1、/电气控制与 PLC 应用技术课程总复习一、基本常识与概念在计算机技术中，常用的进制主要有二进制、八进制、十进制和十六进制等几种，任意进制（N 进制）数展开式的通式为：之间任意整数iikD)0(ni式中， 为计数的基数， 为第 位的系数， 为第 位的权（简称位权） ，这就是按权位展开再ikiN求和即可。1、任意 N 进制数转换为十进制将任意 N 进制数按上述通式展开，再求和，就可得到该 N 进制数对应的十进制数。例 1：将二进制数（1010）2 转换成十进制数。解： 32101010(0)102(8)(例 2：将八进制数 531.6 转换成十进制数。解： 1010128)75.34(.686.
2、2、十进制数转换成任意 N 进制数十进制数的整数部分与小数部分转换方法不同，可将其分别转换，然后再将两部分合来即可。（1）整数部分转换方法：除基取余法。第一个余数为 N 进制数最低位即第 0 位的数码 D0 。（2）小数部分转换方法：乘基取整法。第一个整数即为 N 进制小数部分中小数点后第一位的数码D-1。例 3：将十进制数 12.24 转换成二进制数（小数部分取 4 位小数的近似值） 。解:(1)整数部分122=6 除基取余数 0(LSD)62=3 除基取余数 032=1 除基取余数 112=0 除基取余数 1(MSD)整数部分为:1100(2)小数部分0.242=0.48 乘基取整 0(N
3、-1)/0.482=0.96 乘基取整 00.962=1.92 乘基取整 10.922=1.84 乘基取整 1（3）以上两部分全起来得：（12.24）10=(1100.0011)23、二进制数与八进制、十六进制数之间的转换（1）二进制数转换成八进制、十六进制数转换方法：从小数点开始，分别向左、向右每 3 位（八进制）数或每 4 位（十六进制）数为一组，位数不足者在最左或最右侧用 0 补足位数，每组分别用对应的一个八进制或十六进制数来表示。例 4 ：将二进制数 10111011.01011 转换成八进制数。解：将二进制数分组： 010 111 011 . 010 110对应转换成八进制数：2 7
4、 3 . 2 6于是：（10111011.01011）2 （273.26）8例 5：将十六进制数 6B.3A 转换成二进制数。解：十六进制数 6 B . 3 A对应二进数 0110 1011 0011 1010所以（6B.3A）16 （1101011.0011101）2可见，八进制或十六进制很容易转换成二进制，并且比二进制书写和读数方便。常用数制的书写表达中常在数字后面加 B（Binary）表示二进制数，用 O(Octal)表示八进制数，用H(Hexadecimal)表示十六进制数，用 D(Decimal)或省略字母表示十进制数。例如：十六进制的 F（1111 ） 2 ，转换为十进制数为 15
5、。4三菱 PLC 中，16 位的内部计数器,计数数值最大可设定为 327675FX 系列 PLC 是日 本 三 菱 公司的产品。6PLC 中不包括 物 理 继 电 器 。7 FX 系列 PLC 中 LDP,表示上 升 沿 指令8 FX 系列 PLC，主控指令应采用 MC N0 9 FX 系列 PLC 中 PLF，表示下 降 沿 指令10 FX 系列 PLC 中 SET，表示置 位 指令11热继电器在电路中做电动机的过 载 保护12P LC 的 输 出 方 式 为 晶 体 管 型 时 ， 它 适 用 于 直 流 负 载 。/13二 进 制 数 1011101 等 于 八 进 制 数 的 （ 13
6、5 ） 。14 编 程 控 制 器 的 结 构可 编 程 控 制 器 是 由 中 央 处 理 器 、 存 储 器 、 I/O 单 元 、 电 源 单 元 、 编 程 器 、 扩 展 接 口 、编 程 器 接 口 和 存 储 器 接 口 等 部 分 组 成 。15 可 编 程 控 制 器 的 常 用 编 程 语 言PLC 常 用 的 编 程 语 言 有 ： 顺 序 功 能 图 （ SFC） ， 梯 形 图 （ LAD） ， 功 能 块 图 （ FBD） ，指 令 表 （ IL） 等 。16 PLC 的 主 要 功 能1） 逻 辑 控 制 功 能 。 逻 辑 控 制 功 能 实 际 上 就 是 位
