工厂电气控制技术第三章习题参考答案.docx
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工厂电气控制技术第三章习题参考答案
第三章习题参考答案
1、何谓编程语言?
PLC常用的编程语言主要有哪几种?
解:
编程语言就是用户程序的表达方式。
PLC常用的编程语言主要有:
梯形图、指令语句、
顺序功能图(SFC)、级式编程语言(stage)、逻辑图编程语言、高级编程语言等几种方式。
2、梯形图与继电器控制线路图有哪些异同点?
解:
相同点:
两种图的结构类似,采用类似的图形符号。
不同点:
第1,继电器线路图为并行工作方式;梯形图为串行工作方式。
第2,继电器线路图中常开、常闭接点的数量有限;梯形图中各类软器件用于内部编程的
常开、常闭接点使用次数不受限制。
3、为什么在梯形图中软器件接点的使用次数不受限制?
解:
因为PLC内部调用的常开、常闭触头实质是位元件的电平信号,而内部电子电路采用
的CMOSRAM电子电路功耗极小,从而在有限的用户程序容量内其使用次数不受限制。
4、在梯形图中地址相同的输出继电器重复使用会带来什么结果?
解:
plc在扫描的时候,最后扫描到的状态就是输出状态,即使你开始的程序中输出为1,
如果最后的扫描为0的话,输出也是零。
5、FX2系列PLC的基本指令有几条?
各条指令的功能是什么?
写出图3-92所示梯形图的语
句表。
解:
基本指令是实现PLC基本指令功能即逻辑运算、顺序控制、定时与计数控制的指令系统。
一共20条。
各指令的功能见表3-5所示。
表3-5基本指令功能表
指令助记符
指令功能
操作数
程序步数
LD
从公共母线开始取用常开接点(取)
、T、CSX、Y、M、
1
LDI
从公共母线开始取用常闭接点
、CX、Y、M、S、T
1
OUT
线圈驱动(输出),线圈并联可连续使用
Y、M、S、T、C后紧跟常数)C、T(
M-Y、1S、特殊M-2T-35C-3至
AND
串联一个常开接点(与)
T、C、、、X、YMS
1
ANI
串联一个常闭接点(与非)
、、M、STC、、XY
1
OR
并联一个常开接点(或)
、XYT、C、、M、S
1
ORI
并联一个常闭接点(或非)
、M、、XYST、、C
1
ANB.
两块电路串联(块与)
无
1
-1-
ORB
两块电路并联(块或)
无
1
(MPSPush)
进栈
无
1
(Read)MRD
读栈
无
1
MPP(Pop)
出栈
无L
1COM1
PLS(Palse)
信号上升沿微分输出(一个扫描周期)
Y、M(特殊M除外)N
2COM2
PLF
信号下降沿微分输出(一个扫描周期)
Y、M(特殊M除外)
2
SET
被操作数元件置位并保持
Y、M、SX0PLCFX1S-30MR-001X1
Y、M12S、特殊MY1
RST(Reset)
被操作数元件复位并保持或清零
Y、M、ST、CD、V、Z、X2
、YM1M、S、TC、特殊2、特殊D3ZD、V、Y2
PLS
信号上升沿微分输出
MY、M(特殊除外)X3
2
PLF
信号下降沿微分输出
M(特殊M除外)Y、COM
2
SET
被操作元件置位并保持
、Y、MS
、YM1S、特2M
RST
被操作元件复位并保持清零
Y、M、S、D、V、Z、T、C
Y、M1S、T、C、特M2
D、V、Z、特D2
NOP
空操作无动作
无
1
END
程序结束回到第0步
无
1
MCN级号
主控电路块起点
MY、(除特殊M)
3
MCR级号N
主控电路块终点
N(嵌套级号)
2
-2-
6、FX2系列PLC的步进指令有几条?
各有什么用途?
写出图3-93所示状态转移图的等效梯
形图和语句表。
解:
PLC的步进指令有两条:
——设置表示。
SETSTLS。
的符号由步进开始指令,操作元件是状态器STL
一个状态后,则另一个状态复位。
表示步进结束。
RET后必须使用步进结束指令,无操作目标元件,在一系列RETSTL
-3-
-4-
7、FX2系列PLC的功能指令有多少条?
