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PLC应用技术课后习题答案.doc


第一章 PLC 应用基础
简述接触器,继电器各有什么特点?其主要区别是什么? 1-1 简述接触器,继电器各有什么特点?其主要区别是什么? 接触器是利用电磁力的作用使主触点接通或断开电动机或其他负载主电路的控制电 器.接触器具有比工作电流大数倍的接通能力和分断能力,可以实现频繁的远距离操作.接 触器最主要的用途是控制电动机的启动,正反转,制动和调速等. 继电器是一种根据特定形式的输入信号的变化而动作的自动控制器.它与接触器不同, 主要用于反映控制信号,其触点通常接在控制电路中. 交流电磁线圈中通入直流电会发生什么现象? 1-2 交流电磁线圈中通入直流电会发生什么现象? 交流电磁线圈的特点是匝数少,电阻小,靠感抗限制线圈电流,通入直流电后因感抗 为零,将会造成线圈电流过大而烧毁. 直流电磁线圈中通入交流电会发生什么现象? 1-3 直流电磁线圈中通入交流电会发生什么现象? 直流电磁线圈的特点是匝数多,电阻大,靠电阻限流,而铁心由整块工程纯铁制成, 这样通入交流电后,将在铁心中产生较大的磁滞和涡流损耗,间接造成线圈过热而烧毁. 带有交流电磁机构的接触器,线圈通电后衔铁被卡住,会发生什么现象?为什么? 1-4 带有交流电磁机构的接触器,线圈通电后衔铁被卡住,会发生什么现象?为什么? 根据交流电磁机构的特性可知,交流电磁铁的线圈电流 I 与工作气隙δ成反比,如果 线圈通电后衔铁被卡住,工作气隙δ一直很大,因此电磁线圈的电流 I 也一直很大,电磁线 圈将被烧毁. 带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操作?为什么? 1-5 带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操作?为什么? 带有直流电磁机构的接触器适于频繁操作, 根据直流电磁机构吸力特性可知, 直流电磁 机构线圈的电流 I 与工作气隙δ无关, 因此线圈电流 I 的大小不受衔铁状态的影响, 所以带 有直流电磁机构的接触器频繁操作时,不会造成线圈过热. 1-6 交流电磁铁的铁心端面上为什么要安装短路环? 交流电磁铁的铁心端面上为什么要安装短路环? 根据交流电磁机构的吸力特性可知,电磁吸力 F 随时间周期变化,且每周期有两次过 零点,也就是说 F 有两次小于机械负载反力 Fr ,衔铁有两次"拍合"铁心的现象,引起电 磁噪声,因此在铁心端面的 2/3 处安装短路环,从而产生相差一个相位的两个磁通Φ1 和Φ 2,Φ1 和Φ2 分别产生两个分力 F1 和 F2,其合力 F= F1+F2 总大于反力,这样就消除了电 磁噪声. 交流接触器能否串联使用?为什么? 1-7 交流接触器能否串联使用?为什么? 交流接触器不能串联使用, 既使外加电压是两个线圈额定电压之和,也是不允许的. 因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比, 而两个电器的动作总是有先有后, 不可 能同时吸合.假如一个接触器先吸合,则其磁路闭合,线圈电感显著增加,因而在该线圈上 的电压降也相应增大, 使另一个接触器的线圈电压达不到动作电压, 从而使工作气隙δ一直
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很大,由于交流电磁铁的线圈电流 I 与工作气隙δ成反比,将造成线圈过热而烧毁. 直流电磁式时间继电器的延时原理是怎样?如何整定延时范围? 1-8 直流电磁式时间继电器的延时原理是怎样?如何整定延时范围? 直流电磁式时间继电器断电延时原理是利用楞次定律,方法有两种: 1,阻尼铜套法:当线圈通电时,衔铁处于释放位置,气隙大,磁阻大,磁通小,所以 阻尼铜套的作用很小,可不计延时作用,而线圈断电时,由于电流瞬间减小,根据楞次定律 阻尼铜套中将产生一个感应电流,阻碍磁通的变化,维持衔铁不立即释放,直至磁通通过阻 尼铜套电阻消耗逐渐使电磁吸力不足以克服反力时,衔铁释放,从而产生了断电延时. 2,短接线圈法:当电磁线圈断电时,立即把线圈短接,根据楞次定律线圈中将产生一 个阻碍磁通变化的感应电流,维持衔铁不立即释放,从而产生断电延时. 延时范围的调整: (1)改变释放弹簧的松紧度:释放弹簧越紧,释放磁通越大,延时越短. (2)改变非磁性垫片厚度:垫片厚度增加,延时增加. (3)为增大断电延时,对带阻尼套的时间继电器可兼用短接线圈法. 交流电压继电器与直流电压继电器在结构上有什么不同? 1-9 交流电压继电器与直流电压继电器在结构上有什么不同? 二者均为电压线圈,但有交流和直流之分.交流电压线圈的特点是匝数少,电阻小,靠 感抗限制线圈电流,铁心由硅钢片叠铆而成;直流电压线圈的特点是匝数多,电阻大,靠电 阻限流,铁心由整块工程纯铁制成. 直流电压继电器与直流电流继电器在结构上有什么不同? 1-10 直流电压继电器与直流电流继电器在结构上有什么不同? 直流电压继电器的线圈是电流线圈, 它与负载串联以反映负载电流的变化, 故它的线圈 匝数少而导线粗;直流电压继电器的线圈是电压线圈,导线细,电阻大,与负载并联以反映 电路电压的变化. 1-11 形接法的三相异步电动机能否采用两相结构的热继电器作为断相和过载保护? Y 形接法的三相异步电动机能否采用两相结构的热继电器作为断相和过载保护?△ 接法的三相异步电动机为什么要采用带有断相保护的热继电器 三相异步电动机为什么要采用带有断相保护的热继电器? 接法的三相异步电动机为什么要采用带有断相保护的热继电器?