7、 处 理 功 能 ， 是 可 编 程 控 制 器 的 最 基 本 的 功 能之 一 。 2） 定 时 控 制 功 能 。3） 计 数 控 制 功 能 。4） 步 进 控 制 功 能 。5） 数 据 处 理 功 能 。6） 过 程 控 制 功 能 。 （ 有 A/D、 D/A 转 换 功 能 ， 可 以 方 便 地 完 成 对 模 拟 量 的 控 制 和 调 节 。）7） 通 信 联 网 功 能 。8） 监 控 功 能 。 9） 停 电 记 忆 功 能 。10） 故 障 诊 断 功 能17 PLC 与 继 电 器 控 制 的 差 异PLC 与 继 电 器 控 制 的 差 异 是 ： (1)组 成
8、 器 件 不 同 。 PLC 是 采 用 软 继 电 器 ， J-C 采 用 硬 件继 电 器 等 元 件 。 (2)触 点 数 量 不 同 。 PLC 触 点 可 无 限 使 用 ， J-C 触 点 是 有 限 的 。 (3)实 施 的 控制 方 法 不 同 。 PLC 采 用 软 件 编 程 解 决 ， J-C 是 采 用 硬 件 接 线 解 决 。18 PLC 系 统 的 现 场 调 试 方 法 主 要 有1） 信 号 模 拟 。 2） 信 号 监 视 。 3） 寻 找 /替 换 与 换 线 。 4） 变 量 监 控 与 修 改 。 5） 输 出 /输入 强 制 。19 PLC 编 程
9、的 基 本 原 则 是 ： 自 上 而 下 ， 从 左 到 右 。20 PLC 中 位 操 作 （ 位 元 件 ） 多 用 于 开 关 量 ， 而 字 操 作 （ 字 元 件 ） 多 用 于 模 拟 量 。21 信 令 开 关 中 ， 启 动 按 钮 应 采 用 自 复 型 常 开 触 点 的 开 关 ， 停 止 按 钮 则 采 用 自 复 型 常 闭 触 点的 开 关 。22 PLC 中 输 入 X、 输 出 Y 继 电 器 是 按 八 进 制 数 来 计 量 的 。 例 如 （ 17） 8=（ 15） 1023 PLC 与 计 算 机 相 同 ， 计 数 或 是 排 序 通 常 是 以 0
10、 位 开 始 的 。/24 三菱 PLC 中的位元件、字元件及组合应用（1）位元件只处理 ON/OFF 两种状态（即开关量）的元件称为位元件。 。例如：X（输入继电器） 、Y （输出继电器） 、M（辅助继电器、S（状态继电器） 。其结果不是“1”，就是“0”，也就是我们常说的“开”或“关”。（2）字元件处理数值（即数字量）的元件称为字元件。如：D (数据寄存器） ；T （定时器） ；C （计数器） ；R（文件寄存器） ；V、Z（变址寄存器）等等，其内部可存放的是 0 32767（因为 215 =32768，2 16=65536）的任意数字。（3）组合应用将位元件通过不同位数的组合也能构成字元件
11、，用来处理数值。此时，位元件每 4 位一组，可合成一个数字，用“Kn+位元件 ”表示，其中 Kn 表示组数。例如：K1X0 就是指1组，以 X0为低位， 由 X3 X2 X1 X0 构成4位二进制数据K2Y0就是指2组，以 X0为低位，由 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 构成8位二进制数据K3X0就是指由 3组，由 X13 X12 X11 X10 ,X7 X6 X5 X4, X3 X2 X1 X0 构成12位二进制数据K4M0就是四组，以 X0为低位，由 X17X16X15X14X13X12X11X10X7X6X5X4X3X2X1X0构成的16 位二进制数据元件组合形式 = 常
12、数+ 软元件 其中 K1K8分别代表4位32 位的组合应用。例如：K2M1，是以 M1 为最低位，按 4 位 1 组，共 2 组，即 M8M1 组成的 1 个字节的数据（或存储空间） 。再例如：K1M0 M0M3 （4 位）K2M0 M0M7 （8 位）K3M0 M0M13 （12位）K4M0 M0M17 （16位）K5M0 M0M23 （20位）K6M0 M0M27 （24位）K7M0 M0M33 （28位）K8M0 M0M37 （32位）P (分支指针）I（中断指针）二 、 填 空 练 习 题1、执行指令 MOV K32 K2M0 后，处于接通状态的辅助继电器是（ ） 。/2、PLC 中的
13、进栈指令是（ MPS ） ，出栈指令是（ MPP ） 。3、PLC 中 DEC 是（ BIN 减 1 ）指令。4、PLC 方式输出接口电路有（ 继电器 ） 、 （ 晶体管 ） 、 （ 晶闸管 ）三种形式。5、PLC 正常工作有（ RUN ）和（ STOP ）两种状态。6、三菱 PLC 的编程语言中 X 代表（ 输入继电器 ） 、Y 代表（ 输出继电器 ） 、D 代表（ 数据寄存器 ） 、C 代表（ 计数器 ） 、V 代表（ 变址寄存器 ） 、S 代表（ 状态寄存器 ） 。7、16 位数据寄存器的存储范围是（ -32768 +32767 ） 。8、继电器线路属于（ 并行 ）工作方式，PLC 属于
14、（ 顺序循环扫描 ）工作方式。9、子程序调用指令是（ CALL ） ，返回指令是（ SRET ） 。10、FOR 指令表示（ 循环开始 ） ，NEXT 指令表示（ 循环结束 ） 。11、状态流程图主要由状态继电器、控制对象、 （ 转换条件 ）和（ 有向连线 ）组成。12.PLC 中只具有接通（ON 或 1）或断开（OFF 或 0）两种状态的元件称为 位元件 。13.说明下列指令名称。 OR 或（并联） 指令 ANB 块串联 指令STL 步进开始 指令 ZRST 区间复位 指令MRD 读栈 指令 SET 置位 指令14.国内使用的某电动机的额定转速为 950r/min，它的转差率 s 是 0.0
15、5 ，它是 6 极电动机。15. FEND 指令表示主程序结束。 END 指令是指整个程序（包括主程序和子程序）结束。16.循环开始指令是 FOR ，循环结束指令是 NEXT 。17.若数据寄存器 D0 存储的数据是 K200，那么当执行指令“ADD K100 D0 D2”后，D2 存储的数据是 K300 。 （k200+k100=k300)18.在 PLC 的面板上，POWER 指示灯亮表示 电源接通 ，RUN 指示灯亮表示 程序运行 。19.K4Y0 组成 16 位字元件，最低位元件是 Y0 ，最高位元件是 Y17 。三、选择练习题1、下列软元件中，属于字元件的是 C 。A、X B、M C
16、、T D、Y2、在控制线路中，如果两个动合触点串联，则它们是 B 关系。A、或逻辑 B、与逻辑 C、非逻辑 D、与非逻辑3、下列软元件中，可以组成位组合元件的元件是 D 。/A、D B、C C、T D、Y4、操作数 K3Y0 表示 C 。A、Y0Y12 组成 3 个 4 位组 B、Y0Y12 组成 4 个 3 位组C、Y0Y13 组成 3 个 4 位组 D、Y0Y13 组成 4 个 3 位组5、下列指令使用不正确的是 A 。A、SET X0 B、SET M100 C、 RST Y0 D、OUT T0 K506、点动与自锁混合控制线路需要 3 按钮。 A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D
17、. 4 个 7、电动机采用 Y-降压启动可使启动电流减少为全压启动的 B 。A1/2 B1/3 C1/4 D1/58、PLC 一般采用_C_电路与现场输入信号相连。A晶体管 B晶闸管 C光电耦合 D继电器9、特殊继电器 M8014 的脉冲周期是 B 。A、100 秒 B、1 分 C、10 秒 D、1 秒10、12 极异步电动机旋转磁场的转速是 D r/min。A. 3000 B. 1500 C. 1000 D. 50011、在控制线路中，如果两个常开触头并联，则它们是_A_关系。A.或逻辑 B.非逻辑 C.与逻辑 D.或非逻辑12、按钮和继电器的触头额定电流均为_C_。A.1A B.2A C.
18、5A D.10A 13、操作数 K4S0 表示_C_。A.S0S16 组成 4 个 4 位组 B.S0S15 组成 4 个 4 位组C.S0S17 组成 4 个 4 位组 D.S0S7 组成 2 个 4 位组14、下列指令使用正确的是_C_。A.OUT X0 B.ZRST M100 C. SET Y0 D.OUT T015、下列电器中不能实现短路保护的是_C_。 A.熔断器 B.过电流继电器 C.热继电器 D.低压断路器 16、对于接触器触点过热原因不正确的说法是_B_。A触点压力不足 B电源电压低 C触点容量不够 D触点表面氧化17、PLC 一般采用_A_与现场输入信号相连。A光电耦合电路
19、B可控硅电路 C晶体管电路 D继电器18、提供周期为 1 秒脉冲输出的特殊辅助继电器是 C 。A.M8011 B.M8012 C.M8013 D.M801419、计数器对输入脉冲的 C 进行计数。A. 低电平 B. 高电平 C. 上升沿 D. 下降沿/20、MPS 和 MPP 指令必须成对使用，而且连续使用不能超过 B 次。A. 12 B. 11 C. 33 D. 10四、简答练习题1、什么是点动控制？点动控制主要应用在哪些场合？答：按下启动按钮电动机启动运转，松开启动按钮电动机停转的控制称为点动控制。特点是点一下，动一下，不点不动，也称为短车控制。主要用于生产过程的试车、调试或机床加工产的准
20、备工作等。如调整工件位置和起重设备的控制工作中。基本的点动控制电路如下所示。2、什么是自锁控制？试分析判断下图所示的各控制电路能否实现自锁控制？若不能，试分析说明原因。/答：松开启动按钮后，接触器线圈通过自身辅助常开触点继续保持通电状态的过程称为自锁控制。（a）图不能实现自锁控制。自锁接点不应对停止按钮 SB2 并联。（b）图不能实现自锁控制。错误原因是停止按钮和自锁接点接线错误，若按下启动按钮将造成电源短路事故。（c）图能实现自锁，但不能停车。自锁接点把停止按钮也同时锁住了。（d）图不能正常工作。三个接点相并联（或逻辑）将造成电动机一合电闸就自行启动，无法进行控制。（e）图不能实现自锁控制。
21、错误原因是自锁接点接线错误，若按下启动按钮将造成电源短路事故。（f）图电路正确，可以实现自锁控制。3、什么是联锁控制？在电动机正反转控制线路中为什么必须要有联锁控制？联锁控制有几种方式？哪种联锁控制方式是必须实行的？答：联锁控制是自动控制环节中的重要制约机制。如 A 接触器用自身接点控制 B 接触器线圈，而 B 接触器的接点反过来控制 A 接触器线圈的相互制约控制称为联锁控制。为防止接触器因触点熔焊不能分离，使正反转控制的两个接触器同时吸合而产生电源短路事故，必须要有联锁控制。联锁控制方式有按钮联锁和接触器联锁两种方式。在正反转控制和多台电机互动控制的情况下接触器联锁控制方式是必须实行的。4、
22、什么是行程开关？它与按钮有什么不同？答：行程开关是一种利用机械运动部件的触碰使开关触点动作的小电流控制开关，相当于一种机械位移的开关量传感器。它们都同属于主令电器，但两者的操作方式不同，一个是手指按动操作，一个是靠运动部件的碰撞实现操作。5、可编程控制器不同类型的输出端口各自接入什么负载？/6、在电气控制线路中，熔断器和热继电器的作用分别是什么？能否相互代替？ 答：在电气控制线路，熔断器是针对电路中可能出现超出额定电流几倍的瞬间短路和过电流现象对设备造成损坏而采用的限流保护装置，热继电器则是针对电机因过载而产生和积储大量的热量对设备造成危害而采取的保护装置，热继电器对于瞬间短路现象是起不到保护
23、作用的，它们两者的保护功能和分工各不有同，是不能相互代替的。7、说明 FX2N-32MR 型号中 32、M、R 的意义。 8、简单说明 AND 指令与 ANB 指令之间的区别？9、为什么在 PLC 控制线路中，停止按钮和热继电器要使用其常闭触头？10、在 PLC 多地控制电动机的线路中，如何连接各地的启动按钮和停止按钮？五 、 编 程 序 练 习 题1、 由 梯 形 图 转 换 为 指 令 表 。（注：多重分支电路，就要用栈操作指令）LD X000 （ 开 始 取 操 作 ）MPS （ 进 栈 ）AND X001 （ X1 触 点 串 联 ）OUT Y000 （ Y0 输 出 ）MRD （ 读
24、 栈 ）LD X002 （ 取 X2)AND X003 （ X3 触 点 串 联 ） ANB （ 支 路 串 接 ）OUT Y001 (Y1 输 出 ）MRD （ 读 栈 ）OUT Y002 （ Y2 输 出 ）MPP （ 出 栈 ）LD X004 （ 取 X4）/OR X005 （ X5 触 点 并 联 ）ANB （ 支 路 串 接 ）OUT Y003 （ Y3 输 出 ）END （ 结 束 ）2、由梯形图转换为指令表。LD X000 （ 开 始 取 操 作 ）MPS （ 进 栈 ）AND X001 （ X1 触 点 串 联 ）MPS （ 进 栈 ）AND X002 （ X2 触 点 串 联
25、 ）OUT Y001 （ Y1 输 出 ）MPP （ 出 栈 ）LD X003 （ 取 X3）OR X004 （ 并 联 X4）ANB （ 支 路 串 联 ）OUT Y002 （ Y2 输 出 ）MPP （ 出 栈 ）AND X005 （ X5 串 联 ）MPS （ 进 栈 ）AND X006 （ X6 串 联 ）OUT Y003 （ Y3 输 出 ）MPP （ 出 栈 ）LD X007 （ 取 X7）/AND X010 （ X10 串 联 ）LD X011 （ 取 X11）AND X012 （ X12 串 联 ）ORB （ 支 路 并 联 ）ANB （ 支 路 串 联 ）OUT Y004 （
26、 Y4 输 出 ）END （ 结 束 ）3、由 已 知 梯 形 图 编 写 指 令 表 程 序 的 练 习 一梯 形 图 如 下4、写 出 对 应 的 指 令 表 程 序 如 下LD X000 （ 开 始 取 操 作 ）AND X001 （ X001 触 点 串 联 ）LD X002 （ 取 X002）AND X003 （ X0013 触 点 串 联 ）ORB （ 支 路 并 联 ）LDI X004 （ 取 反 X004）AND X005 （ X005 触 点 串 联 ）ORB （ 支 路 并 联 ）OUT Y006 （ Y006 输 出 ）END （ 结 束 ）5、 由 已 知 梯 形 图
27、写 出 指 令 表 程 序 练 习 二梯 形 图 ：/指 令 表 程 序 ：LD X000OR X005LD X001AND X002LDI X004AND X003ORBOR X006ANBOR X007OUT Y006END6、由指令表画出对应的梯形图练习指令表：0 LD X000 10 OUT Y0041 AND X001 11 MRD2 MPS 12 AND X0053 AND X002 13 OUT Y0054 OUT Y000 14 MRD5 MPP 15 AND X0066 OUT Y001 16 OUT Y0067 LD X003 17 MPP8 MPS 18 AND X007
28、9 AND X004 19 OUT Y007 解：/7、 根据梯形图, 写出对应的指令表。/8、改错、简答练习1）指出下面梯形图中的错误（在错误处用 A、 B、C、标明，不用改正）。A：梯形图中不能用电气元件符号 B：不能用电气元件符号 C：输入接点不能接到输出母线 D：触点不能接到垂直线上 E：直通的输出元件应处在第一层阶梯2）试分析下图所示控制线路能否实现正常的启动和停止？若不能，请改正。答：1 图（a）中 SB2 虽能正常启动，但启动后 KM 常开触点将 SB1 和 SB2 一同自锁，致使停止按钮 SB1 不能正常停止。2 图（b）不能正常工作，KM 常开触点将 KM 自身的工作线圈短路
