(2025年)國家開放大學(xué)電大《可編程控制器應(yīng)用》形考任務(wù)試題及答案一、單項選擇題（每小題2分，共20分）1.以下關(guān)于PLC輸入模塊的描述，錯誤的是（）。A.數(shù)字量輸入模塊通常采用光電隔離技術(shù)B.模擬量輸入模塊需將外部信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部處理的數(shù)字量C.直流輸入模塊的工作電壓一般為24VDCD.交流輸入模塊的響應(yīng)時間比直流模塊更短答案：D2.某PLC的掃描周期為15ms，若用戶程序執(zhí)行時間為8ms，輸入采樣時間為3ms，則輸出刷新時間約為（）。A.2msB.4msC.5msD.10ms答案：B（掃描周期=輸入采樣+程序執(zhí)行+輸出刷新，故輸出刷新=15-8-3=4ms）3.梯形圖中，同一編號的輸出繼電器（）。A.只能在程序中出現(xiàn)一次B.最多可出現(xiàn)兩次C.可多次出現(xiàn)，但線圈只能出現(xiàn)一次D.可任意次數(shù)出現(xiàn)答案：C4.以下PLC編程語言中，最符合電氣技術(shù)人員習(xí)慣的是（）。A.指令表（IL）B.梯形圖（LD）C.功能塊圖（FBD）D.結(jié)構(gòu)化文本（ST）答案：B5.S7-200SMARTPLC中，定時器T37的定時精度為（）。A.1msB.10msC.100msD.1s答案：C（T37屬于100ms定時器）6.若需要實現(xiàn)“當(dāng)按鈕SB1按下時，電機M1啟動；SB1松開后，M1繼續(xù)運行，直到按鈕SB2按下時停止”，應(yīng)采用（）。A.自鎖控制B.互鎖控制C.順序控制D.多地控制答案：A7.以下抗干擾措施中，屬于PLC系統(tǒng)硬件抗干擾的是（）。A.程序中設(shè)置軟件濾波B.輸入輸出信號采用屏蔽電纜C.編寫冗余程序D.定期清除內(nèi)存數(shù)據(jù)答案：B8.某PLC的輸出模塊為晶體管型，其不能直接驅(qū)動（）。A.直流電磁閥B.交流接觸器線圈C.發(fā)光二極管D.小型直流電機答案：B（晶體管輸出模塊只能驅(qū)動直流負載）9.在PLC程序中，計數(shù)器CTU的當(dāng)前值達到設(shè)定值PV時，其輸出狀態(tài)為（）。A.斷開（OFF）B.保持原狀態(tài)C.閉合（ON）D.交替變化答案：C10.以下關(guān)于PLC通信功能的描述，正確的是（）。A.MODBUSRTU協(xié)議只能用于PLC與變頻器通信B.PROFIBUS-DP是一種點對點通信協(xié)議C.以太網(wǎng)通信支持多主站數(shù)據(jù)交換D.自由口通信模式需遵循固定的通信協(xié)議答案：C二、判斷題（每小題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.PLC的工作方式是“循環(huán)掃描”，因此輸入信號的變化會立即反映到輸出端。（）答案：×（輸入信號需等待輸入采樣階段才會被讀取，輸出需等待輸出刷新階段才會更新）2.梯形圖中的“軟繼電器”與實際物理繼電器一樣，具有機械觸點。（）答案：×（軟繼電器是邏輯概念，無物理觸點）3.S7-1200PLC的CPU模塊集成的DI/DO點數(shù)不可擴展。（）答案：×（可通過擴展模塊增加I/O點數(shù)）4.定時器TMR的定時時間=定時精度×設(shè)定值，因此設(shè)定值越大，定時時間越長。（）答案：√5.在PLC程序中，同一邏輯行中，多個觸點應(yīng)盡量按“上重下輕”“左重右輕”的原則排列。（）答案：√（符合梯形圖優(yōu)化規(guī)則）6.模擬量輸入模塊的分辨率越高，對微小信號的檢測能力越強。（）答案：√7.為防止電機正反轉(zhuǎn)控制中的電源短路，需在程序中設(shè)置互鎖，無需在硬件中設(shè)置。