PLC 期末考试内容
第1章 电气控制系统常用器件
1.1 电器的基础知识
1. 低压电器通常指工作在交流电压1200v 、直流电压1500v 以下的电器，采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。
2. 最常用的电磁式低压电器：接触器，中间继电器，断路器等。 结构上，由三个主要部分组成：触头、灭弧装置和电磁机构。 3. 电磁机构
作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。
电磁机构由磁路和激磁线圈两部分组成。磁路主要包括铁芯、衔铁和空气隙。激磁线圈通以电流后激励磁场，通过气隙把电能转换为机械能，带动衔铁运动以完成触点的闭合或断开。
4. 接触器的技术参数
（1）额定电压：主触点的额定电压 （2）额定电流：主触点的额定电流 （3）线圈的额定电压：加在线圈上的电压 （4）接通和分断能力：负载类型 5.. 灭弧方法
（1）多断点灭弧，一般交流继电器和小电流接触器 （2）磁吹式灭弧，用于直流接触器 （3）灭弧栅，常用的交流灭弧装置 （4）灭弧罩
6.. 吸力特性：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙的关系曲线称为吸力特性 。
反力特性：电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙的关系曲线称为反力特性。 1.3 继电器
1. 作用：为了充分发挥电动机的过载能力，保证电动机的正常启动和运转，而当电动机一旦出现长时间过载时又能自动切断电路，从而出现了能随过载程度而改变动作时间的电器，这就是热继电器。 （作用概括起来就是： 用于电动机的过载保护。） 2. 为了适应电动机的过载特性而又起到过载保护作用，要求热继电器也应具有如同电动机过载特性那样的反时限特性。
3. 热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。 4. 热继电器的选用
（1）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。
（2）在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误动作。 （3）当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。 5. 时间继电器的图形和文字符号
(a)通电延时线圈 (b)断电延时线圈 (c)瞬动触点 (d)通电延时闭合常开触点
(e) 通电延时断开常闭触点 (f) 断电延时断开常开触点 (g)断电延时闭合常闭触点 1.5 熔断器
1. 熔断器的保护特性亦称安秒特性，是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性。 1.8 常用执行器件 1. 步进电动机
步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，来达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电动机转动的速度和加速度，进行调速。
P43页 思考与练习第4题：见上面1.1节第3个知识点
第2章 电气控制线路基础
2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
1. 反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。 2.6 变频调速与变频器的使用 1. 变频器的分类
（1）变流环节：①交﹣直﹣交变频器②交﹣交变频器 （2）控制方式：①V/控制②矢量控制
（3）输出电压调制方式：①PAM 方式②PWM 方式
2. 变频器的组成： 一般由主电路, 控制电路和保护电路等部分组成。
P96页思考题与练习题
12.MAl 和MA2均为三相笼型异步电动机，可直接启动，按下列要求设计主电路和控制电路：(1)、MAl 先启动，经一段时间后MA2自行启动; (2)、MA2启动后，MAl 立即停车;
(3)、MA2能单独停车; (4)、MAl 和MA2均能点动。
13. 设计一控制线路，要求第一台电动机启动10s 后，第二台电动机自行启动；运行5s 后，
