可编程序控制器技术与应用-习题答案.pdf

刘守操等编可编程序控制器技术与应用 习题参考答案 第 2 章 2-1 写出图 2-20 梯形图的指令表。 图 2-20 解：指令如下： 2-2 写出图 2-21 梯形图的指令表。 图 2-21 解：指令如下： 2-3 写出图 2-22 梯形图的指令表。 图 2-22 解：指令如下： 2-4 写出图 2-23 梯形图的指令表。 图 2-23 解：指令如下： 2-5 写出图 2-24 梯形图的指令表。 图 2-24 解：指令如下： 2-6 写出图 2-25 指令表的梯形图。 图 2-25 解：梯形图如下： 2-7 写出图 2-26 梯形图指令表，并画出其时序图。 图 2-26 2-8 写出图 2-27 梯形图的指令表。 图 2-27 解：指令表如下： 2-9 写出图 2-28 梯形图指令表，并回答 X0 按下多少次 Y0 得电。 图 2-28 解：指令表如下： X0 按下 20 次 Y0 得电 2-10 读图 2-29，写出指令表。X0 为停止按钮，X1 为启动按钮，Y0、Y1、Y2 为灯。当按 X1，则灯 Y0Y1Y2Y1Y0 循环地亮。试分析其动作原理。 图 2-29 解：指令表如下： 图 2-29 的执行过程如下； （1）一开机，MC 得电，MCMCR 之间有电。 （2）按 X1，Y0 得电，M1 得电并自锁，T1 得电。当 T1 延时 3 秒到，Y1 得电，T2 得电。当 T2 延时 4 秒到，Y1 失电，Y2 得电，使用 M1 失电，而 T1 得电，当 T1 延时 3 秒到，使 Y1得电，T2 得电。当 T2 延时 4 秒到，Y1 失电，同时 Y0 得电。于是按 Y0Y1Y2Y1Y0循环地亮。 第 3 章 3-1 一台电动机运行 20s 后停 5s，如此循环 50 次停止。再按起动按钮又能进行另一次运行。试画出 I/O 分配，画出梯形图、写出指令表。 解：梯形图如下： 3-2 两台电动机 M1、M2。M1 运行 5s 后，M2 起动，运行 10s 后，M1、M2 停 2s，之后M1 又自动起动，按上述规律运行 30 个循环自动停止。试画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 解：梯形图如下： 3-3 图 3-32 为定子电路串电阻降压起动控制线路，试编制 PLC 控制程序，画出 I/O分配、梯形图，写出指令表。 图 3-32 解：梯形图如下： 3-4 图 3-33 为单向能耗制动电路图， 试编制 PLC 控制程序， 画出 I/O 分配、 梯形图，写出指令表。 图 3-33 解：梯形图如下： 3-5 图 3-34 为自耦变压器降压起动电路，KT 为时间继电器。试编制 PLC 程序，画出I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-34 解：梯形图如下： 3-6 图 3-35 为延边三角降压起动电路，KT 为时间继电器，电动机有六个抽头。试编制 PLC 程序，画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-35 解：梯形图如下： 3-7 图 3-36 为时间继电器控制的绕线异步电动机起动线路，图中 KT1、KT2、KT3 为时间继电器，试编制 PLC 程序画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-36 解：梯形图如下： 3-8 图 3-37 为双速电机控制电路图，图中 U1、V1、W1 接电源，为低速。U1、V1、W1接在一起，而 U2、V2、W2 分别接电源，为高速。