（）答案：×（需同時設(shè)置硬件互鎖和軟件互鎖）8.PLC的掉電保持功能可通過設(shè)置特殊寄存器或使用EEPROM實現(xiàn)。（）答案：√9.功能塊圖（FBD）的編程方式類似于數(shù)字邏輯電路的符號表示，適合復(fù)雜邏輯運算。（）答案：√10.在PLC調(diào)試中，若輸出模塊指示燈亮但外部設(shè)備不動作，可能是負載電源未接通或輸出模塊損壞。（）答案：√三、簡答題（每小題6分，共30分）1.簡述PLC與繼電器控制系統(tǒng)的主要區(qū)別。答案：（1）控制方式：PLC采用軟件編程實現(xiàn)邏輯控制，繼電器系統(tǒng)通過硬件接線實現(xiàn)；（2）靈活性：PLC修改程序即可改變控制邏輯，繼電器系統(tǒng)需重新接線；（3）可靠性：PLC采用集成芯片和光電隔離，抗干擾能力強，繼電器系統(tǒng)觸點易磨損；（4）維護：PLC故障診斷方便，繼電器系統(tǒng)需檢查大量觸點；（5）體積與功耗：PLC結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，繼電器系統(tǒng)體積大、功耗高。2.說明PLC掃描周期的三個階段及其作用。答案：（1）輸入采樣階段：PLC讀取所有輸入信號的狀態(tài)并存入輸入映像寄存器，此階段輸入信號的變化不會立即更新；（2）用戶程序執(zhí)行階段：PLC按順序掃描用戶程序，根據(jù)輸入映像寄存器和其他元件的狀態(tài)，更新輸出映像寄存器；（3）輸出刷新階段：PLC將輸出映像寄存器中的狀態(tài)寫入輸出鎖存器，驅(qū)動外部負載，此階段輸出才會實際變化。3.梯形圖繪制需遵循哪些基本規(guī)則？答案：（1）觸點應(yīng)畫在水平線上，不能垂直連接；（2）線圈應(yīng)接在邏輯行的最右端，不能直接接左母線；（3）同一編號的線圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次（雙線圈輸出易導(dǎo)致邏輯混亂）；（4）觸點可無限次使用；（5）復(fù)雜邏輯可用嵌套結(jié)構(gòu)或子程序?qū)崿F(xiàn)；（6）應(yīng)避免垂直分支，盡量使邏輯行水平排列。4.簡述PLC輸入輸出滯后的主要原因及減少滯后的措施。答案：原因：（1）輸入采樣階段僅在周期開始時讀取輸入狀態(tài)；（2）用戶程序執(zhí)行需要時間；（3）輸出刷新階段僅在周期結(jié)束時更新輸出。措施：（1）縮短掃描周期（如減少程序長度、優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)）；（2）采用輸入輸出立即刷新指令（如S7-200的I/O立即讀寫指令）；（3）選用掃描速度更快的PLC；（4）對實時性要求高的信號，可采用中斷處理。5.列舉三種PLC常用的通信協(xié)議，并說明其應(yīng)用場景。答案：（1）MODBUSRTU：廣泛用于PLC與儀表、變頻器、傳感器等設(shè)備的通信，支持主從模式，協(xié)議簡單易實現(xiàn)；（2）PROFINET：基于以太網(wǎng)的工業(yè)通信協(xié)議，適用于PLC與分布式I/O、伺服驅(qū)動器等設(shè)備的高速實時通信；（3）CC-Link（Control&CommunicationLink）：主要用于三菱PLC與遠程I/O模塊、機器人等設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，支持多主站和高速數(shù)據(jù)交換。四、分析題（每小題10分，共20分）1.分析圖1所示梯形圖的工作過程，并寫出對應(yīng)的指令表。