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1、可编程控制器原理及应用考点总结 1.电气控制技术也由继电器控制过渡到计算机控制。2.早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量空制只能进行逻辑运算，所以称为可编程逻辑控制器（P rogrammable编程 Logic 逻辑 Controller控制器）简称 PLC。增加了数值运算、模拟量的处理、通讯等功能，简称为 PC。3.可编程控制器的主要特点：（1）可靠性高，指可编程控制器平均无故障 工作时间；（2）控制功能强：具有对开关量和模拟量的控制能力，还具有数值运算、PID调节、通信控制、中断处理、高速计数等功能；（3）组成灵活：PLC 品种很多小型 PLC 为整体结构，并可外接
2、 I/O 扩展机箱构成 PLC 控制系统；中大型 PLC 采用分体模块化结构，设有各种专用模块。（4）操作方便：PLC 采用了多种面向用户的语言，梯形图LAD指令语句表 STL 功能快图编辑器 FBD;（5）网络功能。4.可编程控制器的分类（1）按点数和功能分类：输入、输出端子的数目之和称为 PLC 的输入输出点数，简称 I/O 点数。小型（微型）PLC 的I/O 点数小于 256点，以开关量控制为主，具有体积小，价格低的优点适用于小型设备的控制。中型PLC 的I/O 点数在2561024之间，功能比较丰富，建有开关量和模拟量控制功能，适用于较复杂系统的逻辑控制和闭环过程控制。大型 PLC 点
3、数在1024点以上，用于大规模过程控制，集散式控制和工厂自动化网络。（2）按结构形式分类：整体式结构（小型PLC）模块式结构（中型以上PLC)（3）按用途分类：通用型专用型 5.可编程控制器的应用与发展：（1）与CAD/CAM机器人技术一起成为实现现代自动化生产的三大支柱 （2）两个发展趋势：有小型化和大型化两个趋势。6.可编程控制器系统根据其工作原理可分为输入部分运算控制部分输出部分 7.可编程控制器的硬件电路由CPU 存储器基本 I/O 接口电路外设接口电源五大部分组成 8.中央处理器 cpu的地位：CPU 是可编程控制器的控制中枢。9.存储器（Memory):由只读存储器（ROM):用于
4、存放系统程序；和随机存储器（RAM)：中间运算数据和用户程序存放在随机存储器中。10.基本I/O 接口电路：PLC 内部输入电路的作用是将其外部电路提供的，符合 PLC 输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC 内部电名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -路。输入电路通常以(光电隔离)和(阻容滤波）的方式提高抗干扰能力。输入接点分为（干接点式 、直流输入式、交流输入式三大类）11.PLC 输出电路结构形式分为（继电器式、双极性晶体管、晶闸管式）三种 12.接口电路 PLC 接口电路分别为（I/O 扩展接口电路和外设通信接口）两类 13.电源：plc 内部
5、配有一个专用开关时稳压电源，以将AC/DC 供电电源转化为 PLC 内部电路需要的（工作电源5VDC）当输入端子为非干接点结构时，为外部输入元件提供（24V)直流电源。14.软件系统：可分为（系统程序和用户程序）两大类。15.过程映像区域的输入映像寄存器区域用来存放输入端点的状态，输出映像寄存器区域用来存放用户程序。16.I/O点数：指外部输入、输出端子数量的总和，又成为最大开关量I/O 点数用以描述 PLC 的大小。17.技术性能指标：（1）I/O 点数（2）存储容量：PLC 存储器有（系统程序存储器、用户程序存储器、和数据存储器）三部分组成。（3）扫描速度：PLC 采用循环扫描方式工作。扫
6、描周期：完成一次扫描所需的时间成为扫描周期。扫描速度与扫描周期成反比。（4）指令系统：PLC 所有指令的总和，编程指令越多，软件功能就越强。（5）可扩展性（6）通信功能：通信包括 PLC 之间的通信和 plc 与计算机或其他设备之间的通信。18.西门子公司的 PLC 主要有S5和S7两大类系列。19.S7系列PLC 又可分为 S7-400，S7-300，和S7-200三个子系列。20.S7-200属于S7家族中功能最精简，I/O 点数最少，扩展性能最低的PLC 产品，可以称为微、小型 PLC 系列产品 。21.S7-200小型PLC 系统由（基本单元（主机）、扩展单元、文本/图形显示器、编程器
7、）等组成。22.S7-200系列PLC 的主要特点：采用整体是的基本单元（主机）加扩展模块的结构结构紧凑、安装简单。运算速度快，基本逻辑控制指令0.22us/条可以实现高速控制。编程指令、编程元件较丰富性能价格比高。带有固定点数的高速计数输入与高速脉冲输出、输入输出频率可以达到20-100kHZ.带有RS-485 串行通信接口，可以支持多总线通信。23.CPU224 型PLC，AC/DC/继电器为交流电源供电、DC 输入继电器输出的结构形式、主机集成有I0.0-11.5等14个输入点和 Q0.0-Q1.1等10个输出点。24.CPU224 型PLC 有6个高速计数脉冲输入点（I0.0-I0.5
