PLC应用技术项目化教程(S7-200)习题答案

项目一交流电动机基本控制电路的设计与调试

任务一常用低压电器的识别与应用

1. 按钮、行程开关的异同点。

答：相同点：两者都是在触碰后触点状态变化，松开状态恢复。

不同点：按钮是一种短时接通或断开控制小电流回路的手动电器。而行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，通常用于控制机械设备的行程及限位保护

2. 中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何异同点？

答：中间继电器实质是一种电压继电器，触点对数多，触点容量较大（额定电流5?10A），其作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触点容量），起到信号中转的作用。

中间继电器与接触器相同点为：工作原理相同，都是线圈得电，触点动作（即常开触点闭合，常闭触点断开）；线圈失电，触点状态恢复。

而不同点在于：（1）结构组成不同。在中间继电器中没有灭弧装置。

（2）允许通过的电流不同，接触器允许通过的电流大。

3. 在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？两者能否互相替换？为什么？

答：在电动机的控制电路中，热继电器通常起到过载保护的作用，而熔断器通常起短路保护的作用。两者不能互换。因为当用熔断器代替热继电器时，难以快速检测到电机过载。其热继电器的整定电流一般是电机的额定电流的0.9~1.1倍，而熔断器一般是电

动机的额定电流的5-8倍。

任务二电动机“正反转”控制电路的设计与调试

思考与练习

1. 电气系统图主要有哪几种？

答：电气控制电路图一般有三种：电气原理图（包括主电路图和辅助电路图）、电器元件布置图、电气安装接线图。

2. 试用两个复合式按钮设计电动机"正一反一停”控制电路。

任务三电动机“ - -△转换”控制电路的设计与调试

思考与练习

对于一台大功率（10kW以上）的电动机，若要正反转时都能够实现' -△降压起动,

竭力为客户提供满意的产品和服务

项目二PLC基本指令的运用

任务一S7-200系列PLC系统概述

1. PLC有哪些特点？

答：PLC有以下特点：（1 ）可靠性高，抗干扰能力强；（2）通用性强，使用方便；（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便；（4）编程语言简单、易学，便于掌握；

（5）系统设计周期短；（6）安装简单、调试方便、维护工作量小。

2 . PLC内部结构有哪几部分构成？

答：PLC内部主要由微处理器（CPU）、存储器（ROM、PROM、EPROM、EEPROM、RAM ）、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源组成。

3. CPU芯片的作用是什么？CPU模块有哪几部分组成？

答：CPU是PLC的核心部件，整个PLC的工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的，CPU的主要任务有：

1）接收从编程软件或编程器输入的用户程序和数据，并存储在存储器中。

2）用扫描方式接收现场输入设备的状态和数据，并存人相应的数据寄存器或输入映像寄存器。

3）监测电源、PLC内部电路工作状态和用户程序编制过程中的语法错误。

4）在PLC的运行状态下，执行用户程序，完成用户程序规定的各种算术逻辑运算、数据的传输和存储等。

5）按照程序运行结果，更新相应的标志位和输出映像寄存器，通过输出部件实现输出控制、制表打印和数据通信等功能。

PLC的CPU模块由CPU芯片和存储器组成。

4 ?开关量输入接口有哪几种类型？各有哪些特点？

答：开关量输入接口主要有三种类型：

1）直流输入接口。直流输入接口所用的电源，可以由PLC内部自身的电源供给，也

可以由外部电源供给。

2 ）交直流输入接口。交直流输入接口所用的电源，一般用外部电源供给。

3）交流输入接口。交流输入接口所用的电源，一般用外部电源供给。

5?开关量输出接口有哪几种类型？各有哪些特点？

答：开关量输出接口一般有三种类型：晶体管型、继电器型和双向晶闸管型。其中晶体管型的接口只能接直流负载，为直流输出接口；继电器型的接口可接直流负载和交流负载，为交直流