其用途是什么?
如何计算功能指令块的程序步?
写
-5-
出图3-94所示梯形图的语句表。
解:
FX2的PLC功能指令可分为程序流向控制、数据传送与比较、算术与逻辑运算、数据循
环与移位、数据处理、高速处理、方便控制和外部设备通信等8种类型共97条。
编号为
FNC00~FNC99(其中FNC87、FNC89、FNC99不可用)。
通常采用操作码点1步,每种16位操作数占2步,每种32位操作数点4步的原则来计
算功能指令块的程序占用步数。
8、设计一个用户程序,当输入条件满足是时,依次将C0~C9的当前值转换成BCD码送到输
出元件K4Y0中,画出梯形图。
(提示:
用一个变址寄存器Z,首称0→(Z)每次(C0Z)
→(D0Z),(Z)+1→(Z),当(Z)=9时,Z复位从头开始。
解:
9、设计一个控制交流电动机正转、反转和停止的用户程序,要求从正转运行到反转之间的
-6-
延时。
2S切换必须有解:
QF1L1
L1L2NL3FU4QF2QF1FU5FU3FU1~KM2KM1FR
MPE
KM1
KM2
KM2FR
SB1
SB2KM1SB3
10、FX2系列PLC提供多少个中断源?
中断标号I866表示什么意思?
解:
FX2系列PLC提供了9个中断点;其中X0~X5为6个外部中断源入口,3个内部专用定
时器发出内部中断。
中断标号I866表示内部定时中断号为8,每隔66ms就执行一次标号为I866后面的中
断服务子程序,并根据IRET指令返回。
11、扫描图3-95所示梯形图,在什么情况下M60状态由0到1?
-7-
解:
BON是位判别指令,其功能是判断源数第n位的状态并将结果存放到目标元件中。
题中
指令是当M8000置1时(PLC开机运行程序时),判别源数寄存器D80中的第5位数的状态,
并把结果存入M60中。
当D80的第5位数是1时,M60状态就会由0到1。
12、图3-96是一个条转速测量指令,试问脉冲发生器产生的脉冲由何处输入?
其测周期
T等于多少?
在扫描该梯形图时D10~D12中存放什么内容?
解:
SPD速度检测指令,指令功能是在源数S2设定的时间内,对源数S1输入脉冲进行计数,
计数当前值存目标元件D+1,终值存目标元件D,当前计数剩余时间存目标元件D+2。
指令
采用高速计数和中断处理方式,计数脉冲从高速输入端X0~X5输入。
题中指令的作用是:
当M8000置1时,在30ms内对X1输入的脉冲进行计数。
因此脉冲
是从X1处输入,测速周期T=30ms。
D10存放的是计数终值,D11存放的是计数当前值,D12
存放的是计数剩余时间。
13、图3-97是一条拨码盘数据输入指令,X10是源数首址,占用多少个开关量输入?
其
用途是什么?
Y20、D0是目的操作数首址,各占用几个位元件和字元件?
其用途是什么?
常数K2表示什么?
解:
DSW是一组或两组拨码盘BCD码数据输入指令,16位操作码。
其功能是用来读入一个或
两个数字开关的BCD码设定数据。
源操作数S只能选用开关量输入X。
目的操作数D1只能
选用Y。
题中所示指令:
n=2表示两组数据输入(K=2),X10~X17共8个开关量输入。
Y20~Y23(4个位元件)依次产生100ms选用脉冲,将X10~X17输入数据读入D0~D1中
(2个字元件)。
14、图3-98是一条BCD码数据输出显示指令,D0是源数首址,占用几个字元件?
其作
用什么?
Y0是目的操作数首址,占用多少个开关量输出?
它们的作用是什么?
常数K6
表示什么?
其取值范围是多少?
解:
SEGL是带锁存七段BCD码显示指令,16位操作指令。
该指令仅适用于晶体管输出方式
的PLC。
其功能是将一个或两个十进制源数S写到一组或两组4路扫描的目标输出软元直接
驱动一组或两组七段数码管显示。
指令中的常数n取值范围为0~7。
FX2系列PLC在显示一
组BCD码数时,取n=2,显示两组BCD码数时,取n=6。
题中指令的n=6表示显示两组BCD数,因此D0~D7,D10~D13共计12个字元件,用于
存放BCD数。
Y0~Y213共计12个开关量输出,用于驱动数码管。
15、图3-99所示梯形图中,WDT指令的作用是什么?
