7.5 习题
1.填空题
1）I/O的点数、用户存储器的容量
2）硬件模拟法、软件模拟法
3）输入信号、输出信号、两个状态的、手动、单次、自动控制
4）输入信号、输出信号、开环控制、闭环控制
5）调节系统、随动系统
6）控制系统的控制器、反馈值向给定值靠近、反馈值对设定值的偏差最小、被控制对象、使控制目标不断地向被控对象靠近
7）连续输入和输出变量、激活或取消激活PID控制器、控制器适合实际
2.简述PLC控制系统设计的原则和步骤。
PLC控制系统设计的原则
（1）最大限度满足被控设备或生产过程的控制要求
（2）在满足控制要求的前提下，力求系统简单、经济，操作方便
（3）保证控制系统工作安全可靠
（4）在设计容量时，应考虑适当留有进一步扩展的余地
PLC控制系统设计的步骤
（1）分析被控对象的控制要求，确定输入/输出设备
（2）选择PLC、分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，画出PLC的I/O点与输入/输
（3）程序设计
1）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行消零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等。
2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。
3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。
（4）程序模拟调试
程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。
1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。
2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信导，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。
（5）硬件设计
硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：
1）设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。
2）设计系统各部分之间的电气互连图。
3）根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。
由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。
（6）联机调试
联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部分程序即可。
全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。
（7）整理和编写技术文件
3.如何进行PLC的选型？
（1）性能与任务相适应
（ 2）PLC的处理速度应满足实时控制的要求
为了提高PLC的处理速度，可以采用以下几种方法：
1）选择CPU处理速度快的PLC，使执行一条基本指令的时间不超过0.5μs；
2）优化应用软件，缩短扫描周期；
3）采用高速响应模块，例如高速计数模块，其响应的时间可以不受PLC扫描周期的影响，而只取决于硬件的延时。
（3）PLC应用系统结构合理、机型系列应统一
（4）在线编程和离线编程的选择
4.如何进行PLC的容量估算？
PLC容量包括两个方面：一是I/O的点数，二是用户存储器的容量。
（1）I/O 点数的估算
根据功能说明书，可统计出PLC系统的开关量I/O点数及模拟量I/O通道数．以及开关量和模拟量的信号类型。考虑到在前面的设计中I/O点数可能有疏漏，并考虑到I/O的分组情况以及隔离与接地要求，应在统计后得出I/O总点数的基础上，增加10％~15%的余量。考虑余量后的I/O总点数即为I/O点数估算值，该估算值是PLC选型的主要技术依据。考虑到今后的调整和扩充，选定的PLC机型的I/O能力极限值必须大于I/O点数估算值，并应尽量避免使PLC能力接近饱和，一般应留有30％左右的余量。
（2）存储器容量的估算
用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量和程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略的估算。根据经验，每个I/O点及有关功能器件占用的内存大致如下：
开关量输入所需存储器字数＝输入点数×10
开关量输出所需存储器字数＝输出点数×8
定时器/计数器所需存储器字数＝定时器/计数器数量×2
模拟量所需存储器字数＝模拟量通道数×100
通信接口所需存储器字数＝接口个数×300
存储器的总字数再加上备用量即为存储器容量。例如，作为一般应用下的经验公式是：所需存储器容量（KB）＝（1~1.25）×（DI×10+DO×8＋AI/O×100＋CP×300）/1024
其中：DI为数字量输入总点数；DO为数字量输出总点数；AI/AO为模拟量I/O通道总数；CP为通信接口总数。
根据上面的经验公式得到的存储器容量估算值只具有参考价值，但在明确对PLC要求
