題22圖 23四臺電動機的運行要求如圖 4.49 所示，試設計其控制電路。 圖4.4

40、9 題23圖 24一送料系統如圖 4.50 所示。初始時，送料小車停在行程開關 SQ1 處，當按下啟動按鈕SB1 后，小車右行至料斗下，當小車碰到行程開關 SQ2 時，小車制動，料斗放料門開啟。12s 后放料門自動關閉，小車左行，當小車碰到 SQ1 時，小車制動，小車卸料門開啟卸料，卸料時間為10s。小車卸完料后，自動開始下一輪工作，直至按下停止按鈕 SB2 。小車由三相交流異步電動機M 驅動運行。料斗放料門由電磁鐵 YA 2 控制，YA 2 通電時開門。小車卸料門由電磁鐵YA 1 控制，YA 1 通電時開門。試設計小車的控制電路。 圖4.50 題24圖 25圖 4.51 為按鈕式人行橫道交通

41、燈控制系統。車輛信號燈是紅綠黃三色燈，紅燈 RC、綠燈GC、黃燈 YC分別由繼電器KA1 、KA2 、KA3 控制。人員信號燈是紅綠兩色燈，紅燈RM 和綠燈 GM 分別由繼電器 KA4 和KA5 控制。人員過人行橫道時，按下按鈕SB1或SB2 ，信號燈按圖 4.52 的要求工作。在信號燈按圖 4.52 工作期間，再按 SB1 或SB2均不起作用，一輪工作結束后，信號燈自動返回初始狀態：車輛信號燈綠燈亮，人員信號燈紅燈亮。試設計其控制電路。 圖4.51 題25圖1 圖4.52 題25圖2 26圖 4.53 為大小球分檢系統。取球裝置初始時停在行程開關 SQ1 處，原位信號燈 HD亮。系統啟動后，

42、假設接近開關NB 檢測到有球，取球裝置自動下降，用電磁吸盤YA 1 吸取大球或小球。吸到球后，取球裝置自動上升，碰到行程開關SQ3 時，取球裝置右行，行至行程開關SQ4 處放小球，或行至行程開關SQ5 處放大球。放完球后，自動返回SQ1停下，準備開始下一輪循環。取球裝置的升降運動由液壓系統實現，當電磁鐵YA 2 通電時，裝置下降；當電磁鐵 YA 3 通電時，裝置上升；YA 2 和YA 3 都斷電時，裝置保持當前位置。取球裝置的左行和右行通過三相交流異步電動機M 拖動傳送帶實現。當YA 1吸到小球時，SQ2 動作，當 YA 1 吸到大球時，SQ2 不動作。試設計該系統的控制電路。 圖4.53 題

43、26圖 習題五 1 圖5.149 所示梯形圖有無不妥之處？假設有的話，如何改良？ 有 P12應改為P11 M103應改為M101 M8000 應改為其它電器如X005等 圖5.149 題1 圖 2 根據圖5.150 所示的梯形圖和時序圖，畫出M10 、M11 、M12 、M13 的時序圖。 圖5.150 題2 圖 1 3 根據圖5.151 所示的梯形圖和時序圖，畫出M100和M101的時序圖；畫出Kn分別取K0、K1、和K2時Y000的時序圖。 圖5.151 題3 圖 4 根據圖5.152 所示的梯形圖和時序圖，畫出Y000和Y001及M100的時序圖。 圖5.152 題4 圖 2 5 根據圖

44、5.153 所示的梯形圖和時序圖，畫出 M100、M101、T20 常開觸點和Y000的時序圖。 圖5.153 題5 圖 3 6 十進制浮點數-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D17 中，試把圖5.154 補充完整。 圖5.154 題6 圖 7 兩臺電動機M1和M2按圖5.155 的時序運行，試設計其控制電路。 圖5.155 題7 圖 4 8 三臺電動機M1、M2、M3按圖5.156 的時序運行，試設計其控制電路。 圖5.156 題8 圖 5 6 9 搬運機械手系統圖如圖5.157 所

45、示。其它裝置把一垛五塊平板型工件送至A 處，機械手把A 處的工件一塊一塊地搬運到B 處的輸送帶上轉送出去。系統啟動后，輸送帶驅動電動機 M1 立即開始連續工作直到系統停止，而機械手只有接近開關SQ4 檢測到A 處有工件時才開始搬運工作。機械手手臂的升降由升降汽缸RDG1驅動，手臂的回轉由回轉汽缸 RDG2 驅動，機械手上設有7 個檢測塊D0D5 和D7。初始時，接近開關SQ1 位于D0處，A 處有工件時，吸盤下降，SQ1 到達D1處時吸盤吸取工件1 ，吸取完畢，手臂上升，SQ1 到達D0處時，停止上升開始順時針旋轉，轉至設定位置SQ2 接近開關處時，停止旋轉開始下降，下降至 SQ1到達D7處時