第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行启动；再运行10s ，电动机全部停止。
14设计一小车运行控制线路，小车由异步电动机拖动，其动作程序如下： (1)小车由原位开始前进，到终端后自动停止; (2)在终端停留2 min后自动返回原位停止;
(3)要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。
第3章 可编程序控制器概述
3.7 PLC的系统组成 输入接口电路：为防止各种干扰信号和高电压信号进入PLC ，影响其可靠性或造成设备损坏，现场输入接口电路一般由光电耦合电路进行隔离。
第4章 S7-200 PLC基础知识
4.3 内部资源 1. 输入继电器（I ）：每个输入继电器都对应有一个映像寄存器，在每个扫描周期的开始，PLC 对各输入点进行采样，并把采样值通过输入继电器送到输入映像寄存器。 2. 输出继电器（Q ）：只有在每个扫描周期的最后阶段才将输出映像寄存器中的结果同时送到
输出锁存器，对输出点进行刷新。
3. 常用特殊继电器SMB0和SMB1的位信息 （1）SMB0.0 →该位始终为ON ，即常ON 。
（2）SMB0.1 →首次扫描时为ON ，常用做初始化脉冲。
（3）SMB0.2 →保持数据丢失时为ON 一个扫描周期，可用做错误存储器位。 （4）SMB1.0 →执行某些指令，结果为0时置位。
（5）SMB1.1 →执行某些指令，结果溢出或非法数值时置位。 4.4寻址方式 建立指针：使用间接寻址对某个存储器单元读、写时，首先要建立地址指针。指针为双字长，是所要访问的存储单元的32位的物理地址。
第5章PLC 的基本指令及程序设计
5.1 PLC的基本逻辑指令及举例
1. 边沿脉冲指令 图5-10 边沿脉冲指令EU/ED使用举例
图5-10：EU 指令对其之前的逻辑运算结果的上升沿产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，如图5-10中的M0.0。ED 指令对逻辑运算结果的下降沿产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，如图中的M0.1。脉冲指令常用于启动及关断条件的判定以及配合功能指令完成一些逻辑控制任务。
2. 计数器 图5-21 增计数器用法举例
计数器位：当计数器的当前值达到设定值时，该位被置位为ON 。
增计数器CTU ：首次扫描时，计数器位为OFF ，当前值为0。在计数脉冲输入端CU 的每个上升沿，计数器计数1次，当前值增加一个单位。当前值达到设定值时，计数器位为ON ，当前值可继续计数到32767后停止计数。复位输入端有效或计数器执行复位指令，计数器自动复位，即计数器位为OFF ，当前值为0。（图5-21）
5.4 简单的典型电路编程 1. 延时脉冲产生电路
延时脉冲产生电路：利用脉冲指令在I0.0的上升沿产生一个计时启动脉冲，接下来的网络2是一个非常典型的环节。它的作用是当一个信号有效时，过一段时间后产生另外一个可以用做触发条件的脉冲信号。因为定时器没有瞬动触点，不可能用自身的触点组成自锁回路，所以必须用一个中间继电器M0.1组成延时逻辑。T33定时到时，Q0.0输出高电平，然后在下一个扫描周期Q0.0使T33复位，Q0.0马上从“1”变为“0”，所以Q0.0就是一个宽度为一个扫描周期的脉冲。
2. 瞬时接通/延时断开电路
上图的关键问题是找出定时器T37的计时条件。本例中T37的计时条件是I0.0为OFF 且Q0.0为ON 。因为I0.0变为OFF 后，Q0.0仍要保持通电状态3s ，所以Q0.0的自锁触点是必须的。
该电路要求有输入信号后，停一段时间输出信号才为ON ；而输入信号OFF 后，输出信号延时一段时间才OFF 。和瞬时接通、断开电路相比，该电路多加了一个输入延时。T37延时3s 作为Q0.0的启动条件，T38延时5s 作为Q0.0的关断条件。两个定时器配合使用实现该电路的功能。
3. 长定时电路
上例表示在输入信号I0.0有效后，经过10h30min 后将输出Q0.0置位。
在该例中，T37每一分钟产生一个脉冲，所以是分钟计时器。C21每小时产生一个脉冲，故C21为小时计时器。每10h 计时到时，C22为ON ，这时C23再计时30min ，则总的计时时间为10h30min ，Q0.0置位为ON 。
