1、FX2N课后习题参考答案PLC应用基础（三菱FX2N）习题参考答案第1章1.1987年国际电工委员会(International Electrical Committee，IEC)颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。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、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”2. PLC采用串行的工作方式，继电器控制采用
2、并行的工作方式。3. （1）早期的PLC(60年代末70年代中期)早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障指示和能重复使用等。2中期的PLC(70年代中期80年代中、后期)PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块及各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器。3近期的PLC(80年代中、后期至今)超大规模集成电路技术的迅速发展，微
3、处理器的价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的性能普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软硬件功能发生了巨大变化。4. （1）可靠性高，抗干扰能力强（2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强（3）编程语言易学易用（4）系统操作简单，维护方便，容易改造（5）体积小，重量轻，能耗低5.（1）. 开关量的逻辑控制（2）. 模拟量控制（3）. 运动控制（4）. 过程控制（5）. 数据处理（6）. 通信及联网6. （1）中央处理单元中央处理单元是PLC的核心部分，是系统的控制中枢，起着总指挥的作用。（2）存储器PLC的存储器
4、主要是用于存放系统程序、用户程序和工作数据等信息。（3）输入/输出单元输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC通过输入单元把工业设备或生产过程的状态、信息读入，通过用户程序的运算和操作，再把结果通过输出单元输出给执行机构，以实现控制目的。（4）电源PLC配有开关电源，以供内部电路使用。（5）编程装置编程装置的作用是用于编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。（6）通信接口PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。
5、（7）智能接口模块能接口模块是一独立的计算机系统，它具有独立的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。（8）其它外部设备除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。7. 在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来其主要有以下几个方面功能：1）接收、存储从编程器输入的用户程序和数据。2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。3）通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器中。4）从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。5）根据执行的结果，更新有关标志
6、位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。PLC中所配置的CPU随机型不同而不同，主要有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器（如AMD29W等）。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。8. （1）继电器输出型（2）晶体管输出型（3）双向晶闸管输出型其中，继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动
7、作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。9.串行循环扫描的工作方式。用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。这种工作方式稳定，但会有一定滞后。10. 梯形图编程语言、指令表编程语言、顺序功能图编程语言、功能模块图编程语言和结构化语句编程语言。11. FX2N是FX系列PLC中功能最强、速度最高的微型PLC。它的基本指令执行速度高达0.08s，远远超过很多大型PLC，用户储存的容量可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，有模拟量输入
8、/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置定位模块、多种RS-232C/RS-422/RS-485串行通信模块或扩展板，以及模拟定时器功能扩展板。使用特殊功能模块和功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制以及联网通信等功能。FX2N系列PLC有3000多点辅助寄存器、1000多点状态、200多点定时器、200点16位加计数器、30多点32位加减计数器、800多点数据寄存器、128点跳步指针和15点中断指针。FX2N系列PLC除了具有基本的逻辑控制指令外，还具有128种应用指令，具有中断输入处理、修改输入滤波时间常数、数学运算、数据排序、PID运算、三角函数运算、脉冲输出、脉宽调制、BCD与
9、BIN码转换和数据传送等。12. PLC经过几十年发展，已广泛应用在国民经济乃至人们的日常生活等各个方面。PLC已经成为了现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。目前PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。PLC的发展趋势主要体现在以下几个方面：（1）开放和基于工业PC控制（2）Ethernet的扩展与进一步容纳Web技术（3）过程控制应用（4）冗余特性（5）硬件与软件（6）适合PLC应用的智能I/O模块第2章1. M8000 PLC运行时接通，可用于运行监控；M8002 仅在PLC运行的第一个周期内产生一个脉冲（初始脉冲），可用于初始化处理；M801