试编制 PLC 控制程序，画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-37 解：梯形图如下： 3- 9 图 3-38 为自耦变压器降压起动电路，图中 KT 为时间继电器，KA 为中间继电器，HL1、HL2、HL3 为指示灯，试说明各指示灯的作用，并编制 PLC 控制程序，画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-38 解：梯形图如下： 3-10 图 3-39 为正反转起动反接制动控制线路。图中 KA5 为速度继电器，KA1、KA2、KA3、KA4 为中间继电器，KM1、KM2、KM3 为接触器，试编制 PLC 程序，画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-39 解：梯形图如下： 3-11 图 3-40 为电动机正反向起动、 点动和反接制动线路。 图中 KA1 为速度继电器，KA2 为中间继电器，KM1、KM2、KM3 为接触器。试编制 PLC 控制程序，画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 图 3-40 解：梯形图如下： 3-12 图 3-41 为 C650 车床电气原理图，M1 为主轴电动机，M2 为刀架快速移动电动机，M3 为冷却泵电动机，KS 为速度继电器。读电路图，弄清其动作原理，并编制 PLC 控制程序。画出 I/O 分配，梯形图，写出指令表。 解： 1、图 3-41 的 C650 车床工作原理如下： （1）主轴电动机 M1 点动 按住 SB6，KM5 得电，主轴电动机 M1 串电阻 R 正向转动，松开 SB6，主轴电动机 M1 停止。 （2）主轴电动机 M1 正转控制 按 SB4，KM4 线圈得电，电阻 R 被短接，同时 KA1 得电。使 KM4 自锁，KM5 得电，KM3不得电，主轴电动机 M1 正转。 （3）主轴电动机 M1 反转控制 按 SB3，KM4 线圈得电，电阻 R 被短接，同时 KA1 得电。使 KM4 自锁，KM3 得电，KM5不得电，主轴电动机 M1 反转。 （4）主轴电动机 M1 正转反接控制 主轴电动机 M1 正转转动，速度继电器常开 KS1 闭合。按 SB5，使 KM4、KM5、KA1 失电；松开 SB5，使 KM3 得电，主轴电动机 M1 正转反接控制。 （5）主轴电动机 M1 反转反接控制 主轴电动机 M1 反转转动，速度继电器常开 KS2 闭合。按 SB5，使 KM4、KM3、KA1 失电；松开 SB5，使 KM5 得电，主轴电动机 M1 反转反接控制。 （6）刀架快速移动电动机 M3 的控制 转动刀架手柄，压行程开关 SQ1，使 KM1 得电，刀架快速移动。按 SB5，或转动刀架手柄，使 SQ1 复位，KM1 失电。 （7）冷却电动机 M2 控制 按 SB2，KM2 得电，冷却电动机 M2 得电。按 SB1，KM2 失电，冷却电动机 M2 得失电。 2、所用的 I/O 触点： 电气符号 I/ 点 名 称 作 用 SB1 X1 按钮 冷却电动机 M2 停止按钮 SB2 X2 按钮 冷却电动机 M2 启动按钮 SB3 X3 按钮 主轴电动机 M1 反转启动按钮 SB4 X4 按钮 主轴电动机 M1 正转启动按钮 SB5 X5 按钮 反接制动按钮 SB6 X6 按钮 主轴电动机 M1 点动按钮 FR1 X10 热继电器 FR2 X11 热继电器 SQ1 X0 行程开关 刀架快速移动 M3 起停 KA1 M20 中间继电器 M1 启动、停止、反转 KT1 T0 时间继电器 保护电流表 KM1 Y1 接触器 刀架快速移动 M3 控制 KM2 Y2 接触器 冷却电动机 M2 控制 KM3 Y3 接触器 主轴电动机 M1 反动 KM4 Y4 接触器 电阻 R 被短接 KM5 Y5 接触器 主轴电动机 M1 反动 KS1 X13 速度继电器常开触点 反接制动 KS2 X12 速度继电器常开触点 反接制动 图 3-41 解：梯形图如下： 3-13 电机 M1、M2、M3、M4 的工作时序图如图 3-42 所示。