第二篇可編程序控制器及其應(yīng)用第七章可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí)7-1.選擇題1.PL.編程語(yǔ)言中,哪種是常用的圖形化語(yǔ)言？A.指令..B.梯形..C.功能塊..D.結(jié)構(gòu)化文本答案：B2.PL.的核心部件是？A.電源模.B.輸入模.C.CP.D.輸出模塊答案：C3.以下哪種不.PL.的編程語(yǔ)言？A.L..B.ST..C.V..D.FBD答案：C4.定時(shí).TO.的功能是？A.通電延.B.斷電延.C.保持型通電延.D.脈沖定時(shí)器答案：A5..PL.梯形圖中某一輸出繼電器的線圈“通電”,對(duì)應(yīng)的輸出端口？A.有信號(hào)輸.B.無(wú)信號(hào)輸.C.不確.D.以上都不對(duì)答案：A6..PL.處.STO.模式時(shí)？A.不執(zhí)行程.B.執(zhí)行部分程.C.執(zhí)行所有程.D.隨機(jī)執(zhí)行程序答案：A7.計(jì)數(shù).CT.是？A.加計(jì)數(shù).B.減計(jì)數(shù).C.加減計(jì)數(shù).D.以上都不對(duì)答案：A8.以下哪種屬.PL.的內(nèi)部編程元件？A.接觸.B.熱繼電.C.輔助繼電.D.按鈕答案：C9.PL.掃描周期不包括以下哪個(gè)階段？A.輸入采.B.程序執(zhí).C.輸出刷.D.故障診斷答案：D10.編程語(yǔ)言中,指令表用什么表示操作數(shù)？A.助記.B.圖形符.C.文字符.D.數(shù)字答案：A11.PLC的全稱是什么？A.可編程邏輯控制器B.可編程邏輯計(jì)算機(jī)C.可編程邏輯電路D.可編程邏輯設(shè)備答案：A12.PLC通常用于什么領(lǐng)域的自動(dòng)化控制？A.家庭自動(dòng)化B.工業(yè)自動(dòng)化C.農(nóng)業(yè)自動(dòng)化D.醫(yī)療自動(dòng)化答案：B13.PLC的工作原理是基于什么？A.電子電路B.機(jī)械原理C.繼電器邏輯D.人工智能答案：C14.PLC的輸入/輸出接口通常用于連接什么？A.傳感器和執(zhí)行器B.顯示器和鍵盤(pán)C.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和打印機(jī)D.電源和電池答案：A15.PLC的編程語(yǔ)言中，梯形圖屬于哪一類？A.文本編程語(yǔ)言B.圖形編程語(yǔ)言C.機(jī)器碼D.匯編語(yǔ)言答案：B16.PLC的掃描周期包括哪些階段？A.輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新B.輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理C.輸入采樣、數(shù)據(jù)處理、輸出刷新D.輸入處理、程序執(zhí)行、輸出采樣答案：A17.PLC的存儲(chǔ)器中，哪一部分通常用于存儲(chǔ)用戶程序？A.RAMB.ROMC.EPROMD.EEPROM答案：A18.PLC的哪個(gè)部分負(fù)責(zé)解釋和執(zhí)行用戶程序？A.輸入/輸出模塊B.CPUC.電源模塊D.通信模塊答案：B19.PLC的哪種通信協(xié)議常用于工業(yè)以太網(wǎng)？A.RS-232B.RS-485C.ModbusD.Ethernet/IP答案：D20.PLC的哪種故障診斷方法可以在線進(jìn)行？A.離線模擬B.離線測(cè)試C.在線監(jiān)控D.手動(dòng)檢查答案：C7-2.判斷題1.PL.只能控制數(shù)字量。(×)2.梯形圖中,線圈可以直接與左母線相連。(×)3.定時(shí)器的設(shè)定值可以是常數(shù),也可以是變量。(√)4.繼電器輸出.PL.可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載和直流負(fù)載。(√)5.PL.掃描周期是固定不變的。(×)6.結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言是一種高級(jí)編程語(yǔ)言。(√)7.輸入繼電器可以由程序驅(qū)動(dòng)。(×)8.功能塊圖比梯形圖更適合復(fù)雜邏輯控制。(√)9.計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值后,計(jì)數(shù)器動(dòng)作。(√)10.PL.的輸出端口只能連接一個(gè)負(fù)載。(×)11.PLC是一種通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。(√)12.PLC只能用于簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制。(×)13.PLC的輸入/輸出接口可以直接連接到傳感器和執(zhí)行器。(√)14.PLC的存儲(chǔ)器中，RAM是易失性存儲(chǔ)器。(√)15.PLC的掃描周期是固定的。(×)16.PLC的梯形圖編程語(yǔ)言是一種圖形編程語(yǔ)言。(√)17.PLC的通信協(xié)議Modbus僅用于串行通信。