电动机为 Y 接时,若任一相发生断相,另外两相电流增大,由于线电流等于相电流,流 过绕组的电流与流过热元件的电流增加比例相同, 因此采用普通两相式热继电器既可实现断 相保护; 若供电线路严重不平衡或电动机绕组内部发生短路或绝缘不良等故障时, 就可能使 绕组某一相电流比其它两相高,若恰好在这一相中没有热元件,则不能起到保护作用.此时 须采用三相结构的热继电器. 电动机为△接时,若发生断相故障,流过绕组的电流与流过热元件的电流不相同,而热 继电器按线电流整定,整定值比绕组相电流大,因此故障线电流达到动作值以前,绕组电流 就已超过额定电流,使绕组过热烧毁.因此必须采用带断相保护的热继电器.

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试设计可以从两地控制一台电动机,能实现点动工作和连续运转工作的控制线路. 1-12 试设计可以从两地控制一台电动机,能实现点动工作和连续运转工作的控制线路.

在没有时间继电器的情况下, 1-13 在没有时间继电器的情况下,设计一个用按钮和接触器控制电动机串电阻降压启动的 控制线路. 控制线路.

试设计一控制线路,要求:按下按钮后, 通电, 通电, 1-14 试设计一控制线路,要求:按下按钮后,KM1 通电,经 10s 后,KM2 通电,经 5s 后, 释放, 通电, 15s,KM1, 同时释放,在任何时刻, KM2 释放,同时 KM3 通电,再经 15s,KM1,KM3 同时释放,在任何时刻,按停止按钮 线路停止工作. 线路停止工作.

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试设计一绕线式异步电动机的控制线路,要求: 用按钮实现单方向运转; 1-15 试设计一绕线式异步电动机的控制线路,要求:①用按钮实现单方向运转;②按时间 原则串电阻三级启动. 原则串电阻三级启动.
L1 L2 L3
Q
U1 V1 W1
1

U1

FU 2

KM1

SB 1

FR
SB 2 KM1

M1 3~
KM4
KM 1

KT1

KT 3 KM 4

KT 1 KM2 KT 2

KM 3 KT 2

KT 3 KM4

KM3
N

KM4

KM2

系列滑环式异步电动机通用屏能实现几级调速? 1-16 图 1-65 所示 TPH31 系列滑环式异步电动机通用屏能实现几级调速?线路有哪些保 分别是哪些元件实现的?当主令控制器的手柄在第二位时,有哪些线圈通电? 护?分别是哪些元件实现的?当主令控制器的手柄在第二位时,有哪些线圈通电? 答:TPH31 系列滑环式异步电动机通用屏能实现三级调速;有 4 种保护:短路保护(QF, QF1) ,过载保护(KA1,KA2,KA3) ,失压保护(KV,KM1,KM2,KM3) ,零位保护(KV,SA) ; 当主令控制器的手柄在第二位时,线圈 KV,KM1,KM2,KB,YB,KA1,KA2,KA3 通电. 试设计一小车运行的控制线路,小车由异步电动机拖动,其动作过程如下: 1-17 试设计一小车运行的控制线路,小车由异步电动机拖动,其动作过程如下:
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(1)小车由原位开始前进,到终点自动停止. 小车由原位开始前进,到终点自动停止. 后自动返回原位停止. (2)小车在终点停留 2min 后自动返回原位停止. 要求能在前进或后退途中任意位置启动和停止. (3)要求能在前进或后退途中任意位置启动和停止.

SQ 1

SQ 2

终点

L1

L2

L3 Q

U2

FU 2

FR

FU 1

SB1 KT SB 2 KM 1 SB 3 KM2 SQ2

KM1

KM 2 SQ 2 SQ 1 KM2 FR KM 1 KM2 KT

KM 1

M 3~

N

设计预警启动线路,要求:按下启动按钮后,电铃响, 1-18 设计预警启动线路,要求:按下启动按钮后,电铃响,10s 后 KM 启动再过 10s 后电铃 停.
SB1 SB2 HA

KA

KM1 KA

KT1 KT1 KT 2 KT1 KM1 KM1

两台电机连锁启停控制线路,要求:M1 启动后, 才启动; 停止后, 才停止. 1-19 两台电机连锁启停控制线路,要求:M1 启动后,M2 才启动;M2 停止后,M1 才停止.