（注：圖1為簡化梯形圖，包含輸入I0.0、I0.1，輸出Q0.0，定時器T37，計數(shù)器C0）梯形圖結(jié)構(gòu)：-第一邏輯行：I0.0（常開）→T37（定時器，設(shè)定值50）-第二邏輯行：T37的常開觸點→C0（計數(shù)器，設(shè)定值3）-第三邏輯行：I0.1（常閉）→C0的常開觸點→Q0.0（線圈）答案：工作過程：（1）當(dāng)I0.0接通時，定時器T37開始計時（精度100ms，設(shè)定值50，故定時時間5s）；（2）T37定時到后，其常開觸點閉合，計數(shù)器C0計數(shù)一次；（3）重復(fù)I0.0接通-斷開（或保持接通5s以上）三次，C0當(dāng)前值達到3，其常開觸點閉合；（4）若I0.1未接通（常閉觸點閉合），則Q0.0線圈得電，輸出動作；（5）若I0.1接通（常閉觸點斷開），則Q0.0線圈失電。指令表：LDI0.0TONT37,50LDT37CTUC0,3LDNI0.1AC0=Q0.02.某PLC控制的傳送帶系統(tǒng)，要求：按下啟動按鈕SB1，傳送帶M1啟動；運行10s后，傳送帶M2啟動；M2運行5s后，M1、M2同時停止。若運行過程中按下停止按鈕SB2，M1、M2立即停止。分析該控制邏輯，指出應(yīng)使用的PLC元件（如定時器類型、輸入輸出地址分配），并繪制簡化梯形圖。答案：（1）元件選擇：需2個定時器（T1用于M1啟動后10s觸發(fā)M2，T2用于M2啟動后5s觸發(fā)停止），1個啟動按鈕（SB1，輸入I0.0），1個停止按鈕（SB2，輸入I0.1），M1（輸出Q0.0），M2（輸出Q0.1）。（2）梯形圖邏輯：-第一行：SB1（I0.0，常開）與SB2（I0.1，常閉）串聯(lián)，自鎖Q0.0（M1），并啟動T1（設(shè)定值100，100ms精度，定時10s）；-第二行：T1常開觸點閉合后，啟動Q0.1（M2）并啟動T2（設(shè)定值50，100ms精度，定時5s）；-第三行：T2常開觸點閉合后，斷開Q0.0和Q0.1的線圈；-第四行：SB2（I0.1，常閉）斷開時，立即斷開所有輸出。五、綜合應(yīng)用題（20分）設(shè)計一個基于PLC的自動分揀系統(tǒng)控制方案，要求：系統(tǒng)通過光電傳感器檢測物料（I0.0），當(dāng)檢測到物料時，傳送帶（M1，Q0.0）啟動；物料運行至顏色傳感器位置（I0.1）時，檢測顏色：若為紅色（I0.2閉合），推料氣缸1（YV1，Q0.1）動作，將物料推入料槽1；若為藍色（I0.3閉合），推料氣缸2（YV2，Q0.2）動作，推入料槽2；其他顏色不處理。推料氣缸動作0.5s后復(fù)位。系統(tǒng)設(shè)有急停按鈕（SB，I0.4），按下時所有設(shè)備停止。要求：（1）列出I/O地址分配表；（2）繪制梯形圖（簡化版，標(biāo)注關(guān)鍵元件）；（3）簡述工作流程。答案：（1）I/O地址分配表：輸入（I）：I0.0：物料檢測光電傳感器I0.1：顏色傳感器位置檢測I0.2：紅色檢測信號（閉合為紅色）I0.3：藍色檢測信號（閉合為藍色）I0.4：急停按鈕（常閉）輸出（Q）：Q0.0：傳送帶M1Q0.1：推料氣缸1（YV1）Q0.2：推料氣缸2（YV2）（2）梯形圖（簡化邏輯）：-第一行：急停按鈕I0.4（常閉）→啟動條件（自鎖）→Q0.0（M1）線圈；-第二行：I0.0（物料檢測）→保持M1運行；-第三行：I0.1（到達顏色檢測位）→分支判斷：-子行1：I0.2（紅色）→啟動定時器T1（設(shè)定值5，100ms精度，定時0.5s）→Q0.1線圈；-子行2：I0.3（藍色）→啟動定時器T2（設(shè)定值5）→Q0.2線圈；-第四行：T1定時到→斷開Q0.1；-第五行：T2定時到→斷開Q0.2；-第六行：急停按鈕I0.4斷開→所有輸出線圈斷電。（3）工作流程：①系統(tǒng)上電，急停按鈕未按下（I0.4閉合），等待物料；②物料到達光電傳感器（I0.0閉合），傳送帶M1（Q0.0）啟動，物料向顏色檢測位移動