(×)18.PLC的故障診斷只能在離線狀態(tài)下進(jìn)行。(×)19.PLC的CPU是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。(√)20.PLC的EPROM是一種可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器。(×)7-3.簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述PLC的掃描工作原理。答案:PLC采用循環(huán)掃描工作方式,依次進(jìn)行輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。輸入采樣時(shí)采集輸入信號(hào)狀態(tài)存入輸入映像寄存器;程序執(zhí)行按梯形圖順序運(yùn)算;輸出刷新將輸出映像寄存器狀態(tài)送到輸出端口。不斷循環(huán)此過(guò)程。2.梯形圖編程的基本規(guī)則有哪些？答案:線圈不能直接與左母線相連;觸點(diǎn)不能放在線圈右邊;同一編號(hào)的繼電器線圈在一個(gè)程序中只能出現(xiàn)一次;梯形圖按從左到右、從上到下順序編寫(xiě)。3.說(shuō)明定時(shí)器和計(jì)數(shù)器.PLC編程中的作用。答案:定時(shí)器用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制,可設(shè)置定時(shí)時(shí)間,按設(shè)定時(shí)間延時(shí)動(dòng)作。計(jì)數(shù)器用于對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),達(dá)到設(shè)定計(jì)數(shù)值時(shí)動(dòng)作,常用于統(tǒng)計(jì)數(shù)量、順序控制等。4.比較繼電器輸出和晶體管輸出的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：繼電器輸出優(yōu)點(diǎn)是可帶交直流負(fù)載,電壓范圍廣,觸點(diǎn)容量大；缺點(diǎn)是動(dòng)作速度慢,壽命短。晶體管輸出優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作速度快,壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是只能帶直流負(fù)載,負(fù)載電流較小。5.簡(jiǎn)述PLC的主要功能。答案：PLC的主要功能包括邏輯控制、順序控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、數(shù)據(jù)處理、通信以及故障診斷等。6.描述PLC的掃描周期的主要階段。答案：PLC的掃描周期主要包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。7.說(shuō)明PLC的編程語(yǔ)言有哪些，并簡(jiǎn)述它們的特點(diǎn)。答案：PLC的編程語(yǔ)言主要包括梯形圖、功能塊圖、指令列表和結(jié)構(gòu)化文本。梯形圖直觀易理解，功能塊圖模塊化強(qiáng)，指令列表接近匯編語(yǔ)言，結(jié)構(gòu)化文本類似高級(jí)編程語(yǔ)言。8.闡述PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)。答案：PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)包括高可靠性、靈活性、易于編程、維護(hù)方便、功能強(qiáng)大、成本效益高等。9.什么是可編程序控制器（PLC）？與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比，其主要優(yōu)勢(shì)是什么？答案：PLC是一種專門(mén)為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，通過(guò)可編程存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制等功能。優(yōu)勢(shì)包括靈活性強(qiáng)、可靠性高、易于擴(kuò)展和維護(hù)。10.PLC最初是為解決什么問(wèn)題而誕生的？答案：PLC最初是為了替代汽車制造行業(yè)中復(fù)雜的繼電器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)流程。11.PLC的基本組成包括哪些模塊？簡(jiǎn)述CPU模塊的功能。答案：基本組成包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出模塊、電源模塊和通信模塊。CPU模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶程序、處理數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)各模塊工作。