5

L1

L2

L3 FU 3 Q U1 FR 1 FR 2

U1

V1

W 1

SB 1 FU 1 FU 2 KM 2

SB 3

KM1

SB 2 KM2

KM 1

SB4 KM 1

KM

FR 1

FR 2 N

KM1

KM2

M1 3~

M2 3~

设计闪光电源控制线路,要求:线路发生故障( 2s, 1s, 1-20 设计闪光电源控制线路,要求:线路发生故障(KA 闭)时,信号灯 HL 亮 2s,灭 1s, 周而复始,直到按下解除按钮. 周而复始,直到按下解除按钮.

第二章 PLC 的结构和特点
工作过程分为几个阶段? 2.1 PLC 工作过程分为几个阶段? PLC 一般采用循环扫描工作方式,其工作过程一般分为四个阶段:系统监测阶段,执行 外围设备命令阶段,程序执行阶段,输入/输出刷新阶段. 的扫描周期?扫描周期如何计算? 2.2 什么是 PLC 的扫描周期?扫描周期如何计算? PLC 完成一个扫描周期所需要的时间,称为扫描周期;将一次工作循环中系统监测阶 段,执行外围设备命令阶段,程序执行阶段,输入/输出刷新阶段所需的时间加在一起计算 扫描周期. 2.3 什么是 PLC 的响应时间?在输出采用循环刷新和直接刷新方式时,响应时间有何区别? 的响应时间?在输出采用循环刷新和直接刷新方式时,响应时间有何区别? 刷新方式时 从 PLC 收到一个输入信号到 PLC 向输出端输出一个控制信号所需的时间,就是 PLC 的 响应时间,使用循环刷新时,在一个扫描周期的刷新阶段开始前瞬间收到一个信号,则在本 周期内该信号就起作用了,这时响应时间最短,等于输入延时时间,一个扫描周期时间,输
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出延迟时间三者之和; 如果在一个扫描周期的 I/O 更新阶段刚过就收到一个信号, 则该信号 在本周期内不能起作用,必须等到下一个扫描周期才能起作用,这时响应时间最长,它等于 输入延迟时间,两个扫描周期时间与输出延迟时间三者之和;在使用直接输出刷新时,最长 响应时间等于输入延迟时间,一个扫描周期时间,输出延迟时间三者之和. 的基本配置包括那些部分? 2.4 PLC 的基本配置包括那些部分? CQM1 的基本配置包括 CPU,内存单元,I/O 模块,电源,简易编程器等. 接终端扩展和接模块扩展配置各有什么特点? 2.5 接终端扩展和接模块扩展配置各有什么特点? 接终端扩展特点:在 CQM1 主机部分接 B7A 接口单元,而在远程接相应终端,终端与接 口间由双绞线连接.最大传距离可达 500m. 接模块扩展的特点:在 CQM1 主机部分安装 G730 主控单元,其上装有 RS-485 接口,而 在远程,各模块依次连接,然后再通过双绞线与主控单元相连.最大传送距离可达 200m. 如何进行传感器模块的示教调整?其步骤如何? 2.6 如何进行传感器模块的示教调整?其步骤如何? 示教的目的是调整传感器灵敏度,起调整步骤如下: (1)将目标放在探头之间. (2)设远程控制器为 SET 模式. (3)按示教按钮,示教指示灯(橙色)亮. (4) 目标移出探头工作区,若示教成功,示教指示灯将转为绿色;若不成功,则仍 为橙色,并闪烁.这时应改变目标与探头的距离,返回步骤(2) (5)把远程控制器的模式设为 RUN,以完成这次示教. CX- 编程软件有那些功能? 2.7 CX-P 编程软件有那些功能? 1. 为适用的 PLC 建立和编辑梯形图或助记符程序 2. 建立和检索 I/O 表 3. 改变 CPU 单元的操作模式 4. 在个人计算机和 PLC 之间传送程序,内存数据,I/O 表,PLC 设置值和 I/O 注释 5. 在梯形图显示上监控 I/O 状态和当前值, 在助记符显示上监控 I/O 状态和当前值, 以及 在 I/O 内存显示上监控当前值.

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第三章 PLC 的基本指令及编程
对应的指令语句表. 3-1 写出图 3-1 对应的指令语句表.
00000 01600 10000 10000 01600 图 3-1 习题 3-1 图 00001 00002 01601 10000 T00 00003 10000 00004 TIM000
#0100

解答: 梯形图和指令语句的转换, 首先要划分好各电路块. 电路块由简单串并联的接点组成, 当电路块处理完后,再用电路块的串并联指令将其连接起来.有分支时,应使用暂存继电器 记忆分支点.图 3-1 对应的语句表如下: LD 00000 AND-NOT 00001 LD 01600 OR 10000 AND 00002 AND 01601 OR-LD LD 10000 AND-NOT 01600 OR-LD LD 10000 OR T00 AND-LD OUT TR0 AND 00003 OUT 10000 LD TR0 AND 00004 TIM 000 #0100 画出下列指令语句表对应的梯形图. 3-2 画出下列指令语句表对应的梯形图. ① LD 00000 OR 00001 AND-NOT 00002 OR 00003 LD 00004 AND 00005 OR 00006 AND-LD OR 00007
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10000 00000 00001 TR0 01601 01600 TR0 01601 01600 C000 25315 000 #0002 LD 01600 OR 01601 OR 10000 AND-NOT C000 OUT 10000 解答:将指令语句转换成梯形图时,首先应将以 LD 指令为起点的电路块找出来,然后根据 两个电路块后面的指令确定其相互关系. ①如图 3-2 所示.

