2021年可编程序控制器形成性考核作业及答案.doc

可编程序控制器（PLC）是一种专为工业环境设计的计算机控制系统，它的主要任务是对开关量和模仿量进行控制。PLC具备强大的逻辑运算能力，能够实现继电器触点的串联和并联等复杂逻辑控制。它还拥有模数转换（A/D转换）和数模转换（D/A转换）功能，这使得它能够处理模仿量控制，进行精确的调节。 在构造形式上，PLC分为整体式和模块式两种。整体式PLC的所有部件集成在一个外壳内，而模块式PLC则允许用户根据需求选择和组合不同的功能模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块和导轨等。其中，CPU模块是PLC的核心，负责运行控制程序；导轨用于安装各个模板，确保系统的稳定运行；电源模板为整个系统提供必要的电力；输入电压转换和输出电平转换则是为了适应不同设备的接口需求，实现微处理器与外部设备之间的电气隔离。 PLC的工作过程通常包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。在输入采样阶段，PLC读取输入信号；接着在程序执行阶段，根据预设的程序逻辑进行计算和判断；最后在输出刷新阶段，更新输出状态以驱动外部设备。 PLC系统由硬件和软件两大部分组成，硬件包括PLC主机、I/O模块、电源等物理设备，而软件则包括操作系统和顾客程序。顾客程序可以用梯形图、指令表、逻辑功能图和高档语言等多种编程语言编写，编程指令是构成程序的基本单元，每个指令通常有一个操作数，操作数由标记符和参数构成。 在定时器和计数器方面，PLC提供了多种类型，例如S7系列中的加计数器、减计数器和可逆计数器。这些定时器和计数器在特定条件触发下，会改变其输出状态，如通电延时定期器（TON）和加计数器的触点动作等。 在通信网络方面，S7-300/S7-400系列PLC可以通过多点接口（MPI）进行网络互联。MPI是多点接口的缩写，支持全局数据（GD）通信，适用于少量数据的循环传输。在PLC系统中，通信方式有令牌方式和主从方式，其中PROFIBUS网络由主站、从站和网络部件组成，DCS（集散控制系统）则是集成了单回路控制和多回路控制的分布式系统。 可编程序控制器（PLC）是现代工业自动化中的关键组成部分，它通过灵活的编程和通信能力，实现了对工业设备的高效控制和管理。理解并掌握PLC的工作原理、结构、编程方法和通信机制，对于从事自动化领域的工程师来说至关重要。