12.輸入模塊和輸出模塊的作用分別是什么？答案：輸入模塊將外部傳感器或開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；輸出模塊將PLC的處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如接觸器、指示燈）的控制信號(hào)。13.PLC的工作模式有哪些？掃描周期分為哪幾個(gè)階段？答案：工作模式包括運(yùn)行（RUN）、停止（STOP）和編程（PROGRAM）。掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。14.為什么PLC采用“循環(huán)掃描”的工作方式？答案：循環(huán)掃描確保程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，避免因輸入信號(hào)瞬時(shí)變化導(dǎo)致邏輯混亂，同時(shí)簡(jiǎn)化程序結(jié)構(gòu)。15.列舉PLC的3個(gè)核心性能指標(biāo)，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其意義。答案：①I/O點(diǎn)數(shù)：決定系統(tǒng)規(guī)模；②存儲(chǔ)容量：影響程序復(fù)雜度；③掃描速度：決定實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。16.簡(jiǎn)述PLC在抗干擾能力方面的特點(diǎn)。答案：PLC采用光電隔離、濾波電路、冗余設(shè)計(jì)等技術(shù)，能有效抑制電磁干擾，適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境。17.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3規(guī)定的PLC編程語(yǔ)言有哪些？答案：梯形圖（LD）、指令表（IL）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）和結(jié)構(gòu)化文本（ST）。18.梯形圖編程語(yǔ)言的基本元素有哪些？舉例說(shuō)明其邏輯表達(dá)方式。答案：基本元素包括常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。例如，串聯(lián)常開(kāi)觸點(diǎn)表示“與”邏輯，并聯(lián)觸點(diǎn)表示“或”邏輯。7-4.綜合題1.在PLC編程中，如何提高程序的可讀性和可維護(hù)性？答案:合理使用注釋,清晰說(shuō)明程序功能、變量含義等;采用結(jié)構(gòu)化編程,將程序分成多個(gè)功能塊;變量命名規(guī)范,使用有意義的名稱;繪制程序流程圖輔助理解程序邏輯。2.PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),一般從哪些方面進(jìn)行排查？答案:先檢查硬件,包括電源、I/O模塊、連接線路是否正常；再查看PLC的運(yùn)行狀態(tài)指示燈；接著檢查程序,看是否有邏輯錯(cuò)誤、變量異常；還可通過(guò)監(jiān)控功能查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),分析故障原因。3.討論不同PLC編程語(yǔ)言在實(shí)際應(yīng)用中的適用場(chǎng)景。答案：梯形圖直觀易懂,適合初學(xué)者和簡(jiǎn)單邏輯控制；指令表適合熟悉匯編語(yǔ)言的人,用于快速編寫(xiě)代碼；功能塊圖適合復(fù)雜邏輯和功能模塊化設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)化文本適合高級(jí)編程和復(fù)雜算法實(shí)現(xiàn)。4.談?wù)凱LC技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。答案：未來(lái)PLC會(huì)向小型化、高集成度發(fā)展,具備更強(qiáng)的通信能力,實(shí)現(xiàn)與多種設(shè)備互聯(lián)互通；編程語(yǔ)言更豐富且易用；處理速度更快,能應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的控制任務(wù)；智能化水平提高,融入人工智能等技術(shù)。5.討論P(yáng)LC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化中的重要性。答案：PLC作為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的核心，其重要性體現(xiàn)在其能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯，提高生產(chǎn)效率和安全性，降低人工成本，以及其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和通信能力。6.