2025年电气工程 PLC 控制装配设备试题及答案.doc

2025年电气工程 PLC 控制装配设备试题及答案

一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
1. PLC 编程语言中，梯形图语言的特点是（ ）
A. 形象直观，编程简单 B. 逻辑关系复杂，不易理解 C. 适合专业编程人员 D. 与硬件联系紧密
答案：A
解析：梯形图语言形象直观，类似电气控制原理图，编程简单，便于初学者理解和掌握。
2. 以下哪种不是 PLC 的编程语言（ ）
A. 指令表 B. 汇编语言 C. 功能块图 D. 顺序功能图
答案：B
解析：PLC 编程语言主要有梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图等，汇编语言不是 PLC 编程语言。
3. PLC 的输入继电器 X 采用（ ）编号方式。
A. 八进制 B. 十进制 C. 十六进制 D. 二进制
答案：A
解析：PLC 的输入继电器 X 采用八进制编号方式。
4. 当 PLC 处于运行状态时，其（ ）指示灯亮。
A. RUN B. STOP C. ERROR D. BATV
答案：A
解析：RUN 指示灯亮表示 PLC 处于运行状态。
5. 在 PLC 控制系统中，输出继电器 Y 的线圈（ ）
A. 只能由程序驱动 B. 可由外部信号直接驱动 C. 既可以由程序驱动也可由外部信号驱动 D. 以上都不对
答案：A
解析：输出继电器 Y 的线圈只能由程序驱动，通过程序控制其通断来驱动外部负载。
6. PLC 程序中，定时器 T 的定时时间与（ ）有关。
A. 时钟脉冲频率 B. 定时器编号 C. 输入信号 D. 输出信号
答案：A
解析：定时器定时时间与时钟脉冲频率有关，定时时间 = 设定值×时钟脉冲周期。
7. 以下哪种是 PLC 的扩展模块（ ）
A. CPU 模块 B. 电源模块 C. 输入模块 D. 通信模块
答案：C
解析：输入模块、输出模块等属于 PLC 的扩展模块，用于扩展 I/O 点数。
8. 在 PLC 梯形图中，串联的常开触点应使用（ ）指令。
A. AND B. OR C. ANI D. ORI
答案：A
解析：AND 指令用于串联常开触点。
9. PLC 的编程语言中，功能块图语言适合（ ）
A. 描述逻辑控制关系 B. 描述数字运算 C. 描述复杂系统功能 D. 描述时间顺序控制
答案：C
解析：功能块图语言适合描述复杂系统功能，通过功能块的组合实现特定功能。
10. 当 PLC 程序执行出现错误时，（ ）指示灯亮。
A. RUN B. STOP C. ERROR D. BATV
答案：C
解析：ERROR 指示灯亮表示 PLC 程序执行出现错误。

二、填空题（每题 3 分，共 15 分）
1. PLC 是一种以（ ）为核心的数字运算操作电子系统。
答案：微处理器
解析：PLC 以微处理器为核心，实现各种控制功能。
2. PLC 的编程语言中，（ ）语言是用助记符来表示 PLC 的各种功能。
答案：指令表
解析：指令表语言用助记符表示 PLC 功能，如 LD、AND 等。
3. PLC 的输入/输出继电器采用（ ）进制编号。
答案：八
解析：输入继电器 X 和输出继电器 Y 采用八进制编号。
4. 在 PLC 梯形图中，并联的常闭触点应使用（ ）指令。
答案：ORI
解析：ORI 指令用于并联常闭触点。
5. PLC 的定时器定时时间到后，其常开触点（ ），常闭触点（ ）。
答案：闭合；断开
解析：定时器定时时间到，常开触点闭合，常闭触点断开。

三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述 PLC 的工作过程。
答案：PLC 的工作过程主要包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。输入采样阶段，PLC 读取输入端子的状态并存入输入映像寄存器；程序执行阶段，PLC 按顺序执行用户程序，根据输入映像寄存器和其他元件状态进行逻辑运算；输出刷新阶段，PLC 将输出映像寄存器的状态传送到输出端子，驱动外部负载。
解析：PLC 工作过程是循环进行这三个阶段，不断根据输入状态和程序逻辑控制输出。
2. 在 PLC 梯形图编程中，如何实现电动机的正反转控制？
答案：首先要有正转和反转的输出继电器，如 Y0 为正转，Y1 为反转。通过按钮等输入信号控制，例如按下正转按钮，对应的常开触点闭合，利用梯形图逻辑使正转输出继电器 Y0 线圈得电，电动机正转；按下反转按钮，对应的常开触点闭合，使反转输出继电器 Y1 线圈得电，电动机反转。同时要考虑互锁，防止正反转同时动作，可通过常闭触点互锁，即正转输出继电器的常闭触点串联到反转控制回路，反转输出继电器的常闭