8、)最快响应速名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -度为30kKHZ.有两个高速脉冲输出端（Q0.0-Q0.1)输出脉冲频率20KHZ.25.模拟电位器：用来改变特殊标志寄存器（SM32/SM33)中的数值，以改变城与运算时的参数，如定时器、计数器的预置值，过程量的空调值参数等。26.扫描周期：S7-200系列PLCCPU连续执行用户任务的循环序列成为扫描，PLC 的一个机器扫描周期是指用户程序运行一次所经过的时间。27.S7-200CPU 的扫描周期的五个阶段为读输入（输入采样）执行程序处理通信请求执行 CPU 自诊断写输出（输出刷新）五个阶段。28.模拟量的
9、输入信息的处理：用户可以对每个模拟通道选择数字滤波器，即对模拟通道设置数字滤波功能。（2)对变化缓慢的输入信号，可以选择数字滤波，高速变化的信号不行。29.用户程序执行阶段，PLC 按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描。30.写输出：每个扫描周期的结尾，CPU 把存放在输出映像寄存器中的数据输出给数字量输出端点（写入输出锁存器中），更新输出状态。31.CPU 的工作方式：（1）STOP(停止）此时不执行程序，但可以向CPU 装载程序后进行系统设置。（2）RUN（运行）运行用户程序。32.改变工作方式的方法：（1）使用PLC 前盖下的工作方式开关来改变工作方式。（2）使用STEP-Mi
10、cro/WIN32编辑软件设置工作方式。（3）在程序中插入一个 STOP 指令，CPU 可由RUN 方式进入 STOP 工作方式。33.数据存储类型及寻址方式：字母加数字表示数据的存储地址。（1）I 表示输入映像寄存器（2）Q 表示输出映像寄存器（3）M 表示内部标识为存储器（4）SM 表示特殊标志为存储器(5)S 表示顺序控制存储器（5）V表示变量存储器（6）L表示局部存储器（7）T表示定时器（8）C 表示计数器（9）AL表示模拟量输入映像寄存器（10）AQ 表示模拟量输出影星寄存器（11）AC 表示累加器（12.）HC 表示高速计数器 34.数据存储器的分配：每个区域的存储单元按字节编制，
11、可以进行字节、字、双字和位操作，每个字节由8个存储为组成。每一位都可以看成0和1状态的逻辑器件。35.数据类型：有布尔型（BOOL)、整数型（INT）和实数型（RRAL)36.B(字节）8位值、W（字）16位置、DW（双字）32位置。37.寻址方式：PLC 将信息存放于不同的存储单元，每个单元都有一个唯一的地址，系统允许用户以字节、字、双字为单位存、取信息。提名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -供参与操作的数据地址的方法。38.S7-200数据寻址方式有（1）立即数寻址：常数形式（2）直接寻址（3）间接寻址。都有位、字节、字和双字4种格式。39.数据直接地址
12、表示方法：.依次表示存储区域子母、数据大小（B/W/D）、字节地址、位分隔符、位地址。40.直接寻址：只在指令中直接使用存储器或寄存器的原件名称和地址编号，直接查找数据。41.可以进行位操作的元器件有：I/Q/M/SM/L/V/S 等 42.当数字长度为字或双字时，最高有效字节为起始地址字节。43.间接寻址方式：只是用地址指针来存取存储器中的数据。（2）双子长度可使用 V/L/AC作为地址指针。（3）&位地址符号，表示内存某一位置的地址（长度为 32位）（4）间接寻址（用指针存取数据）在指令中，操作数前加有*时表示该操作数位地址指针。44.在PLC 的编程指令中，用线圈表示对存储器某一位的写操
13、作（0、1)用处点表示对存储器某一位的读操作。触点有动合、动断两类。存储器位为1时，其动合触电闭合。45.内部标志位（M)和顺序控制继电器（S)存储区编制范围都为S0.0-S31.7。46.特殊标志位（SM）存储器分为只读区和读写区两大部分。编制范围SM0.0-SM179.7 共180个字节。只读区 SM0.0-SM29.7 三十个字节。（2）SM0.0EUN 监控，PLC 在运行状态，该位始终为 1.SM1.0 零标志，运算结果为 0时，该位置 1.SM1.1 溢出标志，运算结果溢出或查处非法数值是，该位置 1.SM1.2 负数标志，数学运算结果为负时，该位置1.SM1.3 试图除以 0时，
14、该位置 1.47.局部存储器（L）S7-200有64个字节的 L。编制范围 L0.0-L63.7 其中60个字节用作暂时存储器或给予子程序传送参数。最后4个字节为系统保留字节。48.定时器(T)编制范围 T0-T255（22X），定时器的主要参数有预置值、当前计数值和状态位。（2）时间预置值为 16位整数。（3）时基等级3个时基等级（1ms/10ms,100ms）（4）定时器的当前值增加到大于等于预制之后，状态位置 1.读操作的动合触电闭合。（5）T3，T表示区域标志（定时器）3定时器号（位地址）49.计数器(C)用来累计输入脉冲个数，和定时器相似。（2）分类：增计数、减计数、增减技术。50.