输出接口；双向晶闸管型的接口只能接交流负载，为交流输出接口。负载所需电源都由用户提

供。

以人为本诚信务实勇于创新乐于奉献

6 ?请举例PLC控制系统中常用的输入/输出设备？

答：常用的输入器件和设备包括各种控制开关和传感器，如控制按钮、限位开关、光电开关、继电器和接触器的触点、热电阻、热电偶、光栅位移式传感器等。

输出设备与可编程序控制器的输出端连接，将PLC的输出控制信号转换为驱动负载的

信号。常用的输出设备有电磁开关、电磁阀、电磁继电器、电磁离合器、信号灯等。

7 .有哪些因素能影响PLC的输入/输出滞后时间。

答：输入/输出滞后时间是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻至它所控制的外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入模块滤波时间、输出模块的滞后时间和扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。

8.详细说明PLC的扫描工作原理。在扫描工作过程中，输入映像寄存器和输出映像寄存器各起什么作用？

答：PLC的扫描工作原理是：PLC从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，

在无中断或跳转的情况下，按存储地址号递增的方向顺序逐条执行用户程序，直到END 指令结束。然后再从头开始执行，并周而复始地重复，直到停机或从运行（RUN ）切换到停止（STOP）工作状态。我们把PLC这种执行程序的方式称为扫描工作方式。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期。

PLC的循环扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新。

1）输入采样。PLC在开始执行程序之前，首先扫描输入端子，按顺序将所有输入信号，读入到寄存输入状态的输入映像寄存器中，这个过程称为输入采样，也称输入刷新。

2 ）输出刷新。在执行到END指令，即执行完用户所有程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备。

任务二STEP 7-Micro/WIN 编程软件的使用思考与练习

答案略

任务三三相异步电动机连续运行控制

1.在某一控制系统中，SB0为停止按钮，SB1、SB2为点动按钮，当SB1按下时电动机M1起动，此时再按下SB2，电动机M2起动而电动机M1仍然工作，如果按下SB0, 则两个电动机都停止工作，试用PLC实现这一控制功能。

答：（1）输入输出点的配置

以人为本诚信务实勇于创新乐于奉献

输入输出

输入继电

器

输入

元件

作用

输出继电

器

输出

元件

作用

10.0SB0停止按钮Q0.0KM1M1运行用交流接触器

10.1SB1M1电机点动按钮Q0.1KM2M2运行用交流接触器

I0.2SB2M2电机点动按钮

I0.3FR1M1电机过载保护

I0.4FR2M2电机过载保护

10. 1

Q0 1

图2-47

答：梯形图:

QO-1

R

(2)梯形图:

2 ?用S、R和边沿脉冲指令设计出图2-47所示波形图。

任务四三相异步电动机的正反转控制

1 ?写出图2-59所示梯形图的语句表程序。

a )

语句表： LD 10.1 LD I1.0 LD 10.2 LPS

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图 2-59

语句表：

LD I0.0 AN

I0.1 A I0.6

(1)

LD 10.2

O Q0.4

A I0.3

A I0.5

OLD

= Q0.1

A I0.7

= Q0.2

A 11.1

= Q0.3

2 .写出语句表对应的梯形图。

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3.在两人抢答系统中，当主持人允许抢答时，先按下抢答按钮的进行回答，且指示灯亮，主持人可随时停止回答，分别使用PLC梯形图、基本指令实现这一控制功能。

答：(1)输入输出点的配置

输入输出

输入继电

器

输入

元件

作用

输出继电

器

输出

元件

作用

10.0SB0

主持人的允许抢答开关

Q0.1HL11#抢答成功指示

10.1SB11#抢答按钮Q0.2HL22#抢答成功指示

I0.2SB22#抢答按钮

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4 ?有些生产机械如龙门刨床、导轨磨床的工作台需要在一定距离内自动往复运行，

以使工件能得到连续的加工，如图2-60所示，工作台在SQI和SQ2之间自动往复运行，SQI 和SQ2行程开关起限位作用，SQ3和SQ4行程开关起限位保护作用，试着将其改造成PLC

控制系统。要求：

(1)主电路不变，各器件的功能不变。

(2)进行PLC输入/输出点分配，画出输入/输出点分配表。

(3)画出PLC接线图。

(4)根据接线图和功能要求，设计出梯形图，写出指令表。调试程序，直至完成功

台匕冃匕。

a)主电路 b )控制电路c)工作示意图

图2-60答：（1）输入输出点的配置

（2）输入输出接线图:

（3）梯形图:

