可編程序控制器的編程方法與工程應用習題全部答案?一、選擇題1.可編程序控制器采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、()和算術運算等操作的指令。A.控制運算、計數B.統計運算、計時、計數C.數字運算、計時D.順序控制、計時、計數

答案：D

解析：可編程序控制器能存儲執行邏輯運算、順序控制、計時、計數和算術運算等操作的指令，通過這些指令實現對工業生產過程的自動化控制。

2.可編程序控制器的特點是()。A.不需要大量的活動部件和電子元件，接線大大減少，維修簡單，維修時間縮短，性能可靠B.統計運算、計時、計數采用了一系列可靠性設計C.數字運算、計時編程簡單，操作方便，維修容易，不易發生操作失誤D.以上都是

答案：D

解析：可編程序控制器具有多種優點，如減少活動部件和電子元件，簡化接線，可靠性高，采用可靠性設計，編程及操作方便，維修容易等。

3.可編程序控制器編程語言有()。A.梯形圖B.指令語句表C.功能塊圖D.以上都是

答案：D

解析：可編程序控制器常見的編程語言包括梯形圖、指令語句表、功能塊圖等，不同的編程語言適用于不同的編程需求和人員習慣。

4.梯形圖中同一線圈()。A.只能使用一次B.可以使用多次C.視情況而定D.無限制

答案：A

解析：在梯形圖中，同一線圈只能使用一次，以避免邏輯混亂。

5.指令語句表中LD表示()。A.取指令，用于常開觸點與母線連接B.與指令，用于常開觸點串聯C.或指令，用于常開觸點并聯D.非指令，用于觸點取反

答案：A

解析：LD是取指令，用于將常開觸點與母線連接，開始一個邏輯行。

二、填空題1.可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、()、計時、計數和算術運算等操作的指令。

答案：順序控制

解析：順序控制是可編程序控制器實現工業自動化控制的重要功能之一，與其他邏輯、計時、計數和算術運算等功能共同構成其完整的控制能力。

2.可編程序控制器的編程語言主要有()、指令語句表、功能塊圖等。

答案：梯形圖

解析：梯形圖是可編程序控制器最常用的編程語言，具有直觀、易懂的特點，便于電氣工程師和技術人員進行編程和調試。

3.梯形圖中，觸點應畫在()之間，線圈應畫在最右邊。

答案：水平母線

解析：這是梯形圖的基本繪制規則，遵循這種規則可以使邏輯關系清晰，便于閱讀和理解程序。

4.指令語句表中，OUT指令用于驅動()。

答案：線圈

解析：OUT指令將邏輯運算結果輸出到指定的線圈，從而控制外部負載的通斷。

5.可編程序控制器的輸入/輸出響應時間，是指從輸入信號發生變化到相應的輸出信號發生變化之間的時間間隔，它由()、輸入濾波器延遲時間、掃描周期和輸出繼電器延遲時間等部分組成。

答案：輸入模塊延遲時間

解析：輸入模塊延遲時間、輸入濾波器延遲時間、掃描周期和輸出繼電器延遲時間共同決定了可編程序控制器的輸入/輸出響應時間，了解這些因素有助于合理設計和優化控制系統。

三、簡答題1.簡述可編程序控制器的工作原理。

答案：可編程序控制器采用循環掃描的工作方式。其工作過程主要包括輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。在輸入采樣階段，可編程序控制器將所有輸入端子的狀態讀入到輸入映像寄存器中。程序執行階段，CPU按照梯形圖的順序對程序進行掃描，從輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀取相應的狀態，根據程序中的指令進行邏輯運算，結果存入元件映像寄存器。輸出刷新階段，CPU將元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態傳送到輸出鎖存器，再經輸出電路驅動外部負載。如此周而復始地循環掃描，實現對工業過程的實時控制。

解析：可編程序控制器的工作原理是其實現自動化控制的基礎。循環掃描方式確保了系統能夠穩定、可靠地運行，及時響應輸入信號的變化并更新輸出狀態。輸入采樣保證了外部輸入信號的準確獲取，程序執行階段依據用戶編寫的程序進行邏輯處理，輸出刷新則將處理結果輸出到外部負載，從而實現對工業設備的有效控制。

2.梯形圖編程有哪些規則？

答案：梯形圖中觸點應畫在水平母線之間，線圈應畫在最右邊。梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。同一線圈不能在程序中重復出現。多個串聯電路塊并聯時，應將觸點最多的電路塊放在最上面；多個并聯電路塊串聯時，應將觸點最多的電路塊放在最左邊。編程時應盡量減少不必要的觸點串聯和并聯，以簡化程序結構，提高程序的執行效率。

解析：梯形圖編程規則是為了保證程序的規范性、可讀性和可靠性。遵循這些規則可以使程序邏輯清晰，便于調試和維護。例如，將觸點最多的電路塊放在合適位置可以減少掃描時間，同一線圈不重復出現可避免邏輯混亂，合理安排串聯和并聯電路塊有助于優化程序結構。

3.指令語句表中常見的指令有哪些？各有什么功能？

答案：LD（取指令）：用于常開觸點與母線連接。LDI（取反指令）：用于常閉觸點與母線連接。AND（與指令）：用于常開觸點串聯。ANI（與非指令）：用于常閉觸點串聯。OR（或指令）：用于常開觸點并聯。ORI（或非指令）：用于常閉觸點并聯。OUT（輸出指令）：用于驅動線圈。END（結束指令）：表示程序結束。

解析：這些常見指令是構成可編程序控制器程序的基本元素。通過不同指令的組合，可以實現各種邏輯控制功能。例如，通過LD、AND、OR等指令的配合，可以構建復雜的邏輯表達式來控制外部設備；OUT指令將邏輯運算結果輸出到相應的線圈，從而實現對負載的控制；END指令則標志著程序的結束，確保程序執行的完整性。

4.可編程序控制器在工業控制中有哪些應用場合？

答案：邏輯控制：可用于實現各種順序控制和邏輯運算，如機床的電氣控制、電梯控制、自動生產線的控制等。運動控制：通過與運動控制模塊配合，實現對電機的速度、位置等控制，常用于機器人控制、數控機床的進給控制等。過程控制：對工業生產過程中的溫度、壓力、流量等參數進行控制，如化工生產中的反應釜溫度控制、鍋爐的水位和壓力控制等。數據處理：可對采集到的數據進行處理、分析和存儲，如生產過程中的質量數據統計分析、設備運行狀態監測數據處理等。通信聯網：通過通信接口與其他設備或系統進行通信，實現遠程監控、數據共享和協同控制，如工廠自動化網絡中的設備聯網控制。

解析：可編程序控制器因其功能強大、可靠性高、靈活性好等特點，在工業控制的多個領域都有廣泛應用。邏輯控制是其最基本的應用場合，能滿足大多數工業設備的順序和邏輯控制需求。運動控制和過程控制拓展了其在自動化生產設備中的應用范圍，實現對復雜運動和工藝參數的精確控制。數據處理功能使其能夠更好地管理和優化生產過程，通信聯網能力則為實現工業自動化的集成和智能化提供了支持。

四、設計題1.設計一個電動機正反轉控制程序，要求具有過載保護和互鎖功能。

答案：采用梯形圖設計：輸入：啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、過載保護熱繼電器FR常閉觸點。輸出：正轉接觸器KM1、反轉接觸器KM2。程序邏輯：按下啟動按鈕SB1，正轉接觸器KM1線圈得電，電動機正轉，同時KM1常開觸點自鎖，保證電動機持續正轉。按下停止按鈕SB2，KM1線圈失電，電動機停止。當過載時，熱繼電器FR常閉觸點斷開，KM1和KM2線圈均失電，電動機停止。為實現互鎖，在KM1線圈支路串聯KM2常閉觸點，在KM2線圈支路串聯KM1常閉觸點，防止正反轉接觸器同時吸合造成短路。指令語句表設計：LDX0（啟動按鈕SB1接X0）ORY0（Y0為正轉接觸器KM1線圈）ANIX2（過載保護熱繼電器FR常閉觸點接X2）ANIY1（Y1為反轉接觸器KM2線圈常閉觸點，實現互鎖）OUTY0LDX1（停止按鈕SB2接X1）ORY1ANIX2ANIY0OUTY1

解析：電動機正反轉控制是工業控制中常見的應用場景。過載保護通過熱繼電器實現，當電動機過載時及時切斷電路，保護設備。互鎖功能防止正反轉接觸器同時動作，避免短路事故。梯形圖設計直觀易懂，指令語句表設計則更便于編程人員進行精確的邏輯控制。通過合理設計輸入輸出邏輯和程序邏輯，確保了電動機正反轉控制的安全、可靠運行。

2.設計一個簡易的自動售貨機控制系統，能實現投幣購買飲料的功能，假設飲料價格為5元，可接受1元、2元、5元硬幣，有找零功能。

答案：輸入：1元硬幣投入按鈕SB1、2元硬幣投入按鈕SB2、5元硬幣投入按鈕SB3、購買按鈕SB4。輸出：出貨口電磁閥YV、找零指示燈HL1（表示找零）、找零電機驅動繼電器K1（控制找零電機）。數據存儲：采用內部繼電器M來存儲投幣金額，如M0存儲1元硬幣數量，M1存儲2元硬幣數量，M2存儲5元硬幣數量，M3存儲總投幣金額。程序邏輯：按下購買按鈕SB4后，判斷總投幣金額M3是否達到5元。若M3≥5元，出貨口電磁閥YV得電，飲料出貨，同時計算找零金額并控制找零。找零金額=M35，若找零金額為1元，則M0減1，找零指示燈HL1亮，找零電機驅動繼電器K1得電進行找零；若找零金額為2元，則M1減1，HL1亮，K1得電找零；若找零金額為3元，則M0減1，M1減1，HL1亮，K1得電找零等。若M3＜5元，等待繼續投幣。按下1元硬幣投入按鈕SB1，M0加1，M3=M3+1。按下2元硬幣投入按鈕SB2，M1加1，M3=M3+2。