设计题 1、设计三相异步电动机既可点动又可连续运行的电气控制线路。 2、设计三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路。 3、为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： （1）两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； （2）能同时控制两台电动机的停止； （3）当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 4、设计一个小车运行的控制线路，其要求如下： （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分钟后自动返回原位停止； （3）要求在前进或后退途中的任意位置都能停止或起动。 5、试设计一台异步电动机的控制电路。要求： （1）能实现启、停的两地控制； （2）能实现点动调整； （3）能实现单方向的行程保护； （4）要有短路和过载保护。 6、在下图中，要求按下起动按钮后能依次完成下列动作： （1）运动部件A从1到2； （2）接着B从3到4； （3）接着A从2回到1； （4）接着B从4回到3。 试画出电气控制线路图（提示：用四个位置开关，装在原位和终点）。 7、如在上题中完成上述动作后能自动循环工作，试画出电气控制线路图。 8、试在题1图的基础上进一步组成电动机可逆运行的反接制动控制电路。 9、试设计一个控制一台三相异步电动机的控制电路，使其满足下列要求： （1）Y-△降压起动； （2）停机时进行能耗制动； （3）具有必要的保护环节。 10、三台皮带运输机分别由三台电动机M1、M2、M3拖动，如下图所示，为了使皮带
上不堆积被运送的物料，要求电动机按如下顺序起停： （1）起动顺序为：M1→M2→M3； （2）若M1停转，则M2、M3必须同时停转；若M2停转，则M3必须同时停转。 试画出其控制电路。 11、试设计龙门刨床横梁升降机构的电气控制电路，画出电气原理图，并选择所需的元器件。要求横梁能上升和下降，加工工件时横梁必须被夹紧在立柱上。升降电动机的参数为：13kW、380V/660V、27.6A/16A、1330r/min；夹紧电动机的参数为：2.8kW、220V/380V、10.5A/6.1A、1430r/min。其控制要求为： (1) 采用短时工作的点动控制。 (2) 横梁上升：按上升按钮→横梁放松（夹紧电动机反转）→放松完毕→横梁自动上升（升降电动机正转）→到位松开上升按钮→横梁自动夹紧（夹紧电动机正转）→完全夹紧后上升过程结束。 (3) 横梁下降：按下降按钮→横梁放松（夹紧电动机反转）→放松完毕→横梁自动下降（升降电动机反转）→到位松开下降按钮→横梁自动夹紧（夹紧电动机正转）→完全夹紧后下降过程结束。 12、设计一台专用机床的电气自动控制电路，画出电气原理图，并制订电器元件明细表。 进→工进→M1为主运动电动机，功率为4kW，M2为工进电动机，功率为1.5kW，M3为快速移动电动机，功率为0.8kW。 设计要求： (1) 工作台工进至终点或返回原位时，均有限位开关使其在终点停止，并有限位保护。为保证工进定位准确，要求采用制动措施。 (2) 快速电动机要求有点动调整，但在加工时不起作用。
1 / 11 1、试设计满足下图所示波形的梯形图程序。（振荡电路） 输入：I0.0 输出：Q0.0 2、用PLC （S7-200机型）设计程序，实现可以在甲地、乙地、丙地控制一盏灯亮、灭的程序。 （三地控制） 3、试用EU 、ED 、R 、S 指令设计满足下图所示波形的梯形图程序。（10分） 输入：I0.0 I0.1 输出：Q0.0 4、鼓风机系统一般有引风机和鼓风机两级构成。当按下启动按钮（SB0）之后，引风机先工作，工作30秒后，鼓风机工作。按下停止按钮（SB1）之后，鼓风机先停止工作，20秒之后，引风机才停止工作。两台电机均有过载保护，任一电机过载，两台电机立即停车。（应用时序法设计定时器的应用） 5、S7 200系列PLC 编程实现楼梯灯控制，控制要求：上楼梯时，按下按钮SB1，灯HL1亮，2分钟后自动熄灭；下楼梯时，按下按钮SB2，灯HL1也亮2分钟后再熄灭。（基本延时应用） 4S 2S 3S 专业班级： 姓 名： 学 号： 密 封 线
2 / 11 6、有三台电动机，按下启动接 钮后，M1 启动，延 时30秒后，M2启动，延时40秒后，M3启动；运行30分钟后三台电动机全部停车；在运行过程中按下停止接钮，三台电动机全部停车。试用S7-200 PLC 机型设计其： (1) P LC 硬件接线原理图 (7分) (2) P LC 控制程序 (8分) 7、用一个按钮开关（I0.0）控制三盏灯（Q0.1 、Q0.2 、Q0.3），按钮按三下第一盏灯Q0.1亮，再按三下第二盏灯Q0.2亮，再按三下第三盏灯Q0.3亮，再按一下全灭。（计数器的基本应用） 8、试设计满足下图所示波形的梯形图程序。（基本延时） 输入I0.0： 输出Q0.0： S 9、I0.0、I0.1、I0.2、I0.3四个输入端，每当有两个输入“1”，另两个输入“0”时，输出Q0.0就接通。设计梯形图。（触点比较电路） 10、用S7 200系列PLC 实现对I0.0的一个二分频的程序。（10分） 11、试用S7-200PLC 设计满足下图所示波形的梯形图程序。（定时器计数器的基本应用） I0.0 I0.1 Q0.0 12、试设计满足下图所示波 10S 5S
目录 1 欧姆龙PLC通讯方式说明 (1) 1.1 驱动设备简介 (3) 1.2 PLC的接线 (3) 1.3 通讯参数的设置 (3) 1.4 驱动对各系列PLC的支持 (6) 1.5 FINS驱动简要介绍及与Host Link驱动对比 (6) 2 驱动的基本使用 (6) 2.1 欧姆龙驱动通讯协议和通讯方式 (6) 2.2 欧姆龙驱动通讯连接方式 (6) 2.3 欧姆龙构件驱动的添加 (6) 2.4 欧姆龙构件采集通道 (6) 2.5 欧姆龙构件内部属性设置 (8) 2.6 欧姆龙驱动设备命令 (11) 3 驱动通讯的典型应用方案 (15) 4 常见问题及解决方案 (16) 4.1 根据通讯状态返回值判断的问题 (16) 4.2 通讯连接不上问题 (17) 4.3 新旧型号PLC寄存器说明 (17) 4.4 欧姆龙PLC数据读取速度慢问题 (17) 前言