15、模拟量输入输出映像寄存器（AI,AQ）将温度、电压等转换成 1个字长（16位）的数字量。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -51.累加器(AC)用来暂存数据的寄存器，可以和子程序之间传递参数，以及存储计算结果的中间值。(2)S7-200CPU提供了4个32位累加器AC0-AC3。按字节或字为单位存取时，累加器只是用低8位或低16位。52.S7-200系列PLC 主机基本单元最大输入、输出点数位40点。最多可扩展7各模块。53.四大类扩展模块：（1）数字或开关量 I/O（输入输出）扩展模块。分类：输入模块 输出模块混合扩展模块单个模块最大I/O 点数为16点输
16、入，16点输出。（2）模拟量 I/O（输入输出）扩展模块。增加了PLC 的温度、转速、位置等的测量。模拟量输入电压DC0-10V 或模拟量输入电流5A，12位A/D转换。模拟量输入扩展模块有（模拟量输入、热电阻温度测量、热电偶温度测量）模拟量输出可以是DC-10+10V 模拟电压或0-20mA 模拟电流，12位D/A转换。（3）定位扩展模块：增加 PLC得位置控制与调节功能。（4）网络扩展模块。54.扩展模块的安装：导轨安装方式直接安装 55.S7-200程序概念:（1）梯形图编辑器（LAD)（2）语句表编辑器（STL)（3）功能快图编辑器（FBD)56.梯形图指令由触点或线圈符号和直接位地址
17、两部分组成，含有直接位地址的指令又称位操作指令。57.每个线圈只能使用一次使用次数多于一次，其状态以最后一次为准。58.常用指令助记符：（1）LD 装在指令对应梯形图从左侧母线开始，连接动合触点。（2）LND 连接动断触点（3）A与操作指令，用于动合触电的串联。（4）AN 动断触点的串联。（5）O 或操作指令，用于动合触电的并联。（6）ON 动断触点的并联。（7）=置位指令，线圈输出。59.梯形图绘制方法：梯形图程序是利用STEP7 编程软件在提醒图区按照自左而右、自上而下的原则绘制的。（2）触点并联网络多练在左侧母线，线圈位于最右侧，同一线圈只能使用一次。60.（1）梯形图的触点符号代表 C
18、PU 对存储器的读操作；（2）梯形图的线圈符号代表 CPU 对存储器的写操作。61.PLCI/O端点的分配方法：每一个传感器或开关输入对应一个PLC确定的输入点，每一个负载对应一个PLC 确定的输出点，外部按钮用动合触电。62.块“或”操作指令格式：(OLD)是将梯形图中以 LD 起始的电路块和另一以 LD 起始的电路块（并联起来）（2）块“与”（ALD）“串联起来”。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -63.栈操作指令：（1）堆栈（LPS）：下移，丢失栈底；（2）读栈（LRD）（3）一、填空题（20分）1.1PLC 的输出接口类型有 （继电器输出型 、晶体
19、管输出型 、双向晶闸管输出型）。2.2PLC 的软件系统可分为（系统程序）和（用户程序）两大部分。3.3S7-200型PLC 的指令系统有（梯形图、语句表、功能块）三种形式。4已知表格如图 1所示。分析执行 FIFO指令后，4.VW4 中的数据是 （2345）5.5高速计数器定义指令的操作码是（HDEF）6.6CPU214 型PLC 的晶体管输出组数为 （10组）7正跳变指令的梯形图格式为 -1p1-。8字节寻址的格式由(存储器标识符 数据大小 起始字节地址)组成。9CPU214 型PLC 共有(256)个计数器。10.EM231 模拟量输入模块最多可连接(4)个模拟量输入信号。11.PLC的
20、运算和控制中心是.(CPU)。12.S7-200 系列PLC 的串行通信口可以由用户程序来控制，这种由用户程序控制的通信方式称为 _(自由端口通信模式)。13.数据发送指令 XMT 的操作数 PORT 指定通讯端口，取值为(.0 或1)二选择题（40分）1AC 是哪个存储器的标识符。（B累加器）2在PLC 运行时，总为 ON 的特殊存储器位是 （C SM0.0 ）3CPU214 型PLC 数据存储器容量为（A2K ）4定时器预设值 PT 采用的寻址方式为（B 字寻址 ）5世界上第一台 PLC 生产于（C 1969年美国 ）6CPU214 型PLC 有几个通讯端口（A 2个）。7S7-200系列