图中为第一循环的时序。试编制 PLC 控制程序，要求要完成 30 个循环，自动结束；结束后再按起动按钮，又能进行下一轮工作； 任何时候按停止按钮都能完成一个完整的循环才停止； 各台电机均有过载保护和短路保护。 图 3-42 解：梯形图如下： 3-14 某生产运输线由三段组成，如图 3-43 所示。起动顺序为 M1M2M3，间隔分别为 3s、4s，起动时，M1、M2 为 Y降压起动；M3 为自耦变压器降压起动。停止的顺序为M3M2M1 时间间隔为 5s、3s，试编写 PLC 控制程序，画出 I/O 图、梯形图，写出指令表。 解： 电机 M1 的 Y 起动为 Y1、Y4； 运行为 Y1、Y5； 电机 M2 的 Y 起动为 Y2、Y6； 运行为 Y2、Y7； 电机 M3 的自耦变压器降压起动 为 Y10； 正常运行 为 Y3。 梯形图如下： 3-15 图 3-44 为某物料罐报警装置示意图。YA1 为进料阀门，YA2 为出料阀门。当进料高于高限感应开关 SQ2 时，YA1 关闭；当低于 SQ2 时，YA1 打开。当物料高于低限感应开关 SQ1 时，此时传输线起动，延时 2s，YA2 打开。当物料低于 SQ1 时，YA2 关闭，同时报警电路开始作用。报警灯闪烁，亮 1s，通 1s，同时蜂鸣器在响。一直到物料高于 SQ1 位置或按下复位按钮，报警电路才停止作用。停止时，先停 YA1，再停 YA2。延时 3s 后停传输线。试画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 解： 启动，SB1 X0 YA1 Y1 SQ1 X1 YA1 Y2 SQ2 X2 电机 Y3 复位 X3 蜂鸣器 Y4 停止 X4 灯 Y5 急停 X5 梯形图如下： 3-16 图 3-45 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。编程要求 YA1、YA2、YA3 有联锁， 按停止按钮， 要完成一个完整的循环才全部停止。 画出 I/O 分配、 梯形图， 写出指令表。 图 3-45 解：梯形图如下： 启动按钮 X0 电机 KM Y0 急停按钮 X10 Y A1 Y1 停止开关 X11 Y A2 Y2 低位 L X1 Y A3 Y3 中位 M X2 高位 H X3 3-17 简易全自动洗衣机的工作程序如下：按下起动按钮进水(20s)洗涤正转15s停 3s反转 10s 停 2s，50 次；排水(25s)，重复 3 次，停机。试编制 PLC 程序，画出 I/O 分配、梯形图，写出指令表。 解： 启动 X0 进水 Y0 停止 X1 洗涤正转 Y1 记录洗涤次数 C0 洗涤反转 Y2 重复次数 C1 排水 Y3 梯形图如下： 3-18（附加） 设计一单键控制一灯的程序，即按一下按钮，灯亮；再按一下按钮，灯灭。 （1）方法 1： （2）方法 2： 第 4 章 41 写出图 4-30(a)、(b)流程图的步进梯形图和指令表。 （a） （b） 图 4-30 （1）图 4-30（A）的程序 （2）图 4-30（B）的程序 4-2 某液压滑台的工作循环和电磁阀动作如图 4-31 所示， 试编写 PLC 程序， 要求有起动，停止控制，有原位指示。工作台返回原位后，再按起动按钮，又能再作循环。画出 I/O分配、步进梯形图，写出指令表。 图 4-31 解：I/O 选择如下： I O 启动按钮 SBI X0 电 磁阀 YA1 Y1 行程开关 SQ0 X1 电 磁阀 YA2 Y2 行程开关 SQ1 X2 电 磁阀 YA3 Y3 行程开关 SQ2 X3 电 磁阀 YA4 Y4 行程开关 SQ3 X4 停止按钮 SB2 X5 YA1 YA2 YA3 YA4 快进 + - + - 一次工进 + - - - 二次工进 + - - + 快退 - + - - 停止 - - - - 程序如下： 4-3 液压纵横油缸进给加工系统，工作过程由纵向快进、纵向工进，横向快进，横向进，横向快退，纵向快退六个动作组成，其工作循环由图 4-32 所示。