PLC入門基礎(chǔ)知識，與工業(yè)現(xiàn)場直接有關(guān)的還有哪些接口

從事電力作業(yè)的人員都知道，工業(yè)生產(chǎn)和科技的發(fā)展都離不開PLC的自動化控制，PLC可以廣義的理解為：集中的繼電器延伸控制柜，實際的生產(chǎn)應用中，PLC大大的節(jié)省了工業(yè)控制的成本，加強了設(shè)備的集中管理和自動控制，想要學好PLC，首先PLC的基礎(chǔ)需要扎實。

1，從PLC 的組成來看, 除 CPU ，存儲器及通信接口外,與工業(yè)現(xiàn)場直接有關(guān)的還有哪些接口?并說明其主要功能。

（1）輸入接口:接受被控設(shè)備的信號,并通過光電耦合器件和輸入電路驅(qū)動內(nèi)部電路接通或斷開。

（2）輸出接口:程序的執(zhí)行結(jié)果通過輸出接口的光電耦合器件和輸出組件 (繼電器、 晶閘管、晶體管)輸出,控制外部負載的接通或斷開。

2、 PLC 的基本單元由哪幾個部份組成?各起什么作用?

（1） CPU :PLC 的核心部件,指揮 PLC 進行各種工作。如接受用戶程序和數(shù) 據(jù)、診斷、執(zhí)行執(zhí)行程序等;

（2）存儲器:存儲系統(tǒng)和用戶的程序和數(shù)據(jù);

（3） I / O接口:PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件,用來接受被控設(shè) 備的信號和輸出程序的執(zhí)行結(jié)果;

（4）通信接口:通過通信接口與監(jiān)視器、打印機等其他設(shè)備進行信息交換;

（5）電源。

3、 PLC 開關(guān)量輸出接口有哪幾種類型?各有什么特點?

晶閘管輸出型:一般情況下，只能帶交流負載,響應速度快,動作頻率高;

晶體管輸出型:一般情況下，只能帶直流負載,響應速度快,動作頻率高;

繼電器輸出型:一般情況下，可帶交、直流負載,但其響應時間長,動作頻率低。

4、按結(jié)構(gòu)型式分, PLC 有哪幾種類型?各有什么特點?

（1）整體式:將 CPU 、 電源、 I/O部件都集中在一個機箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、 價格低,一般小型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu);

（2）模塊式:將 PLC 的各個部分分成若干個單獨的模塊,可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個系統(tǒng), 具有配置靈活、 方便擴展和維修的特點, 一般中、 大型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式 PLC 由框架或基板和各種模塊組成, 模塊裝在框架或基板的插座上。

（3）疊裝式：結(jié)合了整體式和模塊式的特點,疊裝式 PLC 的 CPU 、電源、 I/O 接口 等也是各自獨立的模塊,但它們之間是靠電纜連接,使得系統(tǒng)不僅配置靈活 而且體積小巧。

5、什么叫 PLC 的掃描周期?它主要受什么影響?

PLC 的掃描過程包含內(nèi)部處理、通信服務、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出 處理 五個階段,這五個階段掃描一次所需的時間稱為掃描周期。

掃描周期與 CPU 運行速度、 PLC 硬件配置和用戶程序長短有關(guān)。

6、 PLC 采用什么方式執(zhí)行用戶程序?用戶程序執(zhí)行過程包括哪些階段?

PLC 采用循環(huán)掃描的方式執(zhí)行用戶程序,用戶程序的執(zhí)行過程包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

7、 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比,具有哪些優(yōu)點?

（1） 控制方法上:PLC 采用程序方式實現(xiàn)控制, 容易改變或增加控制要求, 且 PLC 的觸點無限;

（2）工作方式上:PLC 采用串行工作方式,提高系統(tǒng)的抗干擾能力;

（3）控制速度上:PLC 的觸點實際上是觸發(fā)器,指令執(zhí)行的時間在微秒級;

（4） 定時和計數(shù)上:PLC 采用半導體集成電路作定時器, 時鐘脈沖由晶振提供,延時 精度高,范圍寬。 PLC 具有繼電器系統(tǒng)不具備的計數(shù)功能;

（5）可靠性和可維護性上:PLC 采用微電子技術(shù),可靠性高,所具有的自檢功能能 及時查出自身故障,監(jiān)視功能方便調(diào)試和維護。

8、 PLC 為什么會產(chǎn)生輸出響應滯后現(xiàn)象?如何提高 I/O響應速度?