OUT ② LD AND OUT AND-NOT OUT LD OUT LD LD OR CNT

②如图 3-3 所示.

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所示各梯形图进行化简,然后写出指令语句表. 3-3 对图 3-2 所示各梯形图进行化简,然后写出指令语句表.

解答:首先将图 3-4 各梯形图简化成图 3-5 形式.

对应的指令语句表如下: a) LD 01600 AND 00002 LD-NOT 00001 OR-LD AND 00000 OUT 10000 b)LD-NOT 00004 AND 00005 LD 10000 AND 00006 OR-LD AND 00003 LD 00002

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AND 00004 OR-LD AND 00001 OUT 10000 c)LD 10000 AND 00003 AND 00004 OR 00001 AND 00000 LD 10000 AND 00001 LD 00003 AND 00004 OR-LD AND 00002 OR-LD OUT 10000 所示梯形图对应的指令语句表. 3-4 写出图 3-6 所示梯形图对应的指令语句表.

解答:用暂存器来处理分支电路.要注意的是,线圈 10001 前面没有接点,因此不必按分支 处理.指令语句如下: LD 00001 OUT TR0 AND 00002 AND 00003 OUT 10000 LD TR0 AND 00003 OUT 10001 AND 10000 OUT TR1 AND 00006 OUT 10002

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LD TR1 AND 00007 OR 00008 OUT 10003 所示梯形图对应的波形图. 3-5 画出图 3-7 所示梯形图对应的波形图.

解答:画波形的题考查的是读者对梯形图的理解. a)本题为一个单按钮启停电路.由于采用了下沿微分,因此,按钮在每次按下并松开后有 效. 00000 第一次为 ON 并变为 OFF 时, 01600 为 ON 一个扫描周期, 10000 置 "1" 此时 01601 , 为 OFF;00000 第二次为 ON 时,由于 10000 已经为 ON,因此 01601 在本周期为 ON,使 10000 置"0" .如图 3-8 所示.

b)本题为一个故障报警电路.其中,00000 为故障信号输入;00001 为试灯按钮;00002 为 解音按钮;10000 为灯光报警输出;10001 为音响报警输出.25502 为 1 秒时钟脉冲,ON0.5 秒,OFF0.5 秒.如图 3-7 所示.

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有一个用四条皮带运输机的传输系统, 驱动, 所示. 3-6 有一个用四条皮带运输机的传输系统, 分别用四台电动机 M1~M4 驱动, 如图 3-10 所示. 控制要求如下: 控制要求如下:

(1)起动时,先起动最后一条皮带, 依次起动其它皮带机, M4→M3→ (1)起动时,先起动最后一条皮带,每延时 2s 后,依次起动其它皮带机,即 M4→M3→ 起动时 2s 2s M2→Ml. M2→Ml. (2)停止时 先停最前面一条皮带, 停止时, 依次停止其它皮带机, M1→M2→ (2)停止时,先停最前面一条皮带,每延时 5s 后,依次停止其它皮带机,即 M1→M2→ 2s 2s 2s M3→M4. M3→M4. (3)当某条皮带机发生故障时 该皮带机及其前面的皮带机立即停下, 当某条皮带机发生故障时, (3)当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机立即停下,而后面的皮带机 按停止顺序依次停车. 按停止顺序依次停车. 控制程序. 试设计满足上述控制要求的 PLC 控制程序. 解答:根据要求,每隔 2s 启动一条皮带,可由脉冲发生器来设定时间间隔.设 00000 为启 动按钮,00001 为停止按钮,00002,00003,00004,00005 分别为四条皮带的故障停车信号; 10000 为第 1 条皮带驱动,10001 为第 2 条皮带驱动,10002 为第 3 条皮带驱动,10003 为第 4 条皮带驱动.中间继电器 01602 和 01603 的作用是在启动过程中,连锁接点 10002,10001 的有效时间滞后 1 个扫描周期,以保证启动顺序;01604 的作用是在 4 条传送带均停止后, 复位停止继电器 01601,使系统复原,如图 3-11 所示.
2s

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传送带产品检测:用红外传感器检测传送带上的产品, 内无产品通过, 3-7 传送带产品检测:用红外传感器检测传送带上的产品,若 20s 内无产品通过,则传送 带停止,同时报警. 端子输入, 点驱动, 带停止,同时报警.设检测信号从 00002 端子输入,传送带由 10000 点驱动,报警信号由 点控制, 为起动按钮, 为停止按钮. 10001 点控制,00000 为起动按钮,00001 为停止按钮. 解答:如图 3-12 所示,其中,00001 既作为停止按钮,也作为报警解除按钮.