电磁阀动作情况如下表。试编制步进顺控程序，画出流程图，I/O 分配，步进梯形图和指令表。 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV4 转换主令 原 位 - - - - - - 纵向快进 + - - - - - SB1 纵向工进 + - + - - - SQ2 横向快进 + - + + - - SQ3 横向工进 + - + + - + SQ5 横向快退 + - + - + - SQ6 纵向快退 - + - - - - SQ4 复 位 - - - - - - SQ1 图 4-32 解：I/O 选择如下： I O 启动按钮 SBI X0 电 磁阀 YV1 Y1 行程开关 SQ1 X1 电 磁阀 YV2 Y2 行程开关 SQ2 X2 电 磁阀 YV3 Y3 行程开关 SQ3 X3 电 磁阀 YV4 Y4 行程开关 SQ4 X4 电 磁阀 YV5 Y5 行程开关 SQ5 X5 电 磁阀 YV6 Y6 行程开关 SQ6 程序如下： 4-4 图 4-33 为舞台彩灯布置示意图，拱门、分别有3 列彩灯，台阶有 4 列彩灯。控制要求如下： 拱门灯由外向内依次亮，间隔 5s；之后全部亮；1s 后由内向外熄灭，间隔 5s；之后全部熄灭，1s 后重复。 台阶彩灯顺次由 78910 亮，间隔 5s，之后全部亮，1s 之后，顺次由 10987 熄灭，间隔 5s，全部熄灭 1s 后，再重复，试用步进顺控方法编程，画出流程图，I/O分配，步进梯形图和指令表。 图 4-33 解：I/O 选择如下： 启动按钮 SB1 X0 拱门灯 5 Y5 停止按钮 SB2 X2 拱门灯 6 Y6 拱门灯 1 Y台 阶 彩Y7 1 灯 7 拱门灯 2 Y2 台 阶 彩灯 8 Y10 拱门灯 3 Y3 台 阶 彩灯 9 Y11 拱门灯 4 Y4 台 阶 彩灯 10 Y12 程序如下： 4-5 四台电动机 M1、M2、M3、M4 顺序起动，反顺序停止，起动时 M1M2M3M4，间隔 3s、4s、5s；停止时 M4M3M2M1，间隔 5s、6s、7s。要求有起动按钮、停止按钮；起动时有故障，要停机，如果某台电机有故障，按停止按钮，这台电机要立即停机，已起动的，延时停机。工作时有故障，要停机。如果某台电机有故障，则这台电机以及前方的电机，要立即停，其余的延时顺序停。例如 M3 电机有故障，则 M3、M4 要立即停止。延时 6s 后 M2 停止，再延时 7s 后 M1 停止。试用步进顺控方法编程，要有流程图、I/O 分配和梯形图。 解：I/O 选择如下： 启动按钮 SB1 X0 运行中 M1 故障 X4 反顺序停止按钮 SB2 X1 起动故障 X1 电动机 M1 Y1 运行中 M4 故障 X1 电动机 M2 Y2 运行中 M3 故障 X2 电动机 M3 Y3 运行中 M2 故障 X3 电动机 M4 Y4 程序如下： 4-6 机械手动作控制如图 4-34 所示。机械手原位于左上方，压下上限行程开关 SQ2，左限行程开关 SQ4，机械手的下降、上升、右移和左移分别用 Y1、Y2、Y3、Y4 来控制电磁阀实现。机械手的工作循环为原位启动下降(至下限 SQ1)夹紧工件(Y0 得电)上升(至上限SQ2)右移(至SQ3)下降到 B位(SQ1)放松工件(Y0失电)上升(至SQ2)左移(至SQ4)， 要求有原位指示， 能实现点动和自动循环两种工作方式； 能实现点动、 自动循环，单周和步进四种工作状态；为确保安全，只有确认 B 位置无工件时，机械手才能下降，用光电检测。试用步进顺控方法编写自动循环工作部份，画出 I/O 分配流程图，步进梯形图和指令表。 图 4-34 解：I/O 选择如下： 下限行程开关 SQ1 X1 手 动 夹紧 X10 上限行程开关 SQ2 X2 手 动 放松 X11 右限行程开关 SQ3 X3 手 动 下降 X12 左限行程开关 SQ4 X4 手 动 上升 X13 手动/自动切换开关 X手 动 右X5 移 14 自动程序启动 X6 手 动 左移 X15 单周/连续切换开关 X7 夹紧工件 Y0 连续步/单步切换开关 X0 机 械 手下降 Y1 光电检测开关 X17 机 械 手上升 Y2 机 械 手右移 Y3 机 械 手左移 Y4 原 位 指令灯 Y5 程序如下： 第五章 习题习题 5 5 5-1 图 5-217 为闪光频率可变的闪烁电路。 读程序， 看清灯 Y0 闪烁的频率是如何变化的。如果要求程序停止，怎么办？ 图 5-217 解： （1）执行图 5-217，Z 从 0 开始增加，每次加 1；D0 从 10 开始增加，每次加 1。Y0 闪烁的频率每 2 秒 1 次开始，每次增加 02 秒，不能停止。 （2）如果要求程序在 D0 大于 50 停止，可以使用比较指令 CMP。修改的程序如下： 5-2 用 MOV 指令编写 Y0、Y1、Y2 三个喷水头花样方式喷水程序，喷水花样自行设计。 解：Y0、Y1、Y2 三个喷水头花样如下图所示。要求（1）按起动按钮，运行 30 个循环，自动停止， （2）之后再按起动按钮，又能自动循环工作。 （3）任何时刻按下停止按钮，都能顺序完成一个完整的循环才停止。 程序如下： 5-3 用 CMP 指令设计一个时间控制器。 要求用一个定时段定时器， 使启动后一分钟闹铃响，之后 45 分钟响一次，又隔 5 分钟响一次，如此四次结束。 解： 启动按钮SB1 X0 铃 Y0 停止按钮SB2 X1 闹铃响 5 秒。 程序如下： 5-4 应隔用 CMP 指令设计一个密码锁。密码锁有 X0X10 共 9 个按钮，其中 X0X7 为压锁按钮，用 K2X0 表示，X10 为复位键。其中 X0X3 为第一个 16 进制数，X4X7 为第二个 16 进制数。当这两个 16 进制数分别为 H19 与 H46，且与 K2X0 比较为正确时，密码锁 Y0延时 2 秒打开。否则报警，报警 5 秒自动停止，或按复位键停止。只有按复位键后，门锁才可重新锁定及进行开锁。 解：压锁按钮如下，接于 X 输入端： X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0 第一次按压锁 0 0 0 1 1 0 0 1 第二次按压锁 0 1 0 0 0 1 1 0 程序中 Y0 是密码锁，Y1 是报警灯。 程序如下： 5-5 有 15 盏灯，用 K4Y0 表示。用乘法指令编写灯正序每隔 2 秒程序，令 Y0=1，Y02=2=Y1， Y12=4=Y2 等。 当第 15 盏灯点亮之后， 用除法指令编写灯反序每隔 2 秒熄灭程序，162=8，82=4 等。 解：程序如下： 5-6 用 ROR、ROL 指令编写 16 盏灯正序每隔 2 秒点亮程序；当全亮后，反序每隔 2 秒熄灭。 解：按起动按钮 SB0（X0） ，16 盏流水灯正序（应用 ROL）每隔 2 秒点亮，循环 3 次；之后，16 盏流水灯反序（应用 ROR）每隔 2 秒点亮，循环 3 次，结束。 程序如下： 5-7 用 SFTL 或 SFTR 指令重新编写习题 4-3 及习题 4-5。 解： （1）用 SFTL 指令重新编写习题 4-3，程序如下： （2）用 SFTL 指令重新编写习题 4-5，程序如下： 5-8 设计报警电路。当 X0 与 X1 同时为 ON 时报警，当 X2 与 X3 同时为 ON 时报警，当X4 与 X5 同时为 ON 时报警。 