因為 PLC 采用集中采樣、集中輸出的循環(huán)掃描工作方式,輸入端的狀態(tài)只在 每個掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入, 而程序的執(zhí)行結(jié)果只在輸出刷新階段才 被送出; 其次 PLC 的輸入、 輸出延延遲, 用戶程序的長度等均能引起輸出響應滯后。

要提高 I/O響入采樣、輸出刷新,或直接輸入采樣、輸 出刷 新,以及中斷輸入輸出和智能化 I/O接口等多種方式。

9、 FX0N 系列 PLC 內(nèi)部軟繼電器有哪幾種?

輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)寄存器、定時器、計數(shù)器、 數(shù)據(jù) 寄存器。

10、如何選擇 PLC ?

1) 機型選擇:應從結(jié)構(gòu)形式、 安裝方式、 功能要求、 響應速度、 可靠 性要求、 機型統(tǒng)一等幾個方面考慮;

2)容量選擇:應從 I/O點數(shù)、用戶存儲容量兩個方面考慮;

3) I/O模塊選擇:包括開關(guān)量和模擬量 I/O模塊選擇, 以及特殊功能模塊的 選擇;

4)電源模塊及編程器等其它設(shè)備的選擇

11、 簡單敘述 PLC 集中采樣、 集中輸出工作方式的特點, 采用這種工作方式具 有 哪些優(yōu)、缺點?

集中采樣:在一個掃描周期內(nèi),對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行, 當進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。

集中輸出:在一個掃描周期內(nèi), 只有在輸出 刷新階段才將輸出映像寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中, 對輸出接 口進行刷新,在其他階段輸出 狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。采用這種工作 方式可提高系統(tǒng)的抗干擾能力,增強系統(tǒng)的可靠性,但會引起 PLC 輸入 /輸出響應 的滯后。

12、 PLC 采用什么樣的工作方式?有何特點?

PLC 采用集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描的工作方式。

特點:集中采樣是指在一個掃描周期內(nèi), PLC 對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采 樣階 段進行, 當進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。

集中輸出是指在一個掃描周期內(nèi), PLC 只在輸出刷新階段才將輸出映像寄存 器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存 器中, 對輸出接口進行刷新,在其他階段 輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。

循環(huán)掃描是指 PLC 在一個掃描周期內(nèi)需要執(zhí)行多個操作, 它采用分時掃描的方式 按順序逐個執(zhí)行,周而復始重復運行。

13、電磁接觸器主要由哪幾部分組成?簡述電磁接觸器的工作原理。

電磁接觸器一般由電磁機構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機構(gòu)、支架與底座 等幾部分組成。 接觸器根據(jù)電磁原理工作:當電磁線圈通電后, 線圈電流產(chǎn)生磁場, 使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵, 并帶動觸點動作,使常閉觸點斷開, 常開 觸點閉合, 兩者是聯(lián)動的。 當線圈斷電時, 電磁力消失, 銜鐵在釋放彈簧的作用下降放,使觸點復原,即常開觸點斷開,常閉觸點閉合。

14、簡述可編程序控制器(PLC )的定義。

可編程控制器(PLC )是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操 作的電子裝置。 它采用可以編制程序的存儲器, 用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、 順序運算、 計時、 計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令, 并能通過數(shù)字式或模擬式的輸 入和輸出, 控制各種類型的機械或生產(chǎn)過過程。

PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設(shè)計。

15、簡答 PLC 系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)工作原理的差別。

組成器件不同;

觸點數(shù)量不同;

實施控制的方法不同;

工作方式不同。

16、簡答三菱 FX 2N 系列 PLC 的 STL 步進梯形指令有什么特點？

（1）轉(zhuǎn)移源自動復位;