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所示, 为启动按钮, 3-8 某机床动力头的进给运动如图 3-13 所示,00000 为启动按钮,按一次则动力头完成一 个工作循环.启动时,动力头处于最左边,10000,10001, 分别驱动三个电磁阀. 个工作循环.启动时,动力头处于最左边,10000,10001,10002 分别驱动三个电磁阀.试 程序. 设计 PLC 程序.

解答:如图 3-14 所示,根据给定的波形图,可得到三个电磁阀的启停控制状态.
00000 00004 00002 00001 00000 00003 00003 00004
KEEP 10000

KEEP 10001

KEEP 10002

END

实现下述控制要求,分别画出其梯形图. 3-9 用 PLC 实现下述控制要求,分别画出其梯形图. (1)电动机 先起动后, 才能起动 起动, 能单独停车. (1)电动机 Ml 先起动后,M2 才能起动,M2 能单独停车. 起动后, 才能起动, 可以点动. (2)M1 起动后,M2 才能起动,M2 可以点动. 自行起动. (3)M1 起动 10s 后,M2 自行起动. 起动, 停止. (4)M1 起动 10s 后,M2 起动,同时 M1 停止. 起动后, 才能起动; 停止后, 才能停止. (5)M1 起动后,M2 才能起动;M2 停止后,MI 才能停止. 解答:如图 3-15 所示,设 00000,00001 为 M1 启,停按钮,00002,00003 为 M2 启,停按 钮,00004 为 M2 点动按钮,10000,10001 分别为 M1,M2 驱动.第 5 小题也可仿照图 2-19 将继电接触线路改写成 PLC 的梯形图,如图(5b) .如图(5a)为采用保持器的 PLC 设计方 式.

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00000 00001 00002 10000 00003

KEEP 10000

00000 00001 00002 10000 00003

KEEP 10000

KEEP 10001

KEEP 01600

(1)

00004
10001

01600 00000 00001 00000 10000 TIM000 #0100 T000 DIFU 01600 01600 00003
KEEP 10001 KEEP 10000

(2)
KEEP 10000

T000 10000

TIM000 #0100

T000 00003

KEEP 10001

(3) 00000 00001 10001 00000
KEEP 10000

(4) 00001

10000
10000 00002 10000 10001 00003

00002 10000 00003

KEEP 10001

10001
10001

(5a)

(5b)

图 3 - 15

习 题 3-9梯 形 图

所示. 3-10 一个用于检测和计算送到包装机装配线上的产品数量的控制电路如图 3-16 所示.当 计数器计到 12 个产品时,电路接通一个电磁线圈,2s 后,电磁线圈自动断开.试用 PLC 取 个产品时,电路接通一个电磁线圈, 电磁线圈自动断开. 代该继电器控制线路. 代该继电器控制线路. 解答:对于继电器控制线路的 PLC 改造问题,应首先了解原系统工艺要求,然后确定 PLC 的型号及点数,并进行通道分配,最后画出梯形图.设 00000 为行程开关 XK 输入,10000 为电磁线圈 X 输出,其余均由 PLC 内部器件实现:设计数 器 CC 为 C000, 定时器 KT 为 T001, 中间继电器 K 为 01600, 则梯形图如图 3-17 所示.

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00000 CNT000 01600 C000 T001
01600

#0012

01600 01600 TIM000 #0020

10000

END

KMl,KM2, 动作.要求:按下启动按钮后,KMl, 3-11 用 PLC 控制三个接触器 KMl,KM2,KM3 动作.要求:按下启动按钮后,KMl,KM 2 启 断电, 接通,按停车按钮后,KM1, 断电. 动,10s 后,KM2 断电,再过 5s 后,KM3 接通,按停车按钮后,KM1,KM3 断电. 解答:如图 3-18 所示,设 00000,00001 为启,停控制按钮,KMl,KM2,KM3 分别由 10000, 10001,10002 驱动.

实现的密码锁控制. SBl~SB8,其控制要求为: 3-12 试设计用 PLC 实现的密码锁控制.有 8 个按钮 SBl~SB8,其控制要求为: 为启动按钮, 才可以进行开锁作业. (1)SB7 为启动按钮,按下 SB7 才可以进行开锁作业. (2)SBl,SB2, 为可按压键.开锁条件: (2)SBl,SB2,SB5 为可按压键.开锁条件:SBl 设定按压次数为 3 次,SB2 设定按压次 如按此条件依次按键,则密码锁打开. 数为 2 次,SB5 设定按压次数为 4 次,如按此条件依次按键,则密码锁打开. (3)SB3, 为不可按压键,一按压报警器就响,发出警报. (3)SB3,SB4 为不可按压键,一按压报警器就响,发出警报. 为复位按键, SB6,重新开始开锁作业. (4)SB6 为复位按键,按下 SB6,重新开始开锁作业. 为停止按健, SB8,停止开锁作业. (5)SB8 为停止按健,按下 SB8,停止开锁作业. 解答:如图 3-19 所示,设 00006,00007 为启,停控制按钮 SB7,SB8,SB1:00000,SB2:

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00001,SB3:00002,SB4:00003,SB5:00004,SB6:00005,10000 为开锁信号,10001 为报警信号.图中,开锁信号维持 1s,报警信号则必须按复位按钮才能解除;计数器 C000 和 C001 的复位端将自身输出信号与相应的按压信号串联, 可避免超过规定次数的按压有效; 按下停止按钮后,开锁操作无效,但要重新开锁,必须先按复位键 SB6.