21、PLC 有6个高速计数器，其中有 12种工作模式的是（BHSC1、HSC2 ）。8下列那项属于字节寻址（A.VB10 ）。9字节传送指令的操作数 IN和OUT 可寻址的寄存器不包括下列那项（D.AI ）10图示指令的脉宽值设定寄存器是（D SMW70）11.CPU 逐条执行程序，将执行结果放到(B 输出映象寄存器 )。12.用来累计比 CPU 扫描速率还要快的事件的是（A 高速计数器 ）。13.图示程序中的累加器用的是那种寻址方式（B 字节寻址）I0.0MOV-BENIN 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -OUTAC0VB214.顺序控制段转移指令的操作码
22、是(D SCRT )。15.整数的加减法指令的操作数都采用（A字）寻址方式。16.高速计数器 1的控制字节是（B SMB47 ）。17.EM231模拟量输入模块的输入类型为（D 差分输入型 ）。18.PID 回路指令操作数 TBL 可寻址的寄存器为（C V ）。19.PLC处于（A RUN 模式 ）模式时，允许进行自由端口通讯。20.当数据接收指令 RCV 的使能端为（A 为1 ）时将执行该指令。三、判断（20分）1PLC 的输入电路均采用光电耦合隔离方式。（T）2CPU214 型PLC 本机I/O 点数为14/10。（T ）3CTD 计数器的当前值等于 0时置位，但会继续计数。（F ）4S7
23、-200系列PLC 可进行间接寻址的存储器是I、Q、M、S、T及C.（T ）5字节移位指令的最大移位位数为8位。（T ）6.在第一个扫描周期接通可用于初始化子程序的特殊存储器位是SM0.1。(T )7.梯形图程序指令助记符和操作数组成。(F )8.位寻址的格式由存储器标识符、字节地址及位号组成。(F )9.间接寻址是通过地址指针来存取存储器中的数据。(T)10.执行逻辑弹出栈指令使堆栈深度减1。(T)11.正跳变指令每次检测到输入信号由0变1之后，使电路接通一个扫描周期。(T)12.定时器定时时间长短取决于定时分辨率。(T )13.CTD 计数器的当前值等于 0时置位，但会继续计数。(F)14
24、.I-D 指令的功能是将把一个 16位整数值数转换为一个 32位的双字整数。(T )15.EM231 模拟量输入模块的数据格式有单极性和双极性两种。(T)16.EM231 模拟量输入模块的单极性数据格式为032000。(F )17 RS-232串行通信的传输速率较高，可以远距离传输。(F )18.数据通信的树型结构，可以直接在同级站点间进行数据传输，不必要通过上一级站点的转接来实现。(F)19.PPI 协议是一个主/从协议，支持一主机多从机连接和多主机多从机连接方式。(T)20.在触摸屏与 PLC 已联机的情况下，操作者就可以通过触摸屏对PLC 进行各种操作。(T )四、综合题1已知给出某个控
25、制程序的梯形图的形式，请将其转换为语句表的形式。（4分）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -LD I0.2 AN T31 TON T31,1000 LD T31 LD Q0.1 CTU C46,360 LD C46 O Q0.1 =Q0.1机星三角降压启动，Q0.0为电源接触器，Q0.1为星接输出线圈，Q0.2为角接输出线圈，I0.1 为启动按钮，I0.0 为停止按钮，星角切换延时时间为5秒。试编写程序。(6分)I0.0Q0.0Q0.1 LD I0.1AN I0.0Q0.0M0.0()Q0.0I0.1M0.0名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -IN TONPT60T37I0.0()M0.0M0.0I0.1T37=I30()Q0.1T37()Q0.2=Q0.0LRDAN Q0.2O Q0.0LPS=Q0.1LD Q0.1TON T37,50LD T37O Q0.2AN I0.0=Q0.24采用一只按钮每隔 3秒钟顺序启动三台电动机，试编写程序。（7分）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -