工業(yè)自動(dòng)化PLC技術(shù)復(fù)習(xí)題集引言可編程邏輯控制器（PLC）作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的“神經(jīng)中樞”，支撐著生產(chǎn)線控制、設(shè)備聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集等核心環(huán)節(jié)。本復(fù)習(xí)題集圍繞PLC技術(shù)的原理、編程、工程應(yīng)用三大維度，精選典型題型并配套深度解析，既適配職業(yè)技能考核、認(rèn)證備考場景，也可作為工業(yè)自動(dòng)化工程師技術(shù)精進(jìn)的實(shí)戰(zhàn)手冊(cè)。第一章基礎(chǔ)理論與核心概念1.1選擇題1.PLC的核心運(yùn)算與控制單元是（）A.存儲(chǔ)器模塊B.CPU模塊C.輸入模塊D.通信模塊解析：CPU（中央處理器）是PLC的“大腦”，負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶程序、處理輸入輸出信號(hào)、協(xié)調(diào)各模塊工作。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，輸入模塊負(fù)責(zé)信號(hào)采集，通信模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交互，均不承擔(dān)核心運(yùn)算職能。2.下列不屬于PLC掃描周期階段的是（）A.輸入采樣B.程序執(zhí)行C.數(shù)據(jù)歸檔D.輸出刷新解析：PLC采用“循環(huán)掃描”工作方式，周期包含輸入采樣（讀取輸入模塊狀態(tài)）、程序執(zhí)行（按順序執(zhí)行用戶程序）、輸出刷新（更新輸出模塊狀態(tài)）三個(gè)階段?！皵?shù)據(jù)歸檔”屬于上位機(jī)或數(shù)據(jù)庫的功能，非PLC掃描周期環(huán)節(jié)。1.2簡答題1.簡述PLC的“循環(huán)掃描”工作原理。解析：PLC通電后，以固定周期重復(fù)執(zhí)行三個(gè)階段：輸入采樣：掃描所有輸入端子，將外部設(shè)備（如按鈕、傳感器）的狀態(tài)存入“輸入映像寄存器”；程序執(zhí)行：從用戶程序首條指令開始，按順序執(zhí)行邏輯運(yùn)算，結(jié)果存入“輸出映像寄存器”（此階段輸入映像寄存器狀態(tài)固定，不受外部信號(hào)實(shí)時(shí)變化影響）；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(dòng)外部設(shè)備（如接觸器、電磁閥）動(dòng)作。第二章硬件結(jié)構(gòu)與選型策略2.1選擇題1.若需采集溫度傳感器（4-20mA信號(hào)）的模擬量數(shù)據(jù)，應(yīng)選用PLC的（）模塊。A.數(shù)字量輸入模塊B.模擬量輸入模塊C.數(shù)字量輸出模塊D.通信模塊解析：模擬量輸入模塊（AI）支持4-20mA、0-10V等連續(xù)信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換（AD轉(zhuǎn)換），數(shù)字量模塊僅處理開關(guān)量（通/斷），通信模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，因此選B。2.PLC選型時(shí)，“I/O點(diǎn)數(shù)”指的是（）A.僅輸入端子數(shù)量B.僅輸出端子數(shù)量C.輸入+輸出端子總數(shù)量D.程序指令數(shù)量解析：I/O點(diǎn)數(shù)是PLC輸入（Input）和輸出（Output）端子的總數(shù)量，反映系統(tǒng)可接入的外部設(shè)備規(guī)模，與程序指令數(shù)量無關(guān)，故選C。2.2簡答題1.列舉PLC硬件選型需重點(diǎn)考慮的5個(gè)核心因素。