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第四章 PLC 功能指令及应用
在某些控制场合,需要对控制信号进行分频处理. 控制程序. 4.1 在某些控制场合,需要对控制信号进行分频处理.试设计一个四分频的 PLC 控制程序. 解:设输入点为 00000,输出端为 10000.图 4-1(a)为用计数器和比较指令设计的程序, 结果比较直观;本题也可用移位器来设计,如图 4-1(b)所示,利用 00000 本身作为移位 脉冲,则 01601 的输出状态刚好满足要求,图 4-1(c)为时序图.

设计彩灯控制电路,要求: 组彩灯,启动后分两种动作交替循环进行. 4.2 设计彩灯控制电路,要求:9 组彩灯,启动后分两种动作交替循环进行. 分三大组, 为一组, 为一组, 为一组, 1s. (1)分三大组,1,4,7 为一组,2,5,8 为一组,3,6,9 为一组,每大组依次亮 1s. 顺序, 1s. (2)按 1 到 9 顺序,每组依次亮 1s. 解:设启动按钮 00000,停止按钮 00001;输出彩灯分别为 10001,10002,10003,10004, 10005,10006,10007,10008,10009;如图 4-2 所示,按下启动按钮 00000 后,彩灯按要 求循环亮灭,按下停止按钮 00001 后,彩灯立即熄灭.

19

程序, 位十进制数. 4.3 试设计一个能计算下面算式的 PLC 程序,设 X1,X2 为 4 位十进制数.
X1 + X 2 Y = X1 X 2 (X 1 ≤ X 2) (X1 > X 2)

解:设 X1 存放在 DM0000 中,X2 存放在 DM0001 中,结果 Y 存放在 DM0002 中.由于本题的计 算有条件限制,最容易想到的是先通过比较指令判断条件,然后根据要求进行计算,如图 4-3(a)所示;本题也可以先进行减法运算,如果有借位,则表示 X1 <X2,因此再重新按 加法计算,如图 4-3(b)所示.

20

00000 CL C CMP DM0000 DM0001 25506 @ ADD 25507 DM0000 DM0001 DM0002 25505 @SUB DM0000 DM0001 DM0002

00000 CL C @SUB DM0000 DM0001 DM0002 25504 @ADD DM0000 DM0001 DM0002

a) 4- 3 4-3

b)

设计一小车控制程序, 所示,要求起动后, 处开始从左向右行驶 行驶, 4.4 设计一小车控制程序,如图 4-4 所示,要求起动后,小车由 A 处开始从左向右行驶,到 每个位置后, 2s,然后自行启动; 位置后, 每个位置后,均停车 2s,然后自行启动;到达 E 位置后,小车直接返回 A 处,再重复上述 动作, 次后, 动作,当每个停车位置均停车 3 次后,小车自动停于 A 处.试用步进指令和移位指令两种 方法设计. 方法设计.

解:设对应 A,B,C,D,E 点的检测开关由 00000,00001,00002,00003,00004 点输入, 00005 为启动按钮;小车右行为 10000,左行为 10001.用移位指令和步进指令实现的梯形 图分别见图 4-5 和图 4-6.

21

00005 C001 01600 H0001 H0002 …… H0008

KEEP 01600

H0000
25314 SFT 01601 H00 C001 H00

H0000 00000

01601
H0001 00001 H0002 T000 H0003 00002 H0004 T000 H0005 00003

H0006 T000 H0007 00004 H0008 T000 H0009 00000 H0002 H0004 H0006 H0008 H0009 CNT001 C001 #0003 H0001

TIM000 #0020

10000
H0003 H0005 H0007 H0009

10001

END

图4-5 习题4-4图1

22

00005 C001 01600 00000

00003 KEEP 01600 SNXT LR0005

STEP SNXT LR0000 25313 LR0005 TIM000 #0020 T000 SNXT LR0006

STEP LR0000 25313

10000
00001 SNXT LR0001 25313 STEP LR0001 25313 TIM000 #0020 T000 SNXT LR0002 25313 00004

STEP LR0006

10000

SNXT LR0007

STEP LR0007 TIM000 #0020 T000 SNXT LR0008

STEP LR0002 25313

10000
00002 SNXT LR0003 25313 STEP LR0003 25313 TIM000 #0020 T000 SNXT LR0004 C001 00004 00000

STEP LR0008

10001

SNXT LR0009

STEP CNT001 #0003 STEP LR0004 END

25313

10000

图4-6 习题4-4图2

23

设计全通全断叫响提示电路: 信号灯发光. 4.5 设计全通全断叫响提示电路:当 3 个开关全为 ON 或全为 OFF 时,信号灯发光. 解:设 3 个开关分别为 00000,00001,00002,信号灯由 10000 控制.图 4-7 为实现该电路 的三种方法.
00000 00001 00002 25313