1欧姆龙PLC通讯方式说明 1.1驱动设备简介 本驱动构件用于MCGS软件通过HostLink串口读写欧姆龙PLC设备的各种寄存器的数据。 本驱动构件支持欧姆龙C、CV、CS/CJ、CP系列部分型号的PLC。具体见第3节 驱动类型串口子设备，须挂接在“通用串口父设备”下才能工作 通讯协议采用欧姆龙HostLink(C-Mode)协议 通讯方式一主一从、一主多从方式。驱动构件为主，设备为从。 1.2PLC的接线 通讯连接方式： <1>采用欧姆龙串口编程电缆与PLC的HostLink串口或RS232扩展串口通讯。通讯电缆 接线请参见 图1 <2>采用RS422方式与PLC的RS422扩展通讯板通讯, 通讯电缆接线请参见相应硬件连 接手册。 HostLink串口或RS232扩展口接线图： 图1 注： 1.通讯扩展板及部分型号的PLC引脚定义与此有所不同，具体请查看相应手册确认接线 方式，并参照其说明进行接线。 2.如果是自制电缆请注意，PLC RS232端并非标准RS232，4和5是短接的。 1.3通讯参数的设置 “通用串口父设备”通讯参数设置如下：
PLC课程设计题目 1锅炉车间输煤机组控制系统设计 2十字路口带倒计时显示交通信号灯的PLC控制 3 狭窄隧道汽车双向行的PLC控制 4 自动售货机PLC控制 5 病床紧急呼叫系统PLC控制 6 PLC在组合机床控制中的应用 7 停车场车位PLC控制 8 6组抢答器控制 9 工件传送机械手的PLC控制 10 工作台自动往返循环控制 11 四层简易电梯的PLC控制 12 锯齿波发生器？？ 13 全自动洗衣机PLC控制 14 自动传送系统的PLC控制 15 根据压力上下限变化对4台水泵进行恒压供水控制 16 自动门控制装置 17基于计算机链接通信的十字路口交通灯监控
选题一、锅炉车间输煤机组控制系统设计 1．输煤机组控制系统示意图 图1 输煤机组控制系统示意图 表1 输煤机组控制信号说明 输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4～SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1～HL6为Ml～M6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。 2．输煤机组控制要求 (1) 手动开车/停车功能SA1手柄指向左45°时，接点SA1-1接通，通过SB4～SB9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时
人身和设备安全。 (2) 自动开车/停车功能SA1手柄指向右45°时，接点SA1-2接通，输煤机组自动运行。 1) 正常开车按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；10s后，破碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。 2) 正常停车按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组全部正常停车。 3) 过载保护输煤机组有三相异步电动机M1～M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。 4) 紧急停车输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。 5) 系统正常运行指示输煤机组中，拖动电动机M1～M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。 (3) 相关参数 1) M1～M6及磁选料器YA功率如图1中所示。 2) 指示灯HL：0.25W，DC24V。 3) 电铃HA：8W，AC220V。
可编程控制器原理及应用课程设计题目 1. 设计抢答器PLC控制系统。控制要求： 1）抢答台A、B、C、D，有指示灯，抢答键。 2）裁判员台，指示灯，复位按键。 3）抢答时，有2S声音报警。 4）用数码管显示抢中的组号。 2设计两台电动机顺序控制PLC系统。 控制要求：两台电动机相互协调运转，M1运转10S，停止5S，M2要求与M1相反，M1停止M2运行，M1运行M2停止，如此反复动作3次，M1和M2均停止。 3.设计交通红绿灯PLC控制系统。控制要求： 1）东西向：绿5S，绿闪3次，黄2S；红10S。 2）南北向：红10S，绿5S，绿闪3次，黄2S。 4设计彩灯顺序控制系统。控制要求： 1）A亮1S，灭1S；B亮1S，灭1S； 2）C亮1S，灭1S；D亮1S，灭1S。 3）A、B、C、D亮1S，灭1S。 4）循环三次。 5．用PLC对自动售汽水机进行控制，工作要求： １）此售货机可投入１元、２元硬币，投币口为ＬＳ１，ＬＳ２； ２）当投入的硬币总值大于等于６元时，汽水指示灯Ｌ１亮，此时按下汽水按钮ＳＢ，则汽水口Ｌ２出汽水１２秒后自动停止。 ３）不找钱，不结余，下一位投币又重新开始。 6．设计电镀生产线PLC控制系统.控制要求：
1）SQ1—SQ4为行车进退限位开关，SQ5—SQ6为上下限为开关。 2）工件提升至SQ5停，行车进至SQ1停，放下工件至SQ6，电镀10S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ2停，放下工件至SQ6，定时6S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ3停，放下工件至SQ6，定时6S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ4停，放下工件至SQ6。 3）完成一次循环。 7．皮带运输机传输系统 有一3台皮带运输机传输系统，分别用电动机M1、M2、M3带动，控制要求如下： 按下起动按钮，先起动最末一台皮带机M3，经5S后再依次起动其它皮带机。正常运行时，M3、M2、M1均工作。按下停止按钮时，先停止最前一台皮带机M1，待料送完毕后再依次停止其它皮带机。 8. 使用传送机，将大、小球分类后分别传送的系统。 左上为原点，按启动按钮SB1后，其动作顺序为：下降→ 吸收（延时1S）上升→右行→下降→ 释放（延时1S）→ 上升→ 左行。 其中：LS1：左限位；LS3：上限位；LS4：小球右限位；LS5：大球右限位； LS2：大球下限位 LS0：小球下限位 注意：机械壁下降时，吸住大球，则下限位LS2接通，然后将大球放到大球容器中。 若吸住小球，则下限位LS0接通，然后将小球放到小球容器中。 9.汽车库自动门控制系统 具体控制要求是：当汽车到达车库门前，超声波开关接收到车来的信号，开门上升，当升到顶点碰到上限开关，门停止上升，当汽车驶入车库后，光电开关发出信号，门电动机反转，门下降，当下降碰到下限开关后门电动机停止。试画出输入输出设备与PLC 的接线图、设计出梯形图程序并加以调试。 10．设计喷泉电路。