探討PLC編程的發(fā)展趨勢(shì)。答案：PLC編程的發(fā)展趨勢(shì)包括向更高級(jí)的編程語(yǔ)言發(fā)展，如結(jié)構(gòu)化文本；集成更多的人工智能算法；以及與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的深度融合。7.分析PLC在不同工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例。答案：PLC在汽車制造、食品加工、化工、制藥等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，如在汽車制造中用于自動(dòng)化裝配線，在食品加工中用于質(zhì)量控制等。8.討論P(yáng)LC在故障診斷和維護(hù)中的作用。答案：PLC在故障診斷和維護(hù)中的作用包括實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，快速定位故障源，減少停機(jī)時(shí)間，以及通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)減少意外故障。9.某PLC系統(tǒng)需控制3臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)（M1→M2→M3，間隔5秒），停止時(shí)逆序關(guān)閉。試設(shè)計(jì)梯形圖程序框架（僅需邏輯部分）。答案：|啟動(dòng)按鈕TIMER1M1線圈|--||--------(T1K50)-----()|TIMER1TIMER2M2線圈|--||--------(T2K50)-----()|TIMER2M3線圈|--||------------------()|停止按鈕TIMER3M3線圈|--||--------(T3K50)-----(/)|TIMER3TIMER4M2線圈|--||--------(T4K50)-----(/)|TIMER4M1線圈|--||------------------(/)（注：T1~T4為定時(shí)器，K50表示5秒；停止邏輯需用常閉觸點(diǎn)）10.分析以下場(chǎng)景：某PLC程序掃描周期為10ms，輸入信號(hào)在程序執(zhí)行階段發(fā)生變化，輸出是否會(huì)立即響應(yīng)？為什么？答案：不會(huì)立即響應(yīng)。PLC在掃描周期的輸入采樣階段讀取輸入信號(hào)，程序執(zhí)行階段根據(jù)采樣值運(yùn)算，輸出刷新階段才更新輸出。因此，當(dāng)輸入在程序執(zhí)行階段變化時(shí)，需等待下一掃描周期才會(huì)生效。11.某建筑空調(diào)系統(tǒng)需控制200個(gè)I/O點(diǎn)，要求高實(shí)時(shí)性。若PLC型號(hào)A的掃描速度為1ms/千指令，型號(hào)B為0.5ms/千指令，應(yīng)如何選擇？說(shuō)明理由。答案：選擇型號(hào)B。高實(shí)時(shí)性要求快速響應(yīng)，掃描速度越快（0.5ms/千指令），系統(tǒng)處理能力更強(qiáng)，可減少信號(hào)延遲。12.將以下梯形圖邏輯轉(zhuǎn)換為指令表（IL）：|X0X1Y0|--||--|/|----()答案：LDX0ANDNOTX1OUTY013.某工廠原使用繼電器控制流水線，現(xiàn)計(jì)劃改用PLC。請(qǐng)列舉3個(gè)需重點(diǎn)評(píng)估的PLC性能參數(shù)，并說(shuō)明其重要性。答案：①I/O點(diǎn)數(shù)：需匹配流水線設(shè)備數(shù)量；②擴(kuò)展能力：支持未來(lái)產(chǎn)線升級(jí)；③環(huán)境適應(yīng)性（如溫度、濕度）：確保工廠惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。14.某PLC程序運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)輸出響應(yīng)延遲明顯，可能是什么原因？如何排查？

答案：可能原因：①程序過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致掃描周期增大；②高頻中斷未處理；③通信模塊占用資源。排查步驟：檢查程序優(yōu)化、測(cè)量掃描時(shí)間、簡(jiǎn)化中斷服務(wù)程序。15.設(shè)計(jì)一個(gè)PLC輸入模塊接線圖，要求接入1個(gè)急停按鈕（常閉觸點(diǎn)）和2個(gè)光電傳感器（NPN型），并說(shuō)明接地注意事項(xiàng)。答案：（1）急停按鈕：COM端接24V+，常閉觸點(diǎn)接輸入端子X(jué)0；（2）光電傳感器：輸出線分別接X(jué)1、X2，公共端接24V-；（3）接地：PLC電源與傳感器共用獨(dú)立接地線，避免噪聲干擾。16.某梯形圖程序出現(xiàn)“雙線圈”錯(cuò)誤（同一輸出線圈被多次驅(qū)動(dòng)），分析其后果及解決方法。答案：后果：程序邏輯混亂，輸出狀態(tài)不可預(yù)測(cè)。解決方法：合并邏輯條件，使