解析：選型需從功能、性能、成本、環(huán)境等維度綜合評(píng)估：I/O規(guī)模：根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備數(shù)量（如傳感器、執(zhí)行器）確定輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，預(yù)留10%-20%余量；響應(yīng)速度：高速運(yùn)動(dòng)控制（如伺服定位）需選掃描周期短、支持中斷處理的PLC；通信能力：需兼容現(xiàn)場總線（如Profinet、Modbus）或工業(yè)以太網(wǎng)，滿足多設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求；環(huán)境適應(yīng)性：高溫、粉塵、強(qiáng)電磁干擾場景需選防護(hù)等級(jí)高（如IP65）、抗干擾能力強(qiáng)的PLC；擴(kuò)展性：預(yù)留模塊擴(kuò)展接口（如機(jī)架式PLC的槽位），便于后期系統(tǒng)升級(jí)。第三章編程指令與邏輯設(shè)計(jì)3.1選擇題1.梯形圖編程中，“LD”指令的功能是（）A.裝載常開觸點(diǎn)B.裝載常閉觸點(diǎn)C.輸出線圈D.置位操作解析：LD（Load）是“裝載”指令，用于梯形圖母線（左側(cè)電源軌）處，功能為裝載常開觸點(diǎn)；LDI（LoadInverse）則裝載常閉觸點(diǎn)，OUT為輸出線圈，SET為置位操作，故選A。2.下列指令中，屬于“定時(shí)器”指令的是（）A.TONB.CTUC.MOVD.XIC解析：TON（On-DelayTimer）是通電延時(shí)定時(shí)器指令，CTU是計(jì)數(shù)器（CountUp），MOV是數(shù)據(jù)傳送，XIC是常開觸點(diǎn)檢測(cè)（RSLogix系列指令），故選A。3.2編程實(shí)戰(zhàn)題1.用梯形圖實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制（帶電氣互鎖），要求：輸入：正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1（I0.0）、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2（I0.1）、停止按鈕SB3（I0.2）；輸出：正轉(zhuǎn)接觸器KM1（Q0.0）、反轉(zhuǎn)接觸器KM2（Q0.1）；邏輯：按下SB1時(shí)KM1得電，按下SB2時(shí)KM2得電；按下SB3時(shí)電機(jī)停止；正反轉(zhuǎn)回路互鎖（防止短路）。梯形圖邏輯解析：停止回路：SB3（I0.2常閉）串聯(lián)在控制回路中，按下時(shí)斷開；正轉(zhuǎn)回路：SB1（I0.0常開）→KM2常閉觸點(diǎn)（Q0.1常閉，互鎖）→KM1線圈（Q0.0）；反轉(zhuǎn)回路：SB2（I0.1常開）→KM1常閉觸點(diǎn)（Q0.0常閉，互鎖）→KM2線圈（Q0.1）；互鎖原理：KM1得電時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開反轉(zhuǎn)回路；KM2得電時(shí)同理，避免KM1、KM2同時(shí)得電導(dǎo)致電源短路。第四章通信與網(wǎng)絡(luò)集成4.1選擇題1.Modbus-RTU協(xié)議在PLC通信中屬于（）A.物理層協(xié)議B.數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議C.應(yīng)用層協(xié)議D.網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議解析：Modbus-RTU基于串口（RS485/232）通信，定義了應(yīng)用層的數(shù)據(jù)交互規(guī)則（如功能碼、寄存器地址、校驗(yàn)方式），物理層由串口硬件決定，數(shù)據(jù)鏈路層由串口通信協(xié)議（如UART）實(shí)現(xiàn)，故選C。2.若PLC需與上位機(jī)（如SCADA系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信，應(yīng)配置的模塊是（）A.模擬量輸入模塊B.以太網(wǎng)通信模塊C.數(shù)字量輸出模塊D.電源模塊解析：以太網(wǎng)通信模塊提供RJ45接口，支持TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)、其他PLC的以太網(wǎng)互聯(lián)；模擬量/數(shù)字量模塊負(fù)責(zé)信號(hào)采集/輸出，電源模塊負(fù)責(zé)供電，故選B。