在什么情况下必须使用该指令?
在
扫描该梯形图时,为什么会造成死循环?
解:
WDT/WDT(P)(FNC07)是PLC的刷新警戒定时器指令。
警戒定时器是一个专用监视定时
器,其设定值存放在专用数据寄存器D8000中,默认值为100ms,其计时单位为ms。
在不执
行WDT指令时每次扫描到END或FEND指令,就刷新警戒定时器当前值,当程序扫描周期超
过100ms或专门设定值时,其逻辑线圈被接通,CPU立即停止扫描用户程序,切断所有输出
并发出报警显示信号。
当程序的扫描周期大于100ms,需要使用此指令避免错误。
PLC在开机运行时,M8000就处于置1状态,执行WDT指令,T100开骀计时工作,10S
-8-
后T100常开触头闭合,常闭触头断开,程序不会跳转到P10处执行WDT指令。
但是,由于
定时器T100的当前值须在扫描END或FEN指令时才会被刷新,而扫描梯形图时由于定时器
T100当前值不会被刷新,始终为0其逻辑线圈不可能接通,造成T0常闭触头闭合,程序运
行返回P10处。
这样就构成死循环。
16、试设计一个控制拣球机械手动作的用户程序。
其控制要求是:
当吸盘在初始原位时
(左上方左限SQ1上限SQ3受压),按下起动按钮SB1,机械手按如下顺序将大球或小球
分别自动放入各自的箱件内:
原位
SQ1+SQ3+
SB1±
左限
SQ1+下行左行
大于下行延时上限全程时间1SSQ3+上行大球下限不小球下限受受压SQ2-压SQ2+吸盘抓吸盘放大大球通电球断电下限延时SQ2+1S下行上行
上限小球右大球右
SQ3+限SQ5+限SQ4+
右行
如此循环,若按下停止按钮SB2,待一个循环结束,机械手在原位停止运行。
解:
机械手的上、下、左、右行、夹紧与放松由气动电磁阀或液压电磁阀控制。
设计步骤分
为三步,第一步分配I/O点数,第三步控制电路设计,须有必要的短路保护和联锁保护。
第
三步程序设计,采用SFC编程。
第一步,I/O点数分配
输出点输出信号输入信号输入点
KA1SQ1机械手左行电磁阀控制继电器吸盘左限行程开关X1Y1
KA2SQ2机械手下行电磁阀控制继电器吸盘下限行程开关X2Y2
KA3机械手上行电磁阀控制继电器吸盘上限行程开关SQ3X3Y3
KA4SQ4机械手右行电磁阀控制继电器小球右限行程开关X4Y4
机械手夹紧与放松(抓放大球)SQ5大球右限行程开关Y5X5
KA5电磁阀控制继电器
KM1SB1电磁吸盘控制接触器启动按钮Y6X6
SB2停止按钮X7
-9-
第二步,控制电路设计
L1
L2QF1FU2FU1~
KA1KM1KA5KA4KA2KA3
YV5YV3YV1YV2YHYV4
PE
电磁阀的电磁线圈。
YH:
电磁吸盘的电磁线圈;YV
L1
N
FU3QF2
FU4LCOM1
NCOM2
COM3SQ1X1KA1KA4SQ2Y1X2KA2SQ3X3PLCKA3Y2FX1S-30MRSQ4X4KA3KA2SQ5Y3X5KA4SB1X6KA1Y4SB2X7KA5KM1COMY5KM1KA5
Y6
-10-
第三步,PLC程序设计
M8002S0X1
X3X6Y3S21Y2行下T1T1K10
X2X2Y6Y5小抓Y5S22Y6球大抓S23T2T3K10T3T2K10
Y2Y3S24上行
X3Y1Y4S25右行X5X4
Y3
Y2S26下行
X2
Y5Y6Y5S27S28RSTY6RST
Y5Y6
Y2Y3S28上行
X3Y4Y1S29行左X2X7
-11-
发出信号并ST1A点,光电开关17、有一条PLC控制的产品检验传输线,当产品传送到
C,ST2=1为合格产品,传送带继续将产品送到前面由ST2检查产品合格与否。