10000
00000 00001 00002 25313

MOV 000 016 CMP 016 #0000

(a)
00000 00001 00002

25506

01700 01600
25313 CMP 016 #0007 25506

00000

01601
00001 00002 01600 01600

01701

10000 10000
01601

01601

(b) 图4-7 习题4-5图

(c)

程序. 4.6 试编制能显示可逆计数器当前值的 PLC 程序. 解:图 4-8(a)为用七段码显示 2 位可逆计数器当前值的 PLC 程序,图 4-8(b)为用 BCD 码显示 2 位可逆计数器当前值的 PLC 程序.
00000 00001 25315 25313 CNTR 000 #0099 25315 25313 00000 00001 CNTR 000 #0099

MOV #0030 LR00 SDEC C000 LR00 100

MOV C000 100

(a) 图4-8 习题4-6图

(b)

24

数码显示: 按钮时, 按钮时, 4.7 用 10 个按钮控制一位 BCD 数码显示:按下 0 按钮时,数码显示 0;按下 1 按钮时,数 ……按下 按钮时, 试用基本指令和译码指令两种方法编制该程序. 码显示 1;……按下 9 按钮时,数码显示 9.试用基本指令和译码指令两种方法编制该程序. 解:用基本指令编程时,思路比较简单,但程序较复杂,而用功能指令编写的程序往往非常 简单.如图 4-9 所示,图(b)既可代替图(a)的功能.
00001

10000
00003 00005 00007 00009

00000 DMPX 000 100 #0000

00002

10001
00003 00006 00007 00004

(b)

10002
00005 00006 00007 00008

10003
00009

(a) 图4-9 习题4-7图

电动葫芦起升机构的动负荷试验,控制要求如下: 4.8 电动葫芦起升机构的动负荷试验,控制要求如下: (1)可手动上升 下降; 可手动上升, (1)可手动上升,下降; (2)自动运行时, 自动运行时 6s→ 9s→ 6s→ 9s, 1h,然后发出声光信号, (2)自动运行时,上升 6s→停 9s→下降 6s→停 9s,循环运行 1h,然后发出声光信号, 并停止运行. 并停止运行. 控制的上述系统. 试设计用 PLC 控制的上述系统. 解:设手动上升为 00000,手动下降为 00001,自动为 00002,声光复位为 00003;输出 信号:上升 10000,下降 10001,声光 10002.根据要求,循环运行 1h,正好是 120 个循环. 梯形图见图 4-10.

25

00002 C002 25314 01601 25315 H0000

KEEP 01600

SFT H00 H00

01601
H0001 T000 H0002 T001 H0003 T000 H0004 T001 H0001 T000 H0003 H0002 T000 H0004 H0001 #90 #60

10000
00000 H0003

10001
00001

10001 C002 C002 C002 00003 #120

KEEP 10002

要求:按下启动按钮后, 所示依次完成下列动作: 4.9 要求:按下启动按钮后,能根据图 4-11 所示依次完成下列动作: (1)A 部件从位置 1 到位置 2. 部件从位置 (2)B 部件从位置 3 到位置 4. (3)A 部件从位置 2 回到位置 1. (4)B 部件从位置 4 回到位置 3. 实现上述要求,画出梯形图. 用 PLC 实现上述要求,画出梯形图.

26

00000 00001 SNXT LR0000

STEP LR0000 25313

10000
00002 00003 SNXT LR0001

STEP LR0001 25313

10002
00004 00002 SNXT LR0002

STEP LR0002 25313

10001
00001 00004 SNXT LR0003

STEP LR0003 25313

10003
00000 SNXT LR0004

STEP END

控制系统,要求:某层楼有呼叫信号时, 4.10 试设计一个 4 层电梯 PLC 控制系统,要求:某层楼有呼叫信号时,电梯自动运行到该 楼层后停止; 个楼层呼叫时,依先后顺序排列,同方向就近楼层优先; 楼层后停止;如果同时有 2 或 3 个楼层呼叫时,依先后顺序排列,同方向就近楼层优先; 电梯运行到先呼叫的楼层时,待门关严后,电梯自行启动,运行至下一个楼层. 电梯运行到先呼叫的楼层时,待门关严后,电梯自行启动,运行至下一个楼层. 解:首先进行通道分配: 输入信号: 一层内选指令按钮 00000 二层内选指令按钮 00001 三层内选指令按钮 00002 四层内选指令按钮 00003 一楼向上呼梯按钮 00004 二楼向上呼梯指令 00005

27

三楼向上呼梯指令 00006 二楼向下呼梯指令 00007 三楼向下呼梯指令 00008 四楼向下呼梯指令 00009 1~4 层行程开关(并联)00010 手动开门按钮 00011 输出信号: 电梯上行及指示 10000 电梯下行及指示 10001 一层到站指示 10002 二层到站指示 10003 三层到站指示 10004 四层到站指示 10005 呼梯信号指示 10006 开门状态指示 10007 一楼内选信号指示 10100 二楼内选信号指示 10101 三楼内选信号指示 10102 四楼内选信号指示 10103 一楼向上呼叫指示 10104 二楼向上呼叫指示 10105 三楼向上呼叫指令 10106 二楼向下呼叫指示 10107 三楼向下呼叫指令 10108 四楼向下呼叫指令 10109 电梯控制的 PLC 梯形图如图 4-13 所示.