六程序设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路。 2.画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路。 3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 试由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序。 4. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。 5. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序。 6. 试设计一台异步电动机的控制电路。要求： ⑴能实现启、停的两地控制； ⑵能实现点动调整； ⑶能实现单方向的行程保护； ⑷要有短路和过载保护。 7. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路。工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点。要求： ⑴能自动实现前进—后退—停止到原位； ⑵工作台前进到达终点后停一下再后退； ⑶工作台在前进中可以立即后退到原位；
⑷有终端保护。 8. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求：1）M1启动后，M2才能启动；2）M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3）M2能点动调整。试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序。 9. 设计抢答器PLC控制系统。 控制要求：1抢答台A、B、C、D，有指示灯，抢答键。 2裁判员台，指示灯，复位按键。
*********************************************** 读取D寄存器内容 @00FA08000020000000000FC00010182000000000173* 读取D0 @00FA00C000020000FC0000000001010000000132*D0 里面数值为1 @00FA08000020000000000FC00010182000000001073* 读取D0-D15 @00FA00C000020000FC0000000001010000000F000000010000000600000000000000 00000000003000000000000000000041* *********************************************** 写D寄存器内容 @00FA08000020000000000FC000102820000000001000171* 写D0值1 @00FA00C000020000FC000000000102000030* 返回值（固定）@00FA08000020000000000FC000102820001000001000273* 写D1值2 @00FA08000020000000000FC000102820002000001000371* 写D2值3 *********************************************** 读取W寄存器内 @00FA08000020000000000FC000101B100000000010A* 读取W0的数据@00FA00C000020000FC0000000001010000000132* @00FA00C000020000FC0000000001010000F8004D* @00FA08000020000000000FC000101B1000900000103* 读取W9 @00FA08000020000000000FC000101B1000F0000017C* 读取W15 @00FA08000020000000000FC000101B1000000000209* 读取W0和W1的数据@00FA00C000020000FC0000000001010000F80000004D* *********************************************** 写W寄存器内 @00FA00000000001023100000000010176* W0.00置ON @00FA00000000001023100000200010075* W0.02置OFF @00FA00000000001023100020200010176* W2.02置ON @00FA00400000000102000040* 返回值总结：蓝色为W的地址，红色为位地址，黑色为1值ON，为0值OFF *********************************************** 以下是自己用VB辨析的一个通讯试验软件
Plc设计题 1．用三个开关（I0.0、I0.1、I0.3）控制一盏灯Q0.0，当三个开关全通，或者全断时灯亮，其它情况灯灭。（使用比较指令） 2．单按钮单路输出控制。 要求：使用一个按钮控制一盏灯，实现奇数次按下灯亮，偶数次按下灯灭。输入信号I0.0，输出信号Q0.0。 3．单按钮双路单双通控制。 要求：使用一个按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二盏灯灭；第二次按下时第一盏灯灭，第二盏灯亮；第三次按下时两盏灯都亮；第四次按下时两盏灯都灭。