PLC自動化基礎試題及詳細解析一、選擇題（每題5分，共25分）1.下列選項中，**不屬于**PLC基本組成部分的是（）A.CPU模塊B.存儲器模塊C.模擬量輸入模塊D.鍵盤模塊解析：PLC的核心硬件包含CPU（運算控制）、存儲器（存儲程序/數(shù)據(jù)）、I/O模塊（處理數(shù)字/模擬量信號），但鍵盤模塊并非標準配置——PLC通常通過編程軟件或?qū)Ｓ镁幊唐髡{(diào)試，無獨立鍵盤模塊。答案為D。2.PLC的工作方式是（）A.中斷驅(qū)動B.循環(huán)掃描C.并行處理D.串行處理解析：PLC采用循環(huán)掃描機制，周期性執(zhí)行“輸入采樣→程序執(zhí)行→輸出刷新”三個階段，確保邏輯控制的穩(wěn)定性；中斷驅(qū)動（A）多用于單片機，并行/串行（C、D）是數(shù)據(jù)傳輸或多任務處理方式，與PLC的循環(huán)執(zhí)行邏輯不符。答案為B。3.梯形圖（LAD）的編程思想源于（）A.繼電器控制電路B.計算機匯編語言C.高級編程語言D.數(shù)字邏輯電路解析：梯形圖的設計靈感來自傳統(tǒng)繼電器控制電路，通過“觸點”“線圈”模擬繼電器通斷邏輯，便于電氣工程師理解；匯編語言（B）、高級語言（C）、數(shù)字邏輯（D）的編程邏輯與梯形圖差異較大。答案為A。4.某PLC的輸入模塊為“NPN漏型輸入”，外部傳感器輸出應采用（）接法A.源型輸出（PNP）B.漏型輸出（NPN）C.無所謂，任意類型D.必須為干接點解析：NPN漏型輸入要求電流從輸入端子流入PLC、從公共端流出（低電平有效）。若傳感器為NPN漏型輸出（B），電流方向匹配；PNP源型輸出（A）電流方向相反，無法驅(qū)動；干接點（D）雖可用，但“應采用”的最優(yōu)解是同類型輸出。答案為B。5.PLC程序中，常閉觸點的邏輯含義是（）A.無信號時閉合，有信號時斷開B.無信號時斷開，有信號時閉合C.始終閉合D.始終斷開解析：常閉觸點的邏輯為：無信號（輸入OFF）時觸點“閉合”（程序中導通），有信號（輸入ON）時觸點“斷開”（程序中截止）；B是常開觸點邏輯，C、D不符合動態(tài)特性。答案為A。二、判斷題（每題5分，共25分）1.PLC的掃描周期僅由程序執(zhí)行時間決定，與I/O點數(shù)無關。（）解析：錯誤。掃描周期包含“輸入采樣→程序執(zhí)行→輸出刷新”三個階段，輸入采樣和輸出刷新的時間與I/O點數(shù)、模塊類型（如數(shù)字量/模擬量）直接相關，因此掃描周期受多因素影響，不僅由程序執(zhí)行時間決定。2.所有PLC都支持梯形圖、語句表（STL）、功能塊圖（FBD）三種編程語言。（）解析：錯誤。不同廠家PLC的語言支持存在差異：小型PLC（如三菱FX系列）多支持梯形圖、語句表；高端PLC（如西門子S____）支持更多語言，但早期/極簡型PLC可能僅支持梯形圖，并非所有PLC都強制支持三種語言。3.PLC的輸入模塊與輸出模塊必須使用相同的電源類型（如DC24V或AC220V）。（）解析：錯誤。輸入模塊（如DC24V接傳感器）和輸出模塊（如AC220V接接觸器）的電源可獨立選擇，只要模塊本身支持對應電源類型即可，無需強制一致。4.在梯形圖中，線圈可以直接接在左側母線上（無需觸點控制）。（）解析：錯誤。梯形圖編程規(guī)則要求：線圈（輸出/輔助繼電器等）必須通過至少一個觸點控制，直接接母線會導致“短路”邏輯，PLC會報錯或視為非法程序（特殊繼電器除外）。5.PLC的“軟繼電器”（如M、T、C等）與物理繼電器的區(qū)別是：軟繼電器無機械觸點，壽命無限。（）解析：正確。軟繼電器是程序中的邏輯元件，通過軟件模擬通斷，無實體機械觸點，因此無磨損、理論壽命無限；物理繼電器有機械觸點，壽命受觸點次數(shù)限制。三、簡答題（每題10分，共50分）1.簡述PLC的循環(huán)掃描工作過程，說明每個階段的作用。解析：PLC的循環(huán)掃描分為三個核心階段：輸入采樣：讀取所有輸入模塊的狀態(tài)（如開關、傳感器信號），存入“輸入映像寄存器”。此階段凍結輸入狀態(tài)，確保程序執(zhí)行期間輸入穩(wěn)定。