PLC自動化控制系統(tǒng)實操練習題PLC（可編程邏輯控制器）是工業(yè)自動化的核心設(shè)備，實操能力的提升離不開針對性的練習。本文圍繞PLC編程、硬件組態(tài)、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及故障排查設(shè)計多維度練習題，涵蓋西門子S7-200SMART、三菱FX3U等主流型號，幫助讀者夯實基礎(chǔ)、突破進階。第一章基礎(chǔ)指令與硬件實操1.1輸入輸出點控制（以西門子S7-200SMART為例）練習題1：使用PLC控制一盞指示燈，要求按下啟動按鈕（I0.0）后，指示燈（Q0.0）常亮；按下停止按鈕（I0.1）后，指示燈熄滅。請完成硬件接線與梯形圖程序編寫。操作要點：硬件接線：確認輸入模塊（I0.0、I0.1接按鈕，注意常開觸點）、輸出模塊（Q0.0接指示燈，串接24V電源）的極性。程序邏輯：采用“啟保?！彪娐罚↖0.0置位、I0.1復(fù)位，或通過自鎖電路實現(xiàn)線圈持續(xù)得電）。練習題2：設(shè)計一個循環(huán)閃爍電路，指示燈以1秒亮、1秒滅的頻率循環(huán)，按下停止按鈕后停止。請用定時器指令（TON）實現(xiàn)。解析：需設(shè)置兩個定時器（或一個定時器+計數(shù)器）控制Q0.0的通斷。例如，定時器T37（時基100ms，PT=10）控制亮，定時結(jié)束后觸發(fā)另一個定時器T38（PT=10）控制滅，循環(huán)往復(fù)；停止按鈕（I0.1）復(fù)位定時器與線圈。1.2計數(shù)器與移位指令實操練習題3：使用計數(shù)器指令，實現(xiàn)按下5次按鈕（I0.0）后，指示燈（Q0.0）點亮。要求同時支持復(fù)位按鈕（I0.1）清零計數(shù)。操作要點：選擇CTU增計數(shù)器，PV值設(shè)為5，CU端接I0.0（計數(shù)脈沖），R端接I0.1（復(fù)位）；當前值達到PV時，計數(shù)器觸點動作驅(qū)動Q0.0。練習題4：利用移位寄存器（SHRB）指令，實現(xiàn)8個指示燈（Q0.0-Q0.7）的流水燈效果：按下啟動按鈕（I0.0）后，燈光從Q0.0依次移動到Q0.7，循環(huán)往復(fù)；按下停止按鈕（I0.1）后停止。解析：SHRB的DATA端接脈沖信號（由定時器生成），S_BIT設(shè)為Q0.0（起始位），N設(shè)為8（移位長度），CLK端接脈沖，R端接I0.1（停止）。需注意移位方向（正方向）與脈沖頻率（如500ms間隔，避免閃爍過快）的設(shè)置。第二章程序設(shè)計與調(diào)試進階2.1順序控制（SCR）編程練習題5：設(shè)計一個三段式傳送帶控制系統(tǒng)（傳送帶A、B、C依次啟動，間隔2秒；停止時依次停止，間隔1秒）。按鈕I0.0啟動，I0.1停止。操作要點：劃分步序：初始步（S0.0）、啟動步（S0.1驅(qū)動A）、S0.2（A運行2秒后驅(qū)動B）、S0.3（B運行2秒后驅(qū)動C）；停止時從S0.3→S0.4（C停1秒）→S0.5（B停1秒）→S0.6（A停）→初始步。用SCR指令實現(xiàn)步序切換，注意定時器的復(fù)位與步的激活條件（如S0.1的激活條件為I0.0上升沿+初始步激活）。2.2PID控制模擬實操練習題6：模擬一個溫度控制系統(tǒng)，設(shè)定溫度值（通過VD0輸入，如50.0℃），當前溫度由AI模塊采集（模擬量輸入IW64，量程____對應(yīng)0-100℃），輸出控制加熱器（AQW64，量程____對應(yīng)0-100%功率）。