（2）允許雙重輸出;

（3)主控功能。

從事電力作業(yè)的人員都知道，工業(yè)生產(chǎn)和科技的發(fā)展都離不開PLC的自動化控制，PLC可以廣義的理解為：集中的繼電器延伸控制柜，實際的生產(chǎn)應用中，PLC大大的節(jié)省了工業(yè)控制的成本，加強了設(shè)備的集中管理和自動控制，想要學好PLC，首先PLC的基礎(chǔ)需要扎實。

1，從PLC 的組成來看, 除 CPU ，存儲器及通信接口外,與工業(yè)現(xiàn)場直接有關(guān)的還有哪些接口?并說明其主要功能。

（1）輸入接口:接受被控設(shè)備的信號,并通過光電耦合器件和輸入電路驅(qū)動內(nèi)部電路接通或斷開。

（2）輸出接口:程序的執(zhí)行結(jié)果通過輸出接口的光電耦合器件和輸出組件 (繼電器、 晶閘管、晶體管)輸出,控制外部負載的接通或斷開。

2、 PLC 的基本單元由哪幾個部份組成?各起什么作用?

（1） CPU :PLC 的核心部件,指揮 PLC 進行各種工作。如接受用戶程序和數(shù) 據(jù)、診斷、執(zhí)行執(zhí)行程序等;

（2）存儲器:存儲系統(tǒng)和用戶的程序和數(shù)據(jù);

（3） I / O接口:PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件,用來接受被控設(shè) 備的信號和輸出程序的執(zhí)行結(jié)果;

（4）通信接口:通過通信接口與監(jiān)視器、打印機等其他設(shè)備進行信息交換;

（5）電源。

3、 PLC 開關(guān)量輸出接口有哪幾種類型?各有什么特點?

晶閘管輸出型:一般情況下，只能帶交流負載,響應速度快,動作頻率高;

晶體管輸出型:一般情況下，只能帶直流負載,響應速度快,動作頻率高;

繼電器輸出型:一般情況下，可帶交、直流負載,但其響應時間長,動作頻率低。

4、按結(jié)構(gòu)型式分, PLC 有哪幾種類型?各有什么特點?

（1）整體式:將 CPU 、 電源、 I/O部件都集中在一個機箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、 價格低,一般小型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu);

（2）模塊式:將 PLC 的各個部分分成若干個單獨的模塊,可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個系統(tǒng), 具有配置靈活、 方便擴展和維修的特點, 一般中、 大型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式 PLC 由框架或基板和各種模塊組成, 模塊裝在框架或基板的插座上。

（3）疊裝式：結(jié)合了整體式和模塊式的特點,疊裝式 PLC 的 CPU 、電源、 I/O 接口 等也是各自獨立的模塊,但它們之間是靠電纜連接,使得系統(tǒng)不僅配置靈活 而且體積小巧。

5、什么叫 PLC 的掃描周期?它主要受什么影響?

PLC 的掃描過程包含內(nèi)部處理、通信服務、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出 處理 五個階段,這五個階段掃描一次所需的時間稱為掃描周期。

掃描周期與 CPU 運行速度、 PLC 硬件配置和用戶程序長短有關(guān)。

6、 PLC 采用什么方式執(zhí)行用戶程序?用戶程序執(zhí)行過程包括哪些階段?

PLC 采用循環(huán)掃描的方式執(zhí)行用戶程序,用戶程序的執(zhí)行過程包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

7、 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比,具有哪些優(yōu)點?

（1） 控制方法上:PLC 采用程序方式實現(xiàn)控制, 容易改變或增加控制要求, 且 PLC 的觸點無限;

（2）工作方式上:PLC 采用串行工作方式,提高系統(tǒng)的抗干擾能力;

（3）控制速度上:PLC 的觸點實際上是觸發(fā)器,指令執(zhí)行的時間在微秒級;

（4） 定時和計數(shù)上:PLC 采用半導體集成電路作定時器, 時鐘脈沖由晶振提供,延時 精度高,范圍寬。 PLC 具有繼電器系統(tǒng)不具備的計數(shù)功能;

（5）可靠性和可維護性上:PLC 采用微電子技術(shù),可靠性高,所具有的自檢功能能 及時查出自身故障,監(jiān)視功能方便調(diào)試和維護。

8、 PLC 為什么會產(chǎn)生輸出響應滯后現(xiàn)象?如何提高 I/O響應速度?

因為 PLC 采用集中采樣、集中輸出的循環(huán)掃描工作方式,輸入端的狀態(tài)只在 每個掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入, 而程序的執(zhí)行結(jié)果只在輸出刷新階段才 被送出; 其次 PLC 的輸入、 輸出延延遲, 用戶程序的長度等均能引起輸出響應滯后。

要提高 I/O響入采樣、輸出刷新,或直接輸入采樣、輸 出刷 新,以及中斷輸入輸出和智能化 I/O接口等多種方式。

9、 FX0N 系列 PLC 內(nèi)部軟繼電器有哪幾種?

輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)寄存器、定時器、計數(shù)器、 數(shù)據(jù) 寄存器。

10、如何選擇 PLC ?

1) 機型選擇:應從結(jié)構(gòu)形式、 安裝方式、 功能要求、 響應速度、 可靠 性要求、 機型統(tǒng)一等幾個方面考慮;

2)容量選擇:應從 I/O點數(shù)、用戶存儲容量兩個方面考慮;

3) I/O模塊選擇:包括開關(guān)量和模擬量 I/O模塊選擇, 以及特殊功能模塊的 選擇;

4)電源模塊及編程器等其它設(shè)備的選擇

11、 簡單敘述 PLC 集中采樣、 集中輸出工作方式的特點, 采用這種工作方式具 有 哪些優(yōu)、缺點?

集中采樣:在一個掃描周期內(nèi),對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行, 當進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。

集中輸出:在一個掃描周期內(nèi), 只有在輸出 刷新階段才將輸出映像寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中, 對輸出接 口進行刷新,在其他階段輸出 狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。采用這種工作 方式可提高系統(tǒng)的抗干擾能力,增強系統(tǒng)的可靠性,但會引起 PLC 輸入 /輸出響應 的滯后。

12、 PLC 采用什么樣的工作方式?有何特點?

PLC 采用集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描的工作方式。

特點:集中采樣是指在一個掃描周期內(nèi), PLC 對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采 樣階 段進行, 當進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。

集中輸出是指在一個掃描周期內(nèi), PLC 只在輸出刷新階段才將輸出映像寄存 器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存 器中, 對輸出接口進行刷新,在其他階段 輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。

循環(huán)掃描是指 PLC 在一個掃描周期內(nèi)需要執(zhí)行多個操作, 它采用分時掃描的方式 按順序逐個執(zhí)行,周而復始重復運行。

13、電磁接觸器主要由哪幾部分組成?簡述電磁接觸器的工作原理。

電磁接觸器一般由電磁機構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機構(gòu)、支架與底座 等幾部分組成。 接觸器根據(jù)電磁原理工作:當電磁線圈通電后, 線圈電流產(chǎn)生磁場, 使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵, 并帶動觸點動作,使常閉觸點斷開, 常開 觸點閉合, 兩者是聯(lián)動的。 當線圈斷電時, 電磁力消失, 銜鐵在釋放彈簧的作用下降放,使觸點復原,即常開觸點斷開,常閉觸點閉合。

14、簡述可編程序控制器(PLC )的定義。

可編程控制器(PLC )是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操 作的電子裝置。 它采用可以編制程序的存儲器, 用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、 順序運算、 計時、 計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令, 并能通過數(shù)字式或模擬式的輸 入和輸出, 控制各種類型的機械或生產(chǎn)過過程。

PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設(shè)計。

15、簡答 PLC 系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)工作原理的差別。

組成器件不同;

觸點數(shù)量不同;

實施控制的方法不同;

工作方式不同。

16、簡答三菱 FX 2N 系列 PLC 的 STL 步進梯形指令有什么特點？

（1）轉(zhuǎn)移源自動復位;

（2）允許雙重輸出;

（3)主控功能。

審核編輯：郭婷