程序執(zhí)行：從用戶程序第一條指令開始，按順序執(zhí)行至最后一條，根據(jù)輸入映像寄存器的狀態(tài)更新“輸出映像寄存器”（如輔助繼電器、定時器、輸出線圈的狀態(tài)）。此階段是邏輯運算的核心。輸出刷新：將“輸出映像寄存器”的最終狀態(tài)同步到輸出模塊，驅(qū)動外部設備（如接觸器、指示燈）。此階段完成物理輸出的更新。三個階段周而復始，掃描周期由程序復雜度、I/O點數(shù)等因素決定。2.對比梯形圖（LAD）和語句表（STL）的優(yōu)缺點，說明適用場景。解析：梯形圖（LAD）：優(yōu)點：圖形化編程，與繼電器電路圖相似，電氣工程師易上手；邏輯關系直觀（如觸點并聯(lián)、串聯(lián)），適合簡單邏輯控制（如順序控制、啟停邏輯）。缺點：復雜算法（如數(shù)學運算、循環(huán)）編程繁瑣；程序可讀性隨邏輯復雜度下降（如多層嵌套）。適用場景：小型控制系統(tǒng)（如機床、流水線）、繼電器系統(tǒng)改造、簡單邏輯控制。語句表（STL）：優(yōu)點：文本化編程，代碼簡潔，適合復雜算法（如循環(huán)、分支、數(shù)學運算）；程序體積小，執(zhí)行效率高（部分PLC）；便于調(diào)試和版本管理（可直接編輯文本）。缺點：邏輯關系不直觀（需通過指令順序理解），初學者學習成本高；復雜邏輯的可讀性差（如大量跳轉(zhuǎn)指令）。適用場景：復雜算法控制（如PID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理）、大型程序的模塊化編程、需要高效執(zhí)行的系統(tǒng)。3.選擇PLC時，需考慮哪些核心因素？解析：選擇PLC需綜合以下因素：功能需求：根據(jù)控制對象復雜度（邏輯/運動/過程控制）選擇PLC類型（小型/中型/大型），確保CPU運算能力、指令集（如PID、高速計數(shù)）滿足需求。I/O點數(shù)：統(tǒng)計輸入（按鈕、傳感器）和輸出（繼電器、變頻器）數(shù)量，預留10%~20%余量，避免點數(shù)不足。信號類型：區(qū)分數(shù)字量（開關量）和模擬量（電壓、電流），選擇支持對應I/O模塊的PLC（如模擬量輸入模塊處理溫度、壓力信號）。通信需求：若需與上位機、其他設備通信，需考慮通信接口（RS485、以太網(wǎng)）和協(xié)議（Modbus、Profinet）的兼容性。環(huán)境條件：工業(yè)現(xiàn)場的溫度、濕度、粉塵、電磁干擾等因素，需選擇防護等級（如IP65）、工作溫度范圍（如-20~60℃）符合要求的PLC。成本預算：平衡功能與成本，優(yōu)先選擇性價比高、易維護、備件充足的品牌（如西門子、三菱、歐姆龍等）。4.說明PLC輸入模塊“源型”與“漏型”的區(qū)別，以及接線注意事項。解析：定義區(qū)別：接線注意事項：傳感器輸出類型需與PLC輸入模塊類型匹配：NPN傳感器接漏型輸入，PNP傳感器接源型輸入，否則無法形成電流回路。干接點（如機械開關）可兼容漏型/源型輸入：只需將干接點串聯(lián)在輸入回路中，利用PLC內(nèi)部電源或外部電源形成回路即可。5.簡述PLC程序調(diào)試的基本步驟。解析：PLC程序調(diào)試通常分為以下步驟：1.硬件檢查：確認電源、I/O模塊、傳感器、執(zhí)行器的接線正確，無短路、斷路；測試輸入設備（如按鈕、傳感器）的信號是否正常（如用萬用表測量輸入端子電壓）。3.模擬調(diào)試：強制輸入信號：通過編程軟件強制某些輸入點為ON/OFF，觀察程序邏輯是否符合預期（如觸點動作、線圈狀態(tài)變化）。監(jiān)控輸出狀態(tài)：實時監(jiān)控輸出映像寄存器或輸出模塊的狀態(tài)，驗證輸出邏輯是否正確。4.現(xiàn)場調(diào)試：將PLC切換至“運行”模式，接入真實輸入信號（如操作按鈕、傳感器觸發(fā)），觀察執(zhí)行器（如接觸器、指示燈）的動作是否符合工藝要求。5.故障排查：若出現(xiàn)邏輯錯誤或設備不