PLC及其应用思考题与习题 参考答案.doc

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1、思考题与习题参考答案1.1简述可编程控制器的产生背景和发展历程。答：20世纪60年代末，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位。当时这种大规模生产线的控制大多是采用继电器控制系统控制，存在体积大、可靠性低、耗电多、查找和排除故障困难、改变生产程序非常困难，特别是其接线复杂、对生产工艺变化的适应性差等缺点。1968年GM公司希望能有一种新型工业控制器，能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。提出了10项招标指标。1969年，美国数字设备公司（DEC）按照这10项指标研制出了世界上第一台可编程序逻辑控制

2、器型号为PDP-14，用它来代替传统的继电器控制系统。在美国通用汽车公司生产线上应用并取得了成功，从此开创了可编程序逻辑控制器的时代。回顾可编程控制器的发展过程，大致可划分为4个阶段。l从1969年到20世纪70年代中期。这一阶段可编程控制器主要用于逻辑运算和计时、计数运算，其中央处理器（CPU）由中小规模数字集成电路组成，存储器为磁芯存储器，控制功能比较简单。l20世纪70年代中期到80年代初期。CPU采用微处理器，存储器采用半导体存储器，不仅整机的体积减小，而且数据处理能力获得很大提高，增加了数据运算、传送、比较等功能，实现了对模拟

3、量的控制。l20世纪80年代初期到90年代初期。由于16位、32位微处理器的出现和应用，PLC向大规模、高速度、高性能和网络化方向发展，形成了多种系列化产品，出现了结构紧凑、功能强大、性能价格比高的新一代产品，并出现多种不同性能的分布式网络系统.l20世纪90年代至今。这一阶段PLC继续得到快速发展，系统在网络通信、设备冗余等方面都有了长足的进步，成为一种功能强大的、成熟的控制系统。同时，通信从各厂家的自成系统逐步向开放的、统一的和通用的标准网络结构发展。1.2简述可编程控制器的特点和分类。答：PLC的基本特点l软硬件功能强。在硬件方面

4、，选用优质器件，采用合理的系统结构，加固简化安装，使它能抗震动冲击。对于工业生产过程中最常见的瞬间干扰，采取了隔离和滤波技术。软件方面，PLC也采取了很多特殊措施，设置了“看门狗”WDT。还设置了故障检测及诊断程序，用以检测系统硬件是否正常、用户程序是否正确，便于自动地做出相应的处理，如报警、封锁输出、保护数据等。l使用维护方便。产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。l运行稳定可靠。

5、PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可以减少到继电器控制系统的十分之一到百分之一，大大减少了因触点接触不良造成的故障。l设计施工周期短。用可编程控制器完成一项控制工程时，由于其硬、软件齐全，所以设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了继电器硬接线实现的控制功能，使得控制柜的设计及安装接线工作量大为减少，缩短了施工周期。同时，由于用户程序大都可以在实验室里模拟调试，模拟调试好后再将PLC控制系统在生产现场进行联机统调，使得设计方便、快速、安全，因此，大大缩短了设计和施工周期。PLC的分

6、类l从结构上看，PLC可分为整体式、模板式及分散式三种形式。l根据PLC处理I/O点数规模来分类，PLC可分为4类：微型、小型、中型和大型。l按生产厂家分类PLC的生产厂家很多，每个厂家生产的PLC，其点数、容量、功能各有差异，但都自成系列，指令及外设向上兼容。1.3简述可编程控制器的应用领域。答：1、开关逻辑和顺序控制。PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制，可用于单机控制、多机群控制、自动化生产线的控制等。2、模拟量控制。在生产过程中，许多连续变化的物理量需要进行控制，如温度、压力、流量、

7、液位等，这些都属于模拟量。目前大部分PLC产品都具备处理模拟量的功能。3、定时控制。PLC为用户提供了一定数量的定时器，并设置了定时器指令，定时精度高，设定方便、灵活。同时PLC还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。4、数据采集与监控。由于PLC在控制现场实行控制，所以把控制现场的数据采集下来，做进一步分析研究是很重要的。5、联网、通信及集散控制。PLC通过网络通信模块以及远程I/O控制模块，可实现PLC与PLC之间、PLC与上位机之间的通信、联网；实现PLC分布控制，计算机集中管理的集散控制，增加系统的控制规模，满足工厂自动化

8、（FA）系统发展的需要。1.4与继电器控制系统相比PLC有哪些特点？答：PLC与继电器控制系统功能与特点的比较比较项目继电器控制PLC控制功能的实现对继电器进行硬接线，完成相应的控制功能对PLC进行编程实现