按钮信号I0.0，第一盏灯信号Q0.0，第二盏灯信号Q0.2。 4．六盏灯单通循环控制。 要求：按下启动信号I0.0，六盏灯（Q0.0~~~Q0.5）依次循环显示，每盏灯亮1秒时间。按下停车信号I0.1，灯全灭。 5．单按钮双路单通控制。 要求：：使用一个按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二盏灯灭；第二次按下时第一盏灯灭，第二盏灯亮；第三次按下时两盏灯都灭。按钮信号I0.0，第一盏灯信号Q0.0，第二盏灯信号Q0.1。 6．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7. 试设计一小车运行的控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。 8. 试设计一台异步电动机的控制电路。要求： 1）能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整； 3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护。 9. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路。工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点。要求：
专业班级： 姓 名： 学 号：
★编号：重科院（ ）考字第（ ）号 第 2 页 7、用一个按钮开关（I0.0）控制三盏灯（Q0.1 、Q0.2 、Q0.3），按钮按三下第一盏灯Q0.1亮，再按三下第二盏灯Q0.2亮，再按三下第三盏灯Q0.3亮，再按一下全灭。（计数器的基本应用） 8、试设计满足下图所示波形的梯形图程序。（基本延时） 输入I0.0： 输出Q0.0 ： 9、I0.0、I0.1、I0.2、I0.3四个输入端，每当有两个输入“1”，另两个输入“0”时，输出Q0.0就接通。设计梯形图。（触点比较电路） 10、用S7 200系列 PLC 实现对I0.0的一个二分频的程序。 （10分） 11、试用S7-200PLC 设计满足下图所示波形的梯形图程序。（定时器计数器的基本应用） I0.1 Q0.0 12、试设计满足下图所示波形的梯形图程序。（基本延时） 13、用两个计数器设计一个定时电路，在I0.0按下10小时后将Q0.0接 通。试用S7-200 PLC 机型编程（定时器的延时扩展）
★编号：重科院（）考字第（）号第3页14、试用S7-200PLC机型设计一个计50000次的计数器，输入脉冲信号从I0.0输入，计数满Q0.0动作，Q0.0动作10分钟后复位。（计数器的扩展） 31、用S7-200PLC机型设计一延时关灯程序，使得在关灯按钮按下1分钟后，灯才关闭。（10分） 15、试用S7-200PLC机型编程实现：输出Q0.0为输入I0.0的四分频。 16、试用S7-200PLC机型编程实现：按下按钮I0.0后，Q0.0接通并保持，150秒后Q0.0自动断开。（基本延时） 17、用两个定时器设计一个定时电路，在I0.0按下4000s后将Q0.0接通。试用S7-200 PLC机型编程。（定时器的延时扩展） 18、用PLC（S7-200机型）设计程序，实现1＋2＋……＋100＝？（10分） 19、设计用S7-200 PLC控制一仓库的库存量显示程序，该仓库最多存货6000箱，需对所存的货物的数量进行统计。货物5000~5999箱时红灯Q0.0亮，货物少于1000箱时绿灯Q0.1亮，1000－4999箱时黄灯Q0.2亮，存货满时三盏灯全亮。已知货物的数量存放在VW0中。（10分） 20、用S7 200系列PLC编程实现八盏灯单通循环控制。要求：按下启动信号I0.0，八盏灯（Q0.0 ～ Q0.7）依次循环显示，每盏灯亮1秒时间。按下停止按钮I0.1，灯全灭。（10分） 21、电动机正反停控制：压下正转启动按钮I0.0，Q0.0驱动电动机正转；压下反转 启动按钮I0.1，Q0.1驱动电动机反转；压下停止按钮I0.2，电动机停止。 要求：正转/反转可任意切换，有过载保护。 试用S7-200PLC机型设计其： (1) 硬件接线原理图(7分) (2) PLC控制程序(8分)
1．无协议通信 无协议通信是不使用固定协议，协议不经过数据转换，通过通信端口输入、输出指令，如txd、rxd指令，发送接收数据的功能。这种情况下，通过plc的系统设定将串行端口的串行通信模式设为无协议通信（串行端口1、2都可以）。通过该无协议通信，与带有rs-232端口或rs-422a/485 端口的通用外部设备，按照txd、rxd指令进行单方面发送接收数据。 例如，可进行来自条形码阅读器的数据输入以及向打印机的数据输出等简单的数据接收和发送。 无协议通信时发送接收的消息帧：开始代码和结束代码之间的数据用txd指令进行发送，或者将插入“开始代码”及“结束代码”之间的数据用rxd 指令进行接收。当按照txd指令发送时。将数据从i/o存储器中读取后发送。按照rxd指令接收时，仅将数据保仔到i/o存储器的指定区域。“开始/结束代码”均由plc系统设定来指定。1次txd指令或rxd指令可发送的信息的长度（不包括开始代码或结束代码）最大是256字节。 2．nt链接通信 cp1h在pt（可编程终端）及nt链接（1台链接多台的1:n模式）下可进行通信，但在nt链接（1：1模式）下不能进行通信。pt为nt31 /631（c）-v2系列触摸屏或ns系列触摸屏的情况下，可使用高速nt链接。 nt链接可以通过plc系统设定及pt本体上的系统菜单进行设定。 利用pt本体上的系统菜单进行设定时，可通过以下操作进行pt侧的设定。 （1）在pt本体的系统菜单内的存储切换菜单的【串行端口a】或【串行端口b】，选择【nt链接（1：n）】。 （2）按【设定】按钮，将【通信速度】设定为【高速】。 3.上位链接通信 上位链接包括两个方面，即从上位计算机到plc和plc到上位计算机。在前者中，对于cpu单元，从上位计算机发布上位链接指令（c模式指令）或fins 指令，进行plc的i/o存储器的读写、动作模式的变更及强制置位/复位等各种控制。在后者中，对于上位计算机，从cpu单元发出fins指令，发送数据和信息。在上位计算机中，监视plc内的运行结果数据、异常数据、指令数据或对plc指示生产计划数据信息。进行上位链接时，可以通过plc 系统设定将串行端口的串行通信模式设为上位链接通信（串行端口1、2都可以）。 4．串行plc链接通信