在该例的计数器复位逻辑中，有初始化脉冲SM0.1和外部复位按钮I0.1。初始化脉冲完成在PLC 上电时对计数器的复位操作，如果所使用的计数器不是设置为掉电保护模式，则不需要初始化复位。另外，图中的C21有自复位功能。 4. 闪烁电路
上例中，当I0.0有效时，T37就会产生一个1s 通、2s 断的闪烁电路。Q0.0和T37一样开始闪烁。 5. 标准报警电路
输入信号：I0.0为故障信号；I1.0为消铃按钮；I1.1为试灯、试铃按钮。 输出信号：Q0.0为报警灯；Q0.7报警电铃。
P179页 思考题与练习题
4. 写出图5- 52所示梯形图的语句表。（程序一列列竖着看）
6. 已知输入信号I0.0的波形，画出图5-54梯形图程序中M0.0、M0.1、M0.2和Q0.0的波形。
10. 试设计一个30 h 40 min的长延时电路程序。
解：（30×60+40）/40=45+1=46（46个40分钟）
12试设计有一个抢答器电路程序。出题人提出问题，3个答题人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号的亮。然后出题人按动复位按钮后，引出下一个问题。
16. 试设计第2章习题12的PLC 控制系统程序，并和所设计的电气原理图进行比较。（自己整理此题的答案。
第6章 S7-200PLC 功能指令及应用
4. 编写一段程序计算sin 50 cos 70
tan 400
5
的值。（仿照课本P192页的例6-10）
5. 试设计一个记录某台设备运行时间的程序。I0.0为该设备工作状态输入信号，要求记录其运行时的时、分、秒，并把秒值通过连接在QB0上的7段数码管显示出来。
6用时钟指令控制路灯的定时接通和断开，5月15日到10月15日，每天20：00开灯，6：00关灯；10月16日到5月14日，每天18：00开灯，7：00关灯，并可校准PLC 的时钟。请编写梯形图程序。
第7章 S7-200PLC 顺序控制指令及应用
7.2顺序控制指令
该例中，初始化脉冲SM0.1用来置位S0.1，即把S0.1（状态1）状态激活；在状态1的SCR 段要做的工作是置位Q0.4、复位Q0.5和Q0.6，使T37同时计时。1s 计时到后状态发生转换，T37即为状态转换条件，T37的常开触点将S0.2（状态2）置位（激活）的同时，自动使原状态S0.1复位。
在状态2的SCR 段，要做的工作是输出Q0.2，同时T38计时；20s 计时到后，状态从状态2（S0.2）转换到状态3（S0.3），同时状态2复位。 注：在SCR 段输出时，常用特殊中间继电器SM0.0（常ON 继电器）执行SCR 段的输出操作。因为线圈不能直接和母线相连，所以必须借助一个常ON 的SM0.0来完成任务。
单程图
7.3 功能图的主要类型
第八章 S7-200PLC 网络通信技术及应用
1. 异步传输和同步传输是串行通信中使用的两种同步方式。
2常见的网络拓扑形式有总线型、环形、星形和树形等。在底层S7-200PLC 的网络中，一般使用总线型拓扑形式。
3.S7-200PLC 的数据通信方式主要有： （1）S7-200PLC 之间通信
最常用和最好的方式是通过PPI 实现，也有通过Modem 和工业以太网实现（远程通信时使用）的。
（2）S7-200PLC 与S7-300/400PLC之间的通信
最常用和最好的方式是通过PROFIBUS 实现，或者通过工业以太网实现，其他的方式不常用。
8.2.7 串行通信接口
1. RS-232：RS-232接口既是一种协议标准，又是一种电气标准。它规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能。它采用按位串行传输的方式，单端发送、单端接收，所以数据传送速率低，抗干扰能力差。
2. RS-485：RS-485是一种最常用的串行通信协议。它采用双绞线作为传输介质，具有设备简单、成本低等特点。
3. RS-422：RS-422接口传输线采用差动接收和差动发送的方式传送数据，也有较高的通信速率和较高的抗干扰能力，适于远距离传输。
RS-422与RS-485的区别在于：RS-485采用的是半双工传送方式，RS-422采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号线，RS-485用一对差分信号线。