46、，停止下降開始釋放工件至輸送帶上，釋放完畢，手臂上升，至SQ1到達D0處，停止上升開始逆時針旋轉，轉至原位 SQ3 接近開關處，完成一次工作循環。機械手自動重復上述過程，直至 A 處的五塊工件全部搬運至B 處。SQ1到達D2處時取工件2 ，SQ1 到達D3處時取工件3 ，SQ1 到達D4處時取工件4 ，SQ1 到達D5處時取工件5 。手臂下降時YA 2 通電，上升時YA 1 通電；手臂順時針旋轉時YA 4 通電，逆時針旋轉時YA 3 通電，放松時YA 0 通電。設計能滿足上述工作要求的控制系統。 7 圖5.157 題9 圖 10步進電動機驅動系統及步進電動機的運行要求如圖5.158 所示。步進

47、電動機為三相電動機，工作方式為三相六拍，步距角為1.5°，脈沖當量為0.01mm步。按下啟動按鈕后，移動部件由A 點移至B 點，然后再由B 點返回至A 點停下，再按啟動按鈕那么開始下一輪循環。步進電動機的正轉過程和反轉過程都由加速、恒速、減速3 個階段組成。電動機加速時，驅動脈沖頻率由 500HZ 變化至2500HZ，恒速頻率為2500HZ，減速時頻率由2500HZ 變化至500HZ 。設計步進電動機的控制系統。 圖5.158 題10圖 11 某攻絲系統如圖5.159 所示。攻絲機的主軸由2 臺三相步進電動機M1和M2驅動旋轉和升降，主軸初始時處于接近開關 SQ1 處。按下啟動按鈕后

48、，旋轉步進電動機主電機M1 啟動正轉，主軸旋轉，同時升降步進電動機進給電動機M2也啟動正轉，主軸下降。主軸下降至接近開關 SQ2 處時，刀尖接觸工件，延時5s ，升降步進電動機M2停車，旋轉步進電動機M1繼續旋轉，直到主軸到達接近開關SQ3 處。主軸到達SQ3 處時，旋轉電動機反轉，刀具退出工件，當主軸退至SQ2 8 圖5.159 題11圖 處時，旋轉電動機停車，由復位彈簧把主軸拉回SQ1 處，完成一次加工過程。系統的進給脈沖當量為0.01mm步，M1和M2的步矩角選為0.75 °，M1的轉速和主軸轉速相同，螺距為1mm，步進電動機的運行要求如圖 5.159 所示。設計攻絲機的控制系

49、統。 12圖5.160 是一電動機驅動系統的測速簡圖，要求電動機的轉速用4 位1 組的LED顯示，試設計測速控制系統。 圖5.160 題12圖 13編程計算ctg135 °tg150 °。 9 10 習題六 1 什么是主機擴展？為什么要進行主機擴展？ 主機擴展是在主機上增加板卡或在主機外掛接電路模塊。 一個系列的可編程控制器產品，一般有幾種型號的主機，每一種主機上的 I/O 點數是固定的，當主機上的I/O 點數不夠用時，要增加I/O 點數，即進行主機I/O 擴展。 主機中的系統軟件具有豐富的功能，例如主機中有A/D 轉換和D/A 轉換指令、有PID 控制指令、有通訊指令、有

50、高速計數指令等，但主機的硬件電路中沒有相應的模塊，欲實現A/D 轉換和D/A 轉換、PID 控制、通訊、高速計數等功能時，需要在主機外附加特殊功能模塊，即進行主機實現特定功能的硬件電路的擴展。 2 FX2N 可編程控制器的擴展設備有哪幾類？各實現什么功能。 FX 系列可編程控制器的擴展設備有擴展單元Extension Unit 、擴展模塊Extension Block、特殊功能模塊Special Function Block 、功能擴展板Extension Function Board 。擴展單元、擴展模塊、特殊功能模塊安裝在主機之外。 擴展單元用來增加I/O 點數，內部有電源。擴展模塊也用來增加 I/O 點數，但內部無電源，要由主機或擴展單元供應電源。特殊功能模塊的硬件電路組成相對完善，有的甚至自帶CPU，主要用來實現一些特殊的功能，如 A/D 轉換和D/A 轉換、高速計數、通訊等。功能擴展板安裝