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任务五两台电动机顺序起动控制

思考与练习

1.试用PLC 实现电动机的''?-△转换控制。要求：按下起动按钮SB1后，电动机以■方 式运转，30s 后转入△全压运行。按下停止按钮

SB2后，电动机停止运转。

LI L2 L3

2. I0.0每过一秒点亮一盏灯，点亮一盏灯的同时熄灭另一盏灯，请设计程序并调试。

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3. PLC 控制三台交流异步电动机 M1、M2和M3顺序起动，按下起

动按钮 SB1后，第 一台电动机M1起动运行，5s 后第二台电动机 M2起动运行，第二台电动机 M2运行8s 后第 三台电动机M3起动运行，完成相关工作后按下停止按钮 SB2,三台电动机一起停止。要 求：

（1） 画出主电路。

（2） 进行PLC 资源分配，写出资源分配表。 （3） 画出PLC 接线图。

（4） 根据接线图和功能要求，设计出梯形图。调试程序，直至实现功能。 答：（1）主电路

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（2）输入输出点的配

输入输出

输入继电

器

输入

元件

作用

输出继电

器

输出

元件

作用

10.0SB1启动按钮Q0.0KM1M1运行用接触器

10.1SB2停止按钮Q0.1KM2

—M2运行用接触器

Q0.2KM3M3运行用接触器

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(3 )梯形图:

4?按如图2-72所示的时序图，设计出梯形图程序。

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任务六顺序相连的传送带控制思考与练习

1 ?试用PLC实现三相交流异步电动机正反转的—△转换控制。控制要求如下：

按下正转按钮SBI，电动机以—△方式正向起动，、T联结运行30s后转换为△运行。按下停止按钮SB3，电动机停止运行。

按下反转按钮SB2，电动机以、?-△方式反向起动，联结运行30s后转换为△运行。按下停止按钮SB3，电动机停止运行。

(1) 试画出电动机正反转的'■-△转换控制的主电路。

(2) 进行PLC资源分配，写出资源分配表。

(3) 画出PLC接线图。

(4) 根据接线图和功能要求，设计出梯形图。调试程序，直至实现功能。

(2)输入输出点的配置

输入输出

输入继电

器

输入

元件

作用

输出继电器输出

元件

作用I0.1SB1正转启动按钮Q0.1KM1电机正转运行用接触器

I0.2SB2反转启动按钮Q0.2KM2电机反转运行用接触器

I0.3SB3停止按钮Q0.3KM3电机绕组△形连接用接触器

Q0.4KM4电机绕组Y形连接用接触器答：(1)电动机正反转的-△转换控制的主电路

(3)输入输出接线图:

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一

2 . PLC控制三台交流异步电动机M1、M2和M3顺序起动，按下起动按钮SB1后，三台电动机顺序自动起动，间隔时间为10S,完成相关工作后按下停止按钮SB2，三台电动

机逆序自动停止， 间隔时间为5s 。若遇紧急情况，按下急停按钮 SB3，运行的电动机立 即停止。要求：

（1） 进行PLC 资源分配，写出资源分配表。 （2） 画出PLC 接线图。

（3） 根据接线图和功能要求，设计出梯形图。调试程序，直至实现功能。 答：（1）输入输出点的配置

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（3 ）梯形图：

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3 ?设计一报警电路，要求具有声光报警。当故障发生时，报警指示灯闪烁，报警电 铃或蜂鸣器响。操作人员指导故障发生后，按消铃按钮，把电铃关掉，报警指示灯从闪 烁变为常亮。故障消失后，报警灯熄灭。另外，还设置了试灯、试铃按钮，用于平时检 10.0;消铃按钮11.0;试灯按钮11.1;报警灯Q0.0;

报警电铃Q0.7）。

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图 2-87

2.如图2-88所示，10.0闭合后Q0.0变为ON 并自保持，T37定时7s 后，用C0对10.1输 入的脉冲计数，计满 4个脉冲后，Q0.0变为OFF ，同时C0和T37被复位，在PLC 刚开始执 行用户程序时，C0也被复位，设计出梯形图。调试程序，直至实现功能。

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答：梯形图为:

思考与练习

任务七轧钢机的控制

1 ?画出图2-87所示梯形图的输出波形。

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