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PLC基础

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PLC应用基础（三菱FX2N）习题参考答案

第1章

1987年国际电工委员会(International Electrical Committee，IEC)颁布的PLC标准草案中对

PLC作了如下定义：“ PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装

置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计

数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械

或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩

展其功能的原则而设计。”

PLC采用串行的工作方式，继电器控制采用并行的工作方式。

（1）．早期的PLC(60年代末～70年代中期)

早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能

耗低、有故障指示和能重复使用等。

2．中期的PLC(70年代中期～80年代中、后期)

PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能外

还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有

的开关模块外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块及各种特殊功能模块。并扩大了存储器的

容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器。

3．近期的PLC(80年代中、后期～至今)

超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC

所采用的微处理器的性能普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还

纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软硬件功能发生了巨大变化。

（1）．可靠性高，抗干扰能力强

（2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强

（3）．编程语言易学易用

（4）．系统操作简单，维护方便，容易改造

（5）．体积小，重量轻，能耗低

（1）. 开关量的逻辑控制

（2）. 模拟量控制

（3）. 运动控制

（4）. 过程控制

（5）. 数据处理

（6）. 通信及联网

（1）．中央处理单元

中央处理单元是PLC的核心部分，是系统的控制中枢，起着总指挥的作用。

（2）存储器

PLC的存储器主要是用于存放系统程序、用户程序和工作数据等信息。

（3）．输入/输出单元

输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。

PLC通过输入单元把工业设备或生产过程的状态、信息读入，通过用户程序的运算和操作，

再把结果通过输出单元输出给执行机构，以实现控制目的。

（4）电源

PLC配有开关电源，以供内部电路使用。

（5）．编程装置

编程装置的作用是用于编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数

与PLC进行人机对话。

（6）．通信接口

PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口

可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。

（7）智能接口模块

能接口模块是一独立的计算机系统，它具有独立的CPU、系统程序、存储器以及与PLC

系统总线相连的接口。

（8）其它外部设备

除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、

人/机接口装置等。

在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来其主要

有以下几个方面功能：

1）接收、存储从编程器输入的用户程序和数据。

2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

3）通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器中。

4）从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。

5）根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现

输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。

PLC中所配置的CPU随机型不同而不同，主要有三类：通用微处理器（如Z80、8086、

80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器（如AMD29W等）。小型

PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片

微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。

（1）继电器输出型

（2）晶体管输出型

（3）双向晶闸管输出型

其中，继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体

管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，

后者只能用于交流负载。

串行循环扫描的工作方式。

用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情

况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执

行，周而复始重复运行。这种工作方式稳定，但会有一定滞后。

10.

梯形图编程语言、指令表编程语言、顺序功能图编程语言、功能模块图编程语言和结构

化语句编程语言。

11.

是FX系列PLC中功能最强、速度最高的微型PLC。它的基本指令执行速度高达

0.08μs，远远超过很多大型PLC，用户储存的容量可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点

有模拟量输入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、位置定位模块、多种 RS-232C/

RS-422/RS-485串行通信模块或扩展板，以及模拟定时器功能扩展板。使用特殊功能模块和功

能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制以及联网通信等功能。

系列PLC有3000多点辅助寄存器、1000多点状态、200多点定时器、200点16位加计

数器、30多点32位加减计数器、800多点数据寄存器、128点跳步指针和15点中断指针。

系列PLC除了具有基本的逻辑控制指令外，还具有128种应用指令，具有中断输入处

理、修改输入滤波时间常数、数学运算、数据排序、PID运算、三角函数运算、脉冲输出、

脉宽调制、BCD与BIN码转换和数据传送等。

12.

PLC经过几十年发展，已广泛应用在国民经济乃至人们的日常生活等各个方面。PLC已

经成为了现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。目前PLC需要解决

的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。PLC的发展趋势主要体现在以下几个方面

（1）开放和基于工业PC控制

（2）Ethernet的扩展与进一步容纳Web技术

（3）过程控制应用

（4）冗余特性

（5）硬件与软件

（6）适合PLC应用的智能I/O模块

第2章

M8000 PLC运行时接通，可用于运行监控；

M8002 仅在PLC运行的第一个周期内产生一个脉冲（初始脉冲），可用于初始化处理；

M8012 产生100ms的时钟脉冲；

M8013 产生1s的时钟脉冲；

M8033 PLC运行停止时保持输出；

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