PLC电气工程及其自动化09试题

华侨大学可编程控制器试卷A系别：电气工程与自动化09本考试日期：2012年6月1日姓名：班级学号：一、图示Modbus协议在串行链路上两种传输模式（RTU与ASCII码）报文格式，并简要说明两者的区别。（10%）答：Modbus协议RTU报文格式：Modbus协议ASCII报文帧区别：（1）起始与停止控制不同；（2）帧检错算法不一样。（3）编码系统不一样，RTU字符为11位，ASCII字符为10位；RTU采用与传送内容二进制对应的十六进制数表达；ASCII采用传送内容对应的ASCII的16进制数表达。（4）RTU传送速率快于ASCII报文。二、下图为某一应用程序的部分梯形图，试写出对应的语句。（12%）答：三、图示为洗车场PLC应用程序，投币识别输入为X0，洗车开始选择为X1；X2为系统复位按钮。冲水阀控制为Y0；洗车雨刷正转控制为Y1，反转控制为Y2；试分析程序各语句段的工作过程，并说明D0、D1、T0、T1、T252的作用；另外T252为什么不能改为T10？（15%）答：步0---步16间：当投币一次，D0加6000即600秒，10分钟；D0为洗车控制时间。D1加12000即1200秒，20分钟；D1为车位占用时间。步16---步36间：系统复位X2有效；洗车计时时间T252到；占用时间T0到、开机初始化等4个条件成立一个，洗车时间D0、占用时间D1清0，没有投币就无法洗车。步36---步59间：当洗车选择X1有效且D0、D1值不为0时，定时器T252计时，控制洗车时间；Y0冲水阀打开开始冲水。Y1得电，雨刷电机开始正转，T1计时5秒；5秒到T1失电重新计时，此时M0失电，Y1失电；再经过5秒，Y2得电，雨刷电机反转5秒后失电；再停5秒；Y1又得电，如此循环直至洗车时间结束。步59—步75之间：复位停止雨刷电机工作；投币开始意味着占用，T0占用时间到复位D0、D1值。T252是积算型定时器，不能用T10替换，尽管都是100ms定时定时器。四、有3台FX2N系列PLC构成N：N并行通信网络交换数据，通信采用模式2、重试次数为3，通信超时为70ms；当主站的X0出现上升沿时，从站1的Y0得电并自保持；主站的D100值作为从站1的定时器T0设定值，并开始计时。当从站1的T0计时时间到，从站1的Y1得电自保持，10S后，主站Y0得电。试编写满足上述通信功能的主站与从站1的PLC对应的那部分程序，并简要说明。（15%）答：主站程序：从站1对应的那部分程序如下：五、在A/D应用系统中，采用FX2N-4AD（系统连接模块编号为2，产品识别码为K2010）的第一通道设为（4-20mA）电流输入，第二通道设为电压输入,第三通道为电流输入（-20-20mA），第四通道设为（4-20mA）电流输入，计算取样的平均值分别为8、10、20、30，结果存入PLC的数据寄存器D100、D101、D102、D103中，若（D101）少于10或大于800，Y0得电报警，同时关闭第4通道。试设计相应的应用程序，并简要说明。（16%）。答：六、图示为一电气控制线路，试用FX2N系列PLC予以改造。（要求：I/O与元件安排、接线图、梯形图）（16%）答：（1）软元件、I/O安排与接线：输入：SB1、FR1常开并联--X0；SB2—X1；KS1—X2；SQ1—X3；SQ2—X4输出：Y0---KM1；Y1—KM2；Y2---YV中间软元件：M1-K1；K2可由控制YV的Y2实现，或M2—K2；通电延时时间继电器KT1由T0实现，其瞬时触点由并在T0线圈的M10实现；断电延时时间继电器KT2由T1结合线路实现；M20并于T1线圈处，实现瞬时触点功能；M21为断电延时功能。I/O接线如图所示：（2）对应于电器控制线路的PLC梯形图如下所示：七、电机M1、M2、M3、M4的工作时序图如图所示，高电平得电、低电平失电。图中为第一循环的时序。要求①要完成30个循环，自动结束；②结束后再按起动按钮，又能进行下一轮工作；③任何时候按正常停止按钮都能完成一个完整的循环才停止；④各台电机均有过载保护和短路保护即系统立即停止工作。试用步进功能指令设计PLC程序，并编制状态流程图与步进梯形图。（16%）答：（1）I/O安排与接线：X0—起动按钮SB0；X1—正常停按钮SB1；X2—急停按钮SB2与过载保护FR1-FR4；短路保护可采用电流继电器整定实现瞬时动作；KI1—KI4。Y0—KM1-电机M1；Y1—KM2-电机M2；Y2—KM3-电机M3；Y3—KM4-电机M4；（2）状态流程图。计数采用C0，定时器分别为T0---T7；正常停、急停采用步进功能图外，即每个扫描周期都执行，正常停对应记忆信号用M0；急停直接置位S0。状态流程图如下图所示。（3）对应的梯形图程序，如下图所示：华侨大学可编程控制器试卷B系别：电气工程与自动化09本考试日期：2012年5月17日姓名：班级学号：一、数据流的角度，分析说明采用计算机专用链接协议时，相关报文的传送流程。（10%）答：采用计算机链接协议时，有三种可能的情况：1、计算机从PLC中读数据时的报文流程：（1）PC向PLC发读数据命令报文。（2）PLC执行相应操作，向PC发数据。（3）PC收到数据后向PLC发确认报文。2、计算机向PLC写数据时的流程：（1）PC向PLC发写数据命令报文。（2）PLC执行相应操作，向PC发写数据操作完成确认信号。3、PLC发送请求式(on-demand)数据给计算机（只有在1对1时应用）PLC直接向上位计算机发送数据，计算机收到后进行相应处理但不会向PLC发确认信号。二、下列为某应用程序部分语句表，试作出对应的梯形图。（12%）答：三、下图为某PLC的应用程序，试分析程序的实现过程，当程序运行后，D0至D10的值为多少，并说明当X1有效时，Y0与Y1何时得电？。（15%）答：步0—步16：开机初始化或X0出现上升沿时，变址寄存器Z0清0；D0-D10也清0；D0设初值为20。步16、步24：比较D10的值，若不为0跳转P0；若为0即M1为1，则顺序执行其下循环语句，对D1到D10设值。步24–步42间：第一次循环，Z0=0；D0加5送D1，（D1）=20+5=25，Z0加1为下一次循环作准备；第二次循环，Z0=1；D1加5送D2，（D2）=25+5=30，Z0加1为下一次循环作准备；10次循环结束后，（D0）=20、（D1）=25、（D2）=30、（D3）=35、（D4）=40、（D5）=45、（D6）=50、（D7）=55、（D8）=60、（D9）=65、（D10）=70。步43：当X1上升沿成立，（D0）乘10送D20，即（D20）=200；步53：当X1有效时，定时器T0设定值为D200值即200；定时器T1设定值为D0值即20；步60、步62：定时器T0、T1分别控制输出Y0、Y1。因此，当X1有效时，经过20秒，Y0得电；经过2秒后，Y1得电。四、上位机PC要读取站号“4”PLC的M20至M24五点的值；设M20-M24为01101，假设通信正确，报文等待时间为100ms，试写出计算机与PLC侧的报文及其对应的ASCII码。（15%）答：，通信正确时，PC与PLC报文如下：五、某一PLC应用系统，需要模拟量FX2N-4DA（连接模块号为4，产品识别码为K3020）模拟量输出模块编号。现要将数据寄存器D50、D51、D52、D53中的数据通过FX2N-4DA的四个通道输出出去，并要求CH1、CH2设定为电压输出（－10～＋10V），CH3、CH4通道设定为电流输出（4～＋20mA），并且PLC从RUN转为STOP状态后，CH2、CH4输出值归零；CH1、CH3输出值保持不变。模块正常Y0得电，若D53为0，报警指示Y1得电，试编写实现这一要求的PLC程序并简要说明。（16%）。答：六、下图为某一电气控制线路（主电路略），试用FX2N系列PLC予以改造（I/O与元件安排、接线图、梯形图）（16%）七、下图为两种液体混合装置，A、B两种液体分别由电磁阀YA1、YA2控制，搅拌器由电动机M控制。起动时，YA1、YA2以及排流阀YA3均关闭，电动机M不转动。贮液罐是空的。按起动按钮，YA1打开，A液进入罐内，当A液达到罐中位M感应器时，YA1关闭，YA2打开，B液进入罐内。当罐内液面到达高位感应器H时，YA2关闭，搅拌电动机M工作。搅拌20s，排液阀YA3打开排液。当液面下降达L时，延时10s，待已搅拌液体排完。之后YA3关闭而YA1打开，重新注入A液，开始第二个循环。按停止按钮，要完成一个完整的循环才全部停止。应用FX2NPLC进行设计，试画出I/O分配、状态图与步进梯形图。（16%）。启动按钮X0电机KMY0急停按钮X10YA1Y1停止开关X11YA2Y2低位LX1YA3Y3中位MX2高位HX3