28

00000 10100

01700

10100
DIFD 01800 00001 10101 DIFD 01801 00002 10102 DIFD 01802 00003 10103 DIFD 01803 00004 10104 01700 01703 01702 01701

10101

10102

10103

10104
01605 DIFD 01804 00005 10105 01701

10105
01605 DIFD 01805 00006 10106 01702

10106
01605 DIFD 01806 00007 10107 01701

10107
01604 DIFD 01807 00008 10108 01702

10108
01604 DIFD 01808 00009 10109 01703

10109
01604 DIFD 01809 00010 10000 10001 DIFU 01600 01600 01600 CNTR 000 #0003 25313 MLPX C000 #0000 017

29

10100

01601
10101 10102 10103 10104

01602
101051 10106 10107 10108 10109 01800

01602
01801 01802 01803 01804 01805 01806 01807 01808 01809 01604 10007 10001 01603

10000
01605 10007 10000 01603

10001
01700

10002
01701

10003
01702

10004
01703

10005
01704

10006
10101 01701 01702 10102 10103 01703 01605

01604

30

10102 01702 01701 10101 10100 00004 01700 01604 00005 01701 00006 00007 01702 01701 01605

01700 01604

01605

10000 10001

01606

00008 01702 00009 01703 T001

00011 10000 10001 01606

10007
10007 01603 10007 TIM 000 #0020

END

第五章 PLC 联网与通信
5.1 数据通信主要采用那两种方式?从通信双方信息的交换方式上分为那几种? 数据通信主要采用那两种方式?从通信双方信息的交换方式上分为那几种? 数据通信主要采用并行通信和串行通信两种方式. 从通信双方信息交互方式看, 数据 通信方式有以下三种:单工通信,半双工通信,全双工通信. 5.2 数据通信的主要技术指标有那些? 数据通信的主要技术指标有那些? 通信波特率:通信波特率是指单位时间内传送的信息量. 误码率:误码率 PC=NC/N.N 为传输的码元(一位二进制)数,Nc 为错误码元数.在计算机 网络通信中,一般要求 PC 为 10-5~10-9,甚至更小. RS-232C,RSRS串行通信接口? 5.3 比较 RS-232C,RS-422/ RS-485 串行通信接口? 项目 接口电路 传输距离(m) 最高传输速率 (Mbit/s) 接收器输入阻抗(kΩ) 驱动器输出阻抗(Ω) 3~7 300
31

RS-232C 单端 15 0.02

RS-422 差动 1200 10

RS-485 差动 1200 10

≥4 100

>12 54

输入电压范围(v) 输入电压阀值(k)

-25~+25 ±33

-7~+7 ±0.2

-7~+12 ±0.2

网络的主要类型? 各自的特点? 5.4 简述 OMRON PLC 网络的主要类型?试说明 CompoBus/D 和 CompoBus/S 各自的特点? 主要类型有:以太网(Ethernet) ,SYSMAC NET 网,SYSMAC Link 网,Controller Link 网,HOST Link 网,PC Link 网,Remote I/O 网,CompoBus/D,CompoBus/S 网. CompoBus/D:CompoBus/D 是一种开放,多主控的器件网,其功能有远程开关量和模 拟量的 I/O 控制及信息网通信.是一种较为理想的控制功能齐全,配置灵活,实现方便的分 散控制网络. CompoBus/S:CompoBus/S 也是器件网,是一种高速 ON/OFF 系统控制总线,使用 CompoBus/S 专用通信协议.CompoBus/S 功能不及 CompoBus/D,但它实现简单,通信速度更 快.主要的功能为远程开关量的 I/O 控制. 有几种通信系统,各自的功能和特点如何? 5.5 OMRON C 系列 PLC 有几种通信系统,各自的功能和特点如何? 上位机链接系统:以 IBM 微机为上位机,通过 HostLink 单元把它作为下位机的 PLC 互 连起来构成的系统称为上位机链接系统. 同位链接系统: 把数台 PLC 通过 PC-Link 单元互连在一起就构成了同位链接系统, 因为从通 信角度看,每台 PLO 地位相同,没有主从之分,所以称为同位链接系统. 下位链接系统:下位链接系统又称远程 I/O 系统.它是以一台 PLC 为主,通过远程 I/O 链路 把远程 I/O 单元,远程终端及 I/O 链接单元互连在一起构成的系统. 简述上位链接系统组成? 5.6 简述上位链接系统组成? 上位链接系统是以一台微型计算机作上位机,数台可编程控制器作下位机,通过 HOST Link 单元及串行总线互联而成的监督控制系统. 其一般由上位机, Link 适配器, HOST Link 单元, 传输介质组成.

32


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