若ST1=1
。
号机械手将合格产品放入成品箱内(设计中不包含该机械手的控制)点停止运行。
由2
号机械手将次品放入次品点停止运行,由1若ST=1,ST2=0则为次品,传送带运行到B
)→缩1S1S)→旋转(1S)→放松(箱内。
机械手的动作顺序是:
伸出(1S)→夹紧(
延时,传送带自动起动运行。
原位等待。
机械手一旦复位经1S回(1S)→旋转(1S)→
。
起动停止机械手的动作由液压电磁阀(均为单向阀)控制(线圈得电动作,失电复位)
(修改)运行由面板上的按钮控制。
试设计其用户程序。
解:
点数,第三步控制电路设计,须有必要的短路保护设计步骤分为三步,第一步分配I/O
编程。
和联锁保护。
第三步程序设计,采用SFC
第一步,I/O点数分配
输入信号输入点输出信号输出点
产品检验信号开关ST1机械手伸出电磁阀控制继电器KA1X1Y1
产品检验信号开关ST2机械手夹紧电磁阀控制继电器KA2X2Y2
B点行程开关SQ1机械手旋转电磁阀控制继电器KA3X3Y3
C点行程开关SQ2机械手缩回电磁阀控制继电器KA4X4Y4
启动按钮SB1机械手放松电磁阀控制继电器KA5X5Y5
停止按钮SB2电机运行控制交流接触器KM1X6Y6
第二步,控制电路设计FU4
L1
N
QF2
FU5LCOM1
NCOM2
COM3SQ1X1KA1KA4SQ2Y1X2KA2ST1X3PLCKA2Y2FX1S-30MRST2X4KA3SB1Y3X5KA4SB2X6KA1Y4COMKA5KA5
Y5KM1
Y6
-12-
L1
L2
L3
FU3FU1~QF1KA5KA3KA4KM1KA1KA2
YV5YV1YV4YV3YV2
MPE程序设计第三步,PLC
M8002S0X5传送带Y6S21前行X1X2X2点点CBX4X3
传送带传送带S22S23Y6Y6RSTRST停止停止Y6Y6Y4号2调用机械手成品S24Y1S25机械手CALLPX处理伸出子程序T1T1K10Y5机械手Y2S26夹紧T2T2K10
机械手Y3S27旋转T3T3K10Y2机械手S28Y5放松T4T4K10Y1机械手S29Y4缩回T5T5K10机械手S30Y2旋转T6T6K10
T7S31延时1SK10T7X6-13-
18、试设计一个用户程序,要求按下起动按钮后,(Y0~Y47)40个输出中每次有2个为
1,每隔6S变化1次,即先是Y0、Y1为1,6S切换成Y2、Y3为1(Y0、Y1变为0),依
次类推,直至Y46、Y47为1,6S后从到开始,循环100次后自动停止运行。
要求分别采
用基本指令、步进指令和功能指令等不同方法设计。
(考虑不采用功能指令编程,程序很
长,为了节省时间。
题目内容改为:
输出Y0~Y5,循环次数为3次。
增加一个停止按钮,
按下停止按钮后,待本次循环结束后停止运行。
其它不变。
)
解:
第一步,I/O点分配。
启动按钮SB1:
X1,停止按钮:
X2。
第二步,程序设计。
采用基本指令:
-14-
采用步进指令:
-15-
采用功能指令(改为输出Y0~Y15):
-16-
19、FX系列PLC的X6端输入一个脉冲宽度为400uS的引导脉冲,X2、X3与被主脉冲相
接。
试设计一个测量主脉冲宽度的用户程序,同时要求将测得主脉冲宽度存D0中(测量
精度为±0.1ms)。
解:
X10外接启动按钮,M8099为0.1ms脉冲计数器启动信号,D8099为0.1ms脉冲循环计
数当前值,M2,M3为中断标志。
-17-
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- 工厂 电气控制 技术 第三 习题 参考答案