4.2簡答題1.簡述PLC與上位機(jī)（如組態(tài)軟件）通信的典型配置步驟。解析：通信配置需完成“硬件連接→參數(shù)設(shè)置→軟件適配”三個(gè)環(huán)節(jié)：硬件連接：通過串口（RS485/232）或以太網(wǎng)（RJ45）將PLC與上位機(jī)物理連接；參數(shù)匹配：PLC端設(shè)置通信參數(shù)（波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)方式、從站地址），上位機(jī)端（如組態(tài)軟件）同步相同參數(shù)；協(xié)議適配：上位機(jī)選擇PLC支持的通信協(xié)議（如Modbus、Profinet、S7協(xié)議），配置設(shè)備地址、寄存器映射關(guān)系，完成數(shù)據(jù)采集/控制指令下發(fā)。第五章工程應(yīng)用與案例分析5.1簡答題1.某自動(dòng)化生產(chǎn)線包含上料、加工、檢測(cè)、下料4個(gè)工位，PLC如何實(shí)現(xiàn)多工位協(xié)同控制？解析：協(xié)同控制需結(jié)合“信號(hào)采集→邏輯判斷→動(dòng)作輸出”三層邏輯：信號(hào)采集：通過傳感器（如光電、接近開關(guān)）檢測(cè)各工位狀態(tài)（如物料到位、加工完成）；邏輯判斷：PLC根據(jù)工位狀態(tài)的“與/或/非”邏輯，判斷是否觸發(fā)下一工位動(dòng)作（如加工完成后，觸發(fā)檢測(cè)工位的輸送機(jī)構(gòu)）；動(dòng)作輸出：通過輸出模塊控制氣缸、電機(jī)等執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)工位間的物料傳輸、加工動(dòng)作；典型策略：采用“順序功能圖（SFC）”編程，將生產(chǎn)線分解為“上料→加工→檢測(cè)→下料”等步序，通過“轉(zhuǎn)移條件”（如傳感器信號(hào)）驅(qū)動(dòng)步序切換。5.2故障診斷案例1.某包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)故障：氣缸A（由電磁閥YV1控制）無動(dòng)作，但其他氣缸正常。請(qǐng)列出排查步驟。解析：從“信號(hào)→程序→硬件”分層排查：輸入信號(hào)檢測(cè)：檢查氣缸A的觸發(fā)信號(hào)（如光電傳感器）是否正常（可通過PLC編程軟件監(jiān)控輸入點(diǎn)狀態(tài)）；程序邏輯驗(yàn)證：監(jiān)控PLC輸出點(diǎn)YV1的狀態(tài)，判斷程序是否觸發(fā)輸出（如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器是否滿足動(dòng)作條件）；硬件接線排查：檢查YV1的接線是否松動(dòng)、短路，用萬用表測(cè)量輸出模塊端子電壓是否正常；電磁閥/氣缸檢測(cè)：斷開PLC接線，直接給電磁閥YV1供電，觀察氣缸是否動(dòng)作（排查電磁閥線圈、氣缸氣源、機(jī)械卡滯問題）。第六章故障診斷與維護(hù)策略6.1選擇題1.PLC系統(tǒng)故障時(shí)，首要排查環(huán)節(jié)是（）A.程序邏輯B.輸入輸出信號(hào)C.電源系統(tǒng)D.通信線路解析：電源是PLC運(yùn)行的基礎(chǔ)，若電源模塊故障（如電壓異常、保險(xiǎn)絲熔斷），PLC將無法正常工作。程序、信號(hào)、通信問題需在電源正常后進(jìn)一步排查，故選C。2.下列屬于PLC“軟故障”的是（）A.輸入模塊燒毀B.程序邏輯錯(cuò)誤C.通信線斷裂D.輸出端子短路解析：“軟故障”指由程序、參數(shù)設(shè)置導(dǎo)致的故障，無硬件損壞。程序邏輯錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致控制異常，但PLC硬件無損傷；輸入模塊燒毀、通信線斷裂、輸出端子短路均為硬件故障，故選B。6.2簡答題1.簡述PLC程序故障的常見類型及排查方法。解析：程序故障分為兩類，排查方法各有側(cè)重：語法錯(cuò)誤：如指令格式錯(cuò)誤、地址越界（如調(diào)用不存在的寄存器），可通過編程軟件的“語法檢查”功能快速定位；邏輯錯(cuò)誤：如互鎖缺失、定時(shí)器參數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致動(dòng)作