PLC控制技术练习题 1、什么是可编程控制器？它的特点是什么？ 2、可编程控制器主要应用在哪些领域？ 3、可编程控制器的发展方向是什么？ 4、PLC由哪几部分组成？各有什么作用？ 5、PLC开关量输出接口按输出开关器件的种类不同，有几种形式？ 6、可编程控制器常用哪几种存储器？各有什么特点？ 7、可编程控制器常用哪几种编程器？各有什么特点？ 8、PLC按I/O点数和结构形式可分为几类？各有何特点？ 9、PLC控制系统与传统的继电器控制系统有何区别？ 10、简述PLC的扫描工作过程。 11、简述FX系列可编程控制器型号的意义。 12、可编程控制器的技术性能指标有哪些？ 13、为什么PLC中软继电器的触点可无数次使用？ 14、FX2N有哪几种编程器件？它们的作用是什么？ 15、FX2N的高速计数器有哪几种类型？简述其工作原理。 16、可编程控制器有几种常用的编程语言？ 17、可编程控制器梯形图编程规则的主要内容是什么？ 18、请写出以下指令表对应的梯形图。 0 LD X0 8 LD X6 1 AND X1 9 OR X7 2 ANI X2 10 ANB 3 OR X3 11 OUT Y3 4 OUT Y1 12 LD X11 5 OUT Y2 13 OUT Y4 6 LD X4 14 AND X12 7 OR X5 15 OUT Y5 16 END
19、根据给出语句表程序画出对应的梯形图。 20、根据图写出语句表程序。 0 LD X0 1 MPS 2 AND X1 3 MPS
4 AND X2 5 OUT Y0 6 MPP 7 AND X3 8 OUT Y1 9 MRD 10 AND X4 11 AND X5 12 OUT Y2 13 MPP 14 AND X6 15 OUT Y3 21、使用MC和MCR指令有哪些注意事项。根据图2写出语句表程序。 0 LD X0 1 MC N0 M100 4 LD X1 5 OUT Y0 6 LD X2 7 MC N1 M101 10 LD X3 11 OUT Y1 12 MCR N1 14 MCR N0 题20 图题21图22、根据图3写出语句表程序。
★编号：重科院（ ）考字第（ ）号 第 1 页 1、试设计满足下图所示波形的梯形图程序。（振荡电路） 输入： 输出：Q0.0
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★编号：重科院（）考字第（）号第3页 5、S7 200系列PLC编程实现楼梯灯控制，控制要求：上楼梯时，按下按钮SB1， 灯HL1亮，2分钟后自动熄灭；下楼梯时，按下按钮SB2，灯HL1也亮2分钟后再熄灭。（基本延时应用）
★编号：重科院（）考字第（）号第4页 6、有三台电动机，按下启动接钮后，M1启动，延时30秒后，M2启动，延时 40秒后，M3启动；运行30分钟后三台电动机全部停车；在运行过程中按下停止接钮，三台电动机全部停车。试用S7-200PLC机型设计其： (1) P LC硬件接线原理图(7分) (2) P LC控制程序(8分) 7、用一个按钮开关（I0.0）控制三盏灯（Q0.1 、Q0.2 、Q0.3），按钮按三下第一盏灯Q0.1亮，再按三下第二盏灯Q0.2亮，再按三下第三盏灯Q0.3亮，再按一下全灭。（计数器的基本应用） 8、试设计满足下图所示波形的梯形图程序。（基本延时） 输入I0.0： 输出Q0.0： 9、I0.0、I0.1、I0.2、I0.3四个输入端，每当有两个输入“1”，另两个输入“0”时，输出Q0.0就接通。设计梯形图。（触点比较电路） 10、用S7 200系列PLC实现对I0.0的一个二分频的程序。（10分）
★编号：重科院（ ）考字第（ ）号 第 5 页 11、试用S7-200PLC 设计满足下图所示波形的梯形图程序。（定时器计数器的基本应用） I0.1 Q0.0
PLC通讯报文解释 一、规则 （1）下行和上行报文分别用“发：”和“收：”区别开来。在颜色上也不同，发为绿色，收为蓝色。报文不论对错，只要是从串口和得到的数据都会显示出来。所以有时可以直接根据报文显示的情况发现一些问题。具体见第二大条。 （2）报头和报尾：所有完整报文帧的报头一定以字符“@”开始，最后以“*”和一个回车符（界面上是不可见的，但如果用鼠标左键选中报文尾部，是可以看到此字符确实存在且能够被选择，只是无法显示出来）结束。如果没有这两个明显的字符，此帧是无效帧，不会参与处理。 （3）PLC回应信息符（也就是指编程手册中的结束码）：一共用两个字符来表示，这是对当前通讯状态的一个比较重要的指示，表示了本次问答的PLC与后台间数据的交换是否正常。具体各数值的意义见第二大条。本PLC回应信息符位于回答帧的第六和第七两个字符。如正常回答时，前面一部分报文会是：@01RD00 0000……。PLC回复的回应信息符就是这里的字符D后面紧跟的那两个字符。这里00是表示正常回应，如果FCS校验也正确的话，那么一切都OK，可以对本帧数据进行处理了。注意，如果是某些遥控或者强制等WR命令时，PLC回复的回应信息符就是字符R后面紧跟的那两个字符了。非00表示出错了。（4）协议是遵守MODBUS协议的。所以如果对MODBUS协议有一定了解的话，本报文是很容易看懂的。无论上行还是下行报文，帧格式都为： 报头（即@）+ 机号+ 命令+ 起始地址+ 长度+ FCS校验+ 报尾（即*+回车符） 参考报文： 发：@01RD0020001155* 收：@01RD00 0001 300E 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 55* 报头和报尾不再赘述。 