10、2 产生100ms的时钟脉冲；M8013 产生1s的时钟脉冲；M8033 PLC运行停止时保持输出；M8034 输出全部禁止。2. （1） （3）（2） （4） （4）多重输出指令应用3. （a）（b）(b)种写法较合理。4. (1)图延时时间为21s (2)图延时时间为180s5. 6. X0为低速启动按钮，X1为高速启动按钮，X2为停止按钮，Y0为低速运转线圈，Y1为高速运转线圈。7. 其中，X0为启动按钮，X1为停止按钮，X2为复位按钮；Y0为油泵电动机，Y1为主轴电动机。8. 9. 输入输出说明：输入输出启动按钮X0小车右行Y0SQ1X1小车左行Y1SQ2X2SQ3X3停止按钮X410
11、.X0为启动按钮，X1为停止按钮，X2为复位按钮；Y0Y4分别对应四台电动机M1M4。11. 12. I/O分配表：输入输出启动按钮SB2X2主接触器KMY1停止按钮SB1X1星形连接接触器KMYY2三角形连接接触器KMY3梯形图：第4章1. 说明状态编程思想的特点及应用场合。状态编程思想特点如下：（1）复杂的控制任务分解成了若干个工序，有利于程序的结构化设计。（2）工序任务明确且具体，方便局部编程。（3）可读性强，容易理解，能清晰反映整个工艺流程。适用于顺序控制场合，尤其是机械控制领域。2. 3. 输入输出SBX0YV1Y1SQ1X1YV2Y2SQ2X2YV3Y3SQ3X3YV4Y4SQ4X
12、4YV5Y5SQ5X5YV6Y6SQ6X6YV7Y7SQ7X7YV8Y10SQ8X104. 绘出图4-38和图4-39对应的状态梯形图并对其进行编程（1）（2）5. 输入输出分配：输入输出SBX0YV1Y1SQ1X1TV2Y2SQ2X2YV3Y3SQ3X3梯形图：6. 第5章1.选择题（1）C；（2）C；（3）B；（4）A；（5）C；（6）D；（7）D；（8）D；（9）A；（10）C。2. 操作数K2Y10表示几组位元件？由哪些软元件组成的几位数据？答：2组，由Y10Y17组成的8位数据。3. 什么是应用指令中的连续执行和脉冲执行方式？答：脉冲执行方式是指在执行条件满足时仅执行一个扫描周期；而
13、连续执行方式是指在执行条件满足的每个扫描周期都要被执行。4. 结果为：Y2=15. 用X0控制8个彩灯Y0Y7的移位，控制要求：每隔1s移一位，用X1控制左移或右移，用MOV指令将彩灯的初值设定为十六进制数H0F（Y3Y0为1），设计出梯形图程序。题5图6. 用应用指令改变计数器C0的设定值，当X1X0=00时，设定值为20；当X1X0=01时，设定值为30；当X1X0=10时，设定值为40；当X1X0=11时，设定值为50。当计数器达到设定值时Y0得电。7. 根据控制要求画梯形图，并写出程序。1）当X0=1时，将一个BCD数存放在数据寄存器中。2）当X1=1时，将K2X0表示的BCD数存放到
14、数据寄存器中。3）当X2=1时，将K0传送到数据寄存器D0D10中。8. 用ALT指令设计用按钮X0控制Y0的电路，实现用X0输入4个脉冲，从Y0输出一个脉冲。题8图第6章1.选择题(1）D (2)C (3) (4)C (5)A2.简答题（1）答：FX2N系列PLC特殊功能模块有：模拟量输入/输出模块；高速计数模块；脉冲定位模块；旋转角度检测模块；通信接口模块；人机界面GOT。例如：模拟量输入模块FX2N-4AD、模拟量输出模块FX2N-2DA、高速计数模块FX2N-1HC和脉冲输出模块FX2N-1PG。（2）答：定位控制模块主要有高速计数模块、脉冲输出模块、定位控制模块和旋转角度检测等控制模
15、块。高速计数模块可将计数结果直接进行比较和输出。脉冲输出模块用于控制运动物体的位置、速度和加速度。定位模块可进行一点的简单定位到多点的定位。旋转角度检测模块可以用来实现高精度角度位置检测。（3）答： FROM指令将编号为m1（07）的特殊功能模块中的缓冲寄存器（BFM）编号为m2（031）开始的n个数据读入到PLC中，并存储于PLC从以D开始的n个数据寄存器内。n是指定模块与PLC之间传送的字数，16位操作数时n=132，32位操作数时n=116。TO指令将PLC中指定的以S元件为首地址的n个数据，写入到编号为m1（07）的特殊功能模块，并存入该特殊功能模块中以m2（031）为首地址的缓冲寄存
16、器（BFM）中。n是指定模块与PLC之间传送的字数，16位操作数时n=132，32位操作数时n=116。（4）FX2N-4AD模拟量输入模块与FX2N-48MR-001连接，仅开通CH1、CH2两个通道，作为电压输入，计算4次取样的平均值，结果存入PLC的D1、D2中，试编写程序。解：第7章1.选择题(1）A (2)B (3)B (4)D (5)B2.简答题（1）答：PLC的通信指的是PLC之间、PLC与PC、PLC与现场设备之间的信息交换。PLC网络传送数据的方式绝大多数为串行方式。PLC常采用RS-232、RS-422和RS-485标准的串行通信接口进行数据通信。（2）答：无协议通信方式可
17、以方便可编程控制器与计算机（读码机、打印机）之间进行通信，并能够通过RS指令实现串行通信。第8章1. PLC系统设计一般分为哪几个步骤？答：主要包括控制系统的总体设计、硬件设计、软件设计、系统调试以及编制技术文件等环节。2. PLC的选型要考虑哪些因素？答：PLC的结构、I/O点数、存储容量、响应时间、输入输出模块及特殊功能模块的选择等。3. PLC控制系统安装布线时应注意哪些问题？答：PLC远离干扰源、屏蔽线的选择、走线方式、信号的隔离、标准信号传输、屏蔽线接地以及电缆的敷设等。4. 如何提高PLC控制系统的可靠性？答：（1）适合的工作环境：环境温度适宜、环境湿度适宜、注意环境污染、远离振动和冲击源、远离强干扰源；（2）合理的安装与布线：注意电源安装、远离高压、合理的布线；（3）正确的接地；（4）必须的安全保护环节：短路保护、互锁与联锁措施、失压保护与紧急停车措施；（5）必要的软件措施：消除开关量输入信号抖动、故障的检测与诊断、消除预知干扰；（6）采用冗余系统或热备用系统：冗余系统和热备用系统。5. 试用梯形图设计一个控制电路，实现一台电动机正反转连续运行、点动运行及停止的控制，并编写出程序清单。LD Y0ANI X2OR X1OR X2ANI X0ANI Y1OUT Y0LD Y1ANI X4OR X3OR X4ANI X0ANI Y0OUT Y1题5图