請編寫PID控制程序，使溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。解析：調(diào)用PID指令（如西門子S7-200的PID0），設(shè)置SP（設(shè)定值，VD0轉(zhuǎn)實數(shù)）、PV（過程值，IW64/____*100轉(zhuǎn)實數(shù)）、MV（輸出值）的地址。模擬量轉(zhuǎn)換：當前溫度=IW64/____*100；AQW64=MV/100*____（將0-100%功率轉(zhuǎn)換為模塊量程）。調(diào)試時從低比例增益（如Kp=1.0）開始，逐步調(diào)整積分（Ti）、微分（Td）時間，觀察溫度曲線的穩(wěn)定性。第三章系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與故障排查3.1傳感器與執(zhí)行器聯(lián)調(diào)練習題7：連接光電傳感器（NPN型，檢測物體有無，接I0.0）、電磁閥（DC24V，接Q0.0），實現(xiàn)“物體經(jīng)過時電磁閥打開2秒后關(guān)閉”。請完成硬件接線與程序編寫，并模擬傳感器故障（如斷線、短路）時的排查。操作要點：硬件接線：傳感器棕色接24V+，藍色接24V-，黑色接PLC輸入I0.0（PLC輸入公共端接24V-）；電磁閥正極接Q0.0，負極接24V-，PLC輸出公共端接24V+（確認輸出類型為晶體管/繼電器）。程序邏輯：I0.0上升沿觸發(fā)定時器（TON，PT=20），定時器觸點驅(qū)動Q0.0。故障排查：若傳感器無信號，檢查接線（電源、信號線）、傳感器靈敏度（遮擋檢測）；若電磁閥不動作，檢查輸出模塊、電磁閥線圈、電源。3.2通信與網(wǎng)絡(luò)故障排查練習題8：使用Modbus-RTU協(xié)議，實現(xiàn)PLC（主站）與變頻器（從站，地址1，波特率9600，數(shù)據(jù)位8，停止位1，無校驗）的通信：控制變頻器啟動（功能碼01，寄存器0001設(shè)為0x0001）、停止（設(shè)為0x0000），并讀取運行頻率（功能碼03，寄存器0002）。請編寫通信程序，并模擬通信故障（如接線錯誤、從站地址錯誤）的排查。解析：主站程序：調(diào)用Modbus庫指令（如西門子MBUS_CTRL、MBUS_MSG），配置波特率、從站地址等參數(shù)；發(fā)送寫指令（控制啟動/停止）、讀指令（讀取頻率）。故障排查：檢查RS485接線（A、B是否接反）、從站地址是否匹配、波特率/校驗位是否一致；用串口助手抓包，分析通信幀（如CRC校驗是否正確）。第四章綜合項目實操練習題9：設(shè)計一個自動分揀系統(tǒng)，包含：輸送線（變頻器控制，Q0.0啟動）；光電傳感器1（I0.0，檢測物體）；顏色傳感器（I0.1=紅色，I0.2=藍色，模擬為按鈕）；兩個分揀氣缸（Q0.1=紅色分揀，Q0.2=藍色分揀）。功能要求：物體經(jīng)過光電1后，延遲0.5秒讀取顏色傳感器；若紅色，Q0.1動作1秒分揀；若藍色，Q0.2動作1秒分揀；分揀后輸送線繼續(xù)運行。操作要點：硬件布局：光電1安裝在顏色傳感器前（對應(yīng)0.5秒輸送距離），氣缸安裝在顏色傳感器后分揀位置。程序邏輯：用上升沿觸發(fā)、定時器延遲（0.5秒）、互鎖電路（防止雙缸同時動作）；物體離開光電1后（下降沿），復(fù)位檢測標志（避免重復(fù)分揀）。優(yōu)化：加入計數(shù)器/狀態(tài)標志，確保每個物體只分揀一次；處理傳感器抖動（加100ms延時導(dǎo)通程序）。結(jié)語PLC實操能力的提升需要“練中學(xué)、學(xué)中思”。上述練習題覆蓋了從