机号：一号机为01，二号机为02，为PLC设置里面下传时设定，需对应起来。 命令：常用到的是读命令RD和写命令WR、WD。以前的另一种PLC型号出现过扩展区E 区，所以对应还有RE，WE等命令。 起始地址：表示本帧的读或者写操作的对象区域开始处。与PLC程序里面的内存区完全对应。如协议中规定在PLC里面放置当前水机事故个数到D0020里面。那么上面例子中的RD0020….就会对从D0020这个寄存器开始读起。返回报文的第一个字就是D0020，也就是当前的事故条数了。 长度：要进行读或者写操作区域的长度。 FCS校验：PLC硬件自动响应上传报文及自动计算和校验FCS校验码，不用PLC程序进行额外的编写。 报文中各字符在程序中体现的数据含义的在参考说明书中的设置后，再结合看第三条的详细解释。 二、出错提示 （1）报文是乱码，可能原因是RS422的接线出错，请仔细检查。也可能是PLC的第四个通讯拨码没有拨（一般发货前会在一楼联调时拨好）。 （2）运行过程中，数据不来，或者事故不上传，遥测遥信数据不对等其它不正常情况。首先是要根据回应信息符来判断，如果回应信息帧正确（为00），那么就要查是不是PLC程序中出了问题了。不为00时，要根据下面的列表来解决问题了。
第7章PLC应用系统设计及实例 本章要点 ● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法 ●应用举例 ● PLC的装配、检测和维护 7.1 应用系统设计概述 在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是： 1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。 2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。 7.2 PLC应用系统的设计 7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤 1. PLC控制系统的设计内容 （1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。 （2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。 （3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。 （4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。 （5）编写程序并调试。 （6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。 （7）编写设计说明书和使用说明书。 2. 设计步骤 （1）工艺分析
深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。 （2）选择合适的PLC类型 在选择PLC机型时，主要考虑下面几点： 1功能的选择。对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。 2I/O点数的确定。统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。 3内存的估算。用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。 （3）分配I/O点。分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （4）程序设计。对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。 （5）控制柜或操作台的设计和现场施工。设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。 （6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。 （7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。 7.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试 1. PLC的硬件设计 PLC硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。 选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 2. PLC的软件设计 软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。 3. 软件硬件的调试 调试分模拟调试和联机调试。 软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号（如起动、停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。
Fins命令+Hostlink协议通讯实验 欧阳光明（2021.03.07） 一、实验配置 硬件：CPU单元：CJ2M-CPU35 RS232串口选件板：CP1W-CIF01 USB转232连接电缆：CS1W-CIF31 软件：CX-Programmer、串口调试助手UartAssist 二、PC主机直连PLC串口命令帧格式介绍 命令格式 响应格式 PC主机直连PLC的情况下，主机发送命令给PLC，发送命令格式如下：（P54） @：Hostlink协议起始代码 Unit No.：单元号，对应PLC内置串口或串行通讯单元设置的Hostlink单元号。 Header code：在PC主机直连PLC的情况下，头代码为FA Response wait time：设置范围为0~F，单位为10ms，例如设置为2，则响应等待时间为20ms ICF、DA2、SA2：在PC主机直连PLC的情况下，固定为00。SID：通常设置为00 Fins command code：参考Fins通讯手册P125 读命令：0101
写命令：0102 Text：具体操作内容，读写区域、读取起始地址、数据长度等内容存储区代码：（参考Fins通讯手册 P137） DM(word)：82 W(bit)：31 W（word）：B1 CIO区（bit）：30 Tips：使用Fins指令最大可读取538个字节。 一条命令不能超过1114个字符。 三、串口通讯调试实例 实例1——DM数据寄存器区读写实例； 1、读取D0开始1个通道的值 发送命令：@00FA00000000001018200000000017C*↙(回车键) 返回命令码：@00FA004000000001010000123447*↙(回车键) 2、读取D100开始的50个通道 发送命令：@00FA00000000001018200640000327E*↙(回车键) 3、写D200开始的2个通道 发送命令：@00FA00000000001028200C8000002123456780F*↙(回车键) Header code：在PC主机直连PLC的情况下，头代码为FA Response wait time：设置范围为0~F ICF、DA2、SA2：在PC主机直连PLC的情况下，固定为00。SID：通常设置为00
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* Fins命令+Hostlink协议通讯实验 一、实验配置 硬件：CPU单元：CJ2M-CPU35 RS232串口选件板：CP1W-CIF01 USB转232连接电缆：CS1W-CIF31 软件：CX-Programmer、串口调试助手UartAssist 二、PC主机直连PLC串口命令帧格式介绍 命令格式 响应格式 PC主机直连PLC的情况下，主机发送命令给PLC，发送命令格式如下：（P54） @：Hostlink协议起始代码 Unit No.：单元号，对应PLC内置串口或串行通讯单元设置的Hostlink单元号。
Header code：在PC主机直连PLC的情况下，头代码为FA Response wait time：设置范围为0~F，单位为10ms，例如设置为2，则响应等待时间为20ms ICF、DA2、SA2：在PC主机直连PLC的情况下，固定为00。 SID：通常设置为00 Fins command code：参考Fins通讯手册P125 读命令：0101 写命令：0102 Text：具体操作内容，读写区域、读取起始地址、数据长度等内容 存储区代码：（参考Fins通讯手册P137）
DM(word)：82 W(bit)：31 W（word）：B1 CIO区（bit）：30 Tips：使用Fins指令最大可读取538个字节。 一条命令不能超过1114个字符。 三、串口通讯调试实例 实例1——DM数据寄存器区读写实例； 1、读取D0开始1个通道的值 发送命令：@00FA 000000000 0101 82 000000 0001 7C *↙(回车键)返回命令码：@00FA004000000001010000123447*↙(回车键)
不同类型PLC的串口通讯串口通讯在越来越多的智能仪表，PLC,触摸屏，工控软件（组态王、WINCC）,编程软件等等和串口通讯有着直接的关系，因此比较深入的了解串口通讯，有助于我们对这些设备和软件的通讯协议的通讯波特率，起始位，数据位，奇偶校验，停止位的设置。关于计算机的通讯技术，是我们仪表比较前卫又比较较难懂的知识。他更是我们了解平常接触的RJ-45 TCP/IP 通讯的基础。 关于串口通讯的几个概念： 1、串口通讯传送信号的帧数Data Format 串口通讯传送一个字符（一帧数据）包括：一个起始位；7位或8位数据位（大多数设备通讯数据位7、8位居多）；一个奇/偶校验位；停止位（1位或1位半或2位）。 2、电脑串口接线 串口的实物和固定通用的引脚定义 DB25芯接头定义 DB9芯接头定义PC串行接口串口定义(db9) PC/AT 机上的串行口是 9 针公插座，引脚定义为： 1 CD <-- Carrier Detect 载波检测 2 RXD <-- Receive Data 接收数据 3 TXD --> Transmit Data 发送数据 4 DTR --> Data Terminal Ready 数据终端准备好 5 GND –– System Ground 信号地
6 DSR <-- Data Set Ready 数据准备好 7 RTS --> Request to Send 请求发送 8 CTS <-- Clear to Send 允许发送 9 RI <-- Ring Indicator 振铃提示 其中2、3、5脚在设备和PLC通讯中经常用到，时常用的接法，必须记住。 在焊接过程中一定要看好排列的次序，分清端脚，现在的DB9芯头分公母头，计算机上一般为母口，配套的接头为头，公母头上都打有端子号，一定要看清焊接。PLC的公母头有的不一样，一定要看清，不要不分公母，造成无法连接接头。 3、智能仪表，PLC,触摸屏，工控软件（组态王、WINCC）,编程软件都会 告诉大家自身串口端口的引脚定义。例如承重管理机，F701C,各大几大PLC厂商的串口端口的引脚定义。 从说明书上，可以清楚的可能看出TXD和RXD的引脚定义。波特率，起始位，数据位，奇偶数校验，停止位等等信息，他为我们提供详尽的通讯参数设置。这在组态王和称重管理机的通讯设置上必须保持一致。 其他欧姆龙各种信号的PLC也给出了串口引脚的定义，但西门子通讯不对大家开放串口通讯的引脚协议，在翻阅各类资料总结出他的串口引脚为4，9的485通讯。在连接电脑串口和各类智能仪表或PLC的串口通讯引脚时，电脑的串口引脚TXD和智能设备的RXD相连，电脑的串口引脚RXD和智能设备的TXD相连，即一个设备说，另一个设备听，地线直接连接。由于好多的设备不提供专用的数据通讯线，所以必须手工