解：程序如下： 5-9 执行图 5-218 程序，分析 D10 的尾数和指数： 图 5-218 解：执行图 5-218，D11、D10 组成的 32 位数据为 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 其二进制浮点数的指数和尾数为： 指数 = 127123120-127 = 10 尾数 = 2012-212-7 = 12578125 二进制浮点数 = 12578125210 = 1288 5-10 用解码指令 DECO 编写 5 盏灯每隔 5 秒点亮移位、再循环程序。 解：程序如下： 按下 X0，5 盏灯每隔 5 秒点亮移位、再循环。按下 X0，熄灭。 5-11 用 SFTL 指令编写每隔 3 秒令 Y0停Y1停Y0、Y1停Y2停Y1、Y2停Y0、Y1、Y2停循环的程序，并给以出口停止。 解：程序如下： 5-12 执行图 5-219 程序，说明 Y1、Y2 动作情况。 图 5-219 解：Y0、Y1 的逻辑为： Y0 = M0M12m Y1 = M0M1M2 （1）按下 X0，2 秒后Y2 得电 2 秒Y2 熄灭 2 秒Y1 得电 2 秒Y1 熄灭 2 秒Y2 得电 2 秒循环 （2）按下 X0，停止。 5-13 用 ADD 及 SUB 指令编写汽车进入或离开的车辆数。设 X1、X2 为两组光电开关，当车辆进入时，先阻挡 X1，再阻挡 X2。当车辆离开时，先阻挡 X2，再阻挡 X1。 解：从进入方向起，设置的光电开关顺次为 X4、X1、X2、X3。进入为增计数、离开为减计数。 第六章 第第 6 章习题章习题 6-1 K2Y15、K4X20 分别由哪几个元件组成？ 解：从略。 6-2 特殊继电器 M9036、M9038、M9030、M9032 的意义是什么？ 解：从略。 6-3 读下列指令表，写梯形图。 解：程序如下： 6-4 用 SFT 指令编程： 启动Y1（红灯）亮 10 秒Y2（绿灯）亮 10 秒Y3（黄灯）亮 10 秒Y1、Y2 亮20 秒Y2、Y3 亮 20 秒Y1、Y2、Y3 亮 30 秒停止。 解：程序如下 6-5 开始，将 K100 送 D10，每秒加 1，直到 D10 = 500，延时 10 秒，之后将 K200 送D20，直到 D20 = 0，程序停止。试编程。 解：程序如下： 6-6 读图 6-61 程序，写出程序运算结果。 图 6-61 解：程序执行结果如下 结果中 （1）D10D11D16、D15 其积 = 1221712112 = 143184 （2）D15D13D18、D17， 其中 D18、D17 放商，为 1431； D20、D19 放余数，为 84。 （3）D10D13D22、D21 其积 = 121512131212129125 = 45600 （4）D21D11D24、D23， 其中 D24、D23 放商，为 145； D26、D25 放余数，为 70。 6-7 读图 6-63 程序，写出程序运算结果。 图 6-62 解：执行程序如下： （1）按 X0A，D10 = H162E = K5678 （2）按 X0A，D10 = H160E = K5648 6-8 读图 6-64 程序，写出程序运算结果。 图 6-63 解：执行程序如下： （1）按 X20，得 D6、D7、D8 如下表： 其中执行SUM D7，意思上将 D7 的“1”的个数放在 A0 中，A0 = 6。 （2）按 X21，得 D6、D10 如下表： 其中执行MOVP A0 D10，D10 = 6。再执行+P D6 D10，即将 D10（6）+ D6（1133）D10，D10 = 1127。 6-9 设 k4y10 如下表所示，循环左移，每次右移 1 位，试编写程序。 解：程序如下： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 按 X10，执行程序如下： （第 7 章、第 8 章、第 9 章习题解省略）