机电专业可编制控制器复习题答案

一、简答题1.可编程控制器常用的编程语言有哪几种？其中何种编程语言应用最为广泛？梯形图语言、语句表语言、逻辑图语言、功能表图语言：又称状态转移图语言，其中梯形图编程语言最为广泛。2.为什么在步进梯形图中允许双线圈输出？由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL指令时，允许双线圈输出，即不同的STL触点可以分别驱动同一的编程元件的一个线圈。3.可编程控制器常用的CPU有哪三大类？可编程控制器常用的CPU三大类：通用微处理器、单片机芯片和位处理器。4.简述可编程控制器控制与微机控制有哪些具体区别。PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息入出，人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出可靠性、实时性，以及信息使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。5.可编程控制器能够实现哪些具体功能？1）开关量的逻辑控制：这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2）模拟量控制3）运动控制：广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4）过程控制：过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。5）数据处理：数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6）通信及联网：PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。6.可编程控制器主要采用了哪些硬件措施提高其可靠性及抗干扰能力？PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。7.“在线编程”和“离线编程”有何区别？在线编程也叫联机编程，在写入程序时，若未在PLC内装上EEPROM卡纸盒时，程序就写入了PLC内部的RAM；若PLC装有EEPROM卡纸盒时，则程序就写入该存储器卡纸盒。离线编程，编制的程序先写入编程器内部的RAM内，再成批地传送到PLC的存储器，也可以在编程器和ROM写入器之间进行程序传送。8.可编程控制器有哪些特点和优点。PLC主要特点和优点如下：1）可靠性高、抗干扰能力强；2）编程简单、使用方便；3）功能完善、通用性强；4）设计安装简单、维护方便；5）体积小、重量轻、能耗低。9.试述可编程控制器的基本控制原理可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序，实现控制任务。PLC采用循环顺序扫描方式工作，CPU在每个扫描周期的开始扫描输入模块的信号状态，并将其状态送入到输入映像寄存器区域；然后根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将处理结果送到输出映像寄存器区域，在每个扫描周期结束时，送入输出模块。10.简述可编程控制器基本单元的硬件组成。PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等部分组成。其中CPU是PLC的核心，按照系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作；存储器主要用来存放系统程序、用户程序及工作数据；输入单元和输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控对象进行控制的依据，同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的；通信接口用于与监视器、打印机、其它PLC、编程器、上位机等外设连接；扩展接口用于连接扩展单元；PLC配有开关电源，以供内部电路使用。11.可编程控制器有哪些主要的性能指标？1）存储容量：用户程序存储器的容量。2）I/O点数：PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和。3）扫描速度：PLC执行用户程序的速度。4）指令的功能与数量：编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单方便，越容易完成复杂的控制任务。5）内部元件的种类和数量：元件的种类和数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。6）特殊功能单元：特殊功能单元种类越多，功能越来越强，使得PLC控制功能日益扩大。7）可扩展能力：PLC可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。12.可编程控制器有哪三种输出方式，各适合何种应用场合？PLC开关量输出接口按输出开关器件的种类不同，主要有三种类型：继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但晶体管输出只能用于驱动直流负载，而双向晶闸管输出只能用于驱动交流负载。13.可编程控制器一个扫描周期分为哪三个阶段，各完成什么任务？1）输入采样阶段：PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新；2）程序执行阶段：PLC对程序按顺序进行扫描执行，若程序用梯形图表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序执行；3）输出刷新阶段：PLC将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。14.F1系列可编程控制器为什么常采用脉冲输出指令（PLS）来获得移位寄存器或计数器的复位信号？使用PLS指令，操作元件仅在输入信号接通后的一个扫描周期内动作，所以，移位寄存器或计数器常常采用PLS来获得一个周期的脉冲复位操作。15.试画出用简易编程器F1-20P-E键入用户程序的键操作流程。(1)PCRAM的清除PLC处于停止状态;编程器处于PROGRAM状态.键盘操作顺序如下:[CLEAR]→[STEP]→[0]→[STEP]→[最终步地址]→[DEL](2)程序的写入PLC处于停止状态;编程器处于PROGRAM状态.键盘操作顺序如下:[CLEAR]→[STEP]→[首步号]→[INSTR]→[指令]→[元件号/常数]→[WRITE]→↑_______________________________↓说明:(1)从第0步开始编程时,无需键入首步号.(2)ANB,ORB等指令输入时,无需键入常数值.(3)按[WRITE]键前,若需修改指令,先按[INSTR]键,然后写入正确的指令.(4)按[WRITE]键后,若需修改指令,先按[STEP-]键返回原指令,然后写入正确的指令16.试述可编程控制器控制系统设计的基本步骤。1)控制对象的生产工艺过程及控制要求调查2)可编程控制器的资源分配及接线设计3)程序编制4)程序的调制及修改完善17.如何对控制系统所需的内存量进行估算？在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入的总点数乘以10字/点+输出总点数乘以5字/点估算；计数器和定时器按照（3-5）字/个估算，有运算处理器的按（5-10）字/量估算。在有模拟量输入输出的控制系统中，可以按每输入（或输出）一路模拟量约需（80-100）字左右，有通信处理时按每个接口200字以上粗略估算。最后，按估算容量的50-100%留有裕量。18.试列举几个可编程控制器在日常生活中的常见应用（要求：不少于5个）。交通灯的控制、小区恒压供水、电梯的控制、全自动洗衣机的控制、包装生产线等。19.简述可编程控制器和微型计算机工作方式有何不同？计算机一般采用等待命令的工作方式，而PLC采用循环扫描的工作方式。20.F1系列可编程控制器，R指令和RST指令同为复位指令，试分析这两条指令在具体使用时有何不同？RST用于对逻辑线圈M、输出继电器Y、状态S的复位，对数据寄存器D和变址寄存器V、Z的清零，还用于对计时器T和计数器C逻辑线圈的复位，使它们的当前计时值和计数值清零。R指令用于输出继电器Y、状态器S和辅助继电器M200-M377的复位。R和S指令通常成对使用。二、填空题1.PC起动后，监控程序从0000地址开始工作。首先禁止由于掉电故障引起的中断以及关闭编程器，然后进入扫描程序和执行程序。2.输出接口是PC与外部传感器负载转换信号的端口，输入接口一般指外部传感器与输入端口的接线。3.F1-20P-E编程器适用于三菱公司F,F1，F2系列可编程控制器。插在PC上使用时，既可将程序写入PC的RAM中，又可在操作过程中监视PC的运行，还可在PC的RAM和EEPROM之间传送程序。4.编程器有在线编程和离线编程两种工作模式。5.PC输出端接线分为独立输出和公共输出两类接线方式。6.可编程控制器在输入采样阶段，扫描所有的输入端子，并将各输入端子的状态存入内存中各对应的输入映像寄存器中。7.PC在程序执行阶段，CPU对用户程序按先左后右、先上后下的顺序逐条地进行解释和执行。8.PC在输出刷新阶段，将元件映象寄存器中所有的输出继电器状态转存到相应的输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。9.存储容量是衡量PC可存储用户程序多少的指标，同时也是标志PC可完成工作难易程度的性能指标。10.可编程控制器I/O总点数等于输入信号与输出信号之和，它是衡量PC可接受输入信号和控制输出信号数量的性能指标。其中开关量用D来表示，模拟量用A表示。11.PC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择PC时，经常需要考虑PC的可扩展能力。12.F1系列PC基本单元I/O点数最大120；CPU采用8031单片机芯片，程序存储器容量为1000K。13.可编程控制器的功能指令又称FUN。14.F1系列PC内部存在着功能相互独立的元器件，每个元器件都用一定的字母来表示，如X表示输入继电器；Y表示输出继电器；M表示辅助继电器；T表示定时器；S表示状态继电器；C表示计数器；D表示数据寄存器等。15.F1系列可编程控制器中，CJP指令和EJP指令必须成对使用，且CJP指令应写在EJP指令之前，否则CJP被理解为下一步跳转开始，EJP被理解为结束上一步跳转。16.F1系列可编程控制器构成移位寄存器的第一个辅助继电器的编号，就是该移位寄存器的编号。17.可编程控制器以微处理器为核心，但其工作方式和微机有很大的不同。微机是一种等待命令的工作方式；而可编程控制器则是处于一种循环扫描的工作方式中。18.可编程控制器一个扫描周期可分为哪三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。19.F1系列可编程控制器定时器按定时精度不同可分为100ms定时器和10ms定时器两类。20.F1系列可编程控制器从结构形式上属于整体式可编程控制器。21.F1系列可编程控制器的辅助继电器分为两种：一种是通用辅助继电器，另一种是特殊辅助继电器。22.F1系列可编程控制器每个移位寄存器有三个输入即：输入数据端、移位输入端和复位输入端，其中输入数据端决定了移位寄存器首位辅助继电器的状态。23.F1系列可编程控制器中，每一个元器件都有各自的编号范围，这些编号都采用十进制编码。24.可编程控制器常用的CPU有：通用微处理器、单片机芯片和位处理器。25.可编程控制器内部存储器包括：RAM和ROM；在可编程控制器产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量指的是：EEPROM。26.可编程控制器的微处理器与I/O之间采用光电隔离措施，有效地隔离与I/O间电的联系，以减少故障和误动作。27.可编程控制器按结构形式分类可以分为：整体式和模块式两大类。28．可编程控制器的程序如何执行，取决于输入映象寄存器中内容和输出及元件映象寄存器中内容29．F1-40MR是F1系列可编程控制器，输入输出总点数为40点，单元类型属于整体式，输出方式为晶体管输出。30．F1系列可编程控制器，0.1s定时器的定时范围是：T0-T199；0.01s定时器的定时范围为：T200-T245。31．F1系列可编