29、，同时引起电源短路。3 图（c）中的将情况与图（b）相同，会造成电源短路。4 图（d）KM2 既不能正常启动也不能正常停止。图（a） 、 （b） 、 （c）改正后如下图所示：ABDACEA/图（d）以最少的改动，改正后的图如下所示：3）改正以下梯形图中的错误图（1） 图（2）答：图（1）中的主要错误是 X3 处于垂直分支上，产生了回流，改正后如下图所示：图（2）中错误是的（1）X3 接点直接与输出母线相联；（ 2）对于连续输出的 Y21 应处于上层阶梯，改正后如下所示：9、编程练习题/某控制装置需要对两台电机实施自动循环控制，其电气控制电路如下图所示，其中 SQ1、SQ2为行程开关，请设计用
30、PLC 实现的自动循环控制电路，并编出相关程序。答：（1）根据题意，首先对 PLC 的输入、输出接线端口进行规划和分配，如下图所示：（2）根据原电路的控制逻辑关系，可编写出能实现自动循环功能的梯形程序图， 。/（3）于是根据梯形图可进一步写出对应的指令表程，如下所示：10、 编写求 0+1+2+3+100 之和的程序梯形图解：设 X0 是计算端，X1 是复位端，于是可得如下梯形图/11、由已知指令表绘制梯形图解：12、由已知梯形图给出指令表解：/12、由已知梯形图写出指令表解：/13、根据指令表绘制梯形图1） 解：六、综合设计练习题1、今有两台电动机 M1、M2 按如下顺序控制：按下启动按钮
31、SB1，M1 启动，M1 启动后 M2 才能启动；按下 M2 的停止按钮 SB2 后，M2 可单独停车；按下 M1 的停止按钮 SB3 后，M1、M2 同时停车；M2 的启动按钮是 SB4。（1）试用继电器控制电路来实现此控制要求，绘制出控制电路图。（2）试用可编程控制器来实现此控制要求，写出输入/输出端口分配表并编制程序梯形图。 （1）解：根据题意:设 SB1、SB3、KM1 分别为第一台电机的启动按钮、停止按钮、接触器；SB4、SB2、KM2 分别为第二台电机的启动按钮、停止按钮、接触器。继电器控制电路如下：/（2）用 PLC 控制其输入/输出端口分配如下：输 入 输 出输入继电器 输入器
32、件 作 用 输出继电器 输出器件 作 用X0 KH1、KH2 串联 过载保护 Y1 接触器 KM1 控制电动机 M1X1 SB1（常开按钮） 启动 M1 Y2 接触器 KM2 控制电动机 M2X2 SB2（常闭按钮） 停止 M2X3 SB3（常闭按钮） 停止 M1、M2X4 SB4（常开按钮） 启动 M2其梯形图如下所示：/2、设计一个延时断开的程序并画出梯形图，其时序图如下：解：根据题意可画出如下梯形图：应 用 实 例 1 有 一 条 生 产 线 ， 用 光 电 感 应 开 关 X1 检 测 传 送 带 上 通 过 的 产 品 ， 有 产 品 通 过 时X1 为 ON， 如 果 在 连 续
33、的 20 秒 内 没 有 产 品 通 过 ， 则 灯 光 报 警 的 同 时 发 出 声 音 报 警 信 号 ， 用X0 输 入 端 的 开 关 解 除 报 警 信 号 ， 请 画 出 其 梯 形 图 。解 ： 假 设 X0： 报 警 复 位 ； X1： 光 电 检 测 ； X10： 启 动 ； X11： 停 止 ， 梯 形 图 如 下/应用实例 3、某生产设备有 1 台电动机，除连续运行控制外，还需要用点动控制调整生产设备的状态。要求：试设计出继电器控制电路图。试列出输入/输出分配表，编写程序梯形图。（1）解：点动控制的继电器控制电路如下：/（2）输入/输出分配表输 入 输 出输入继电器输入
34、元件 作 用输出继电器输出元件 作 用X0 KH（常闭触头）过载保护Y0 接触器KM控制电动机X1 SB1（常开按钮）启动X2 SB2（常闭按钮）停止X3 SB3（常开按钮）点动（3）程序梯形图如下应用实例 4、设有 8 盏指示灯接入 PLC 输出端 Y7Y0，控制要求是：当 X0 接通时，全部灯亮；当X1 接通时，高 4 位灯亮；当 X2 接通时，低 4 位灯亮；当 X3 接通时，全部灯灭。试用数据传送指令编写程序梯形图。解：/参考应用实例一、电机的启动、停止控制参考应用实例二、电机的正、反转控制/参考应用实例三、电机的顺序启动控制/参考应用实例四、彩灯顺序点亮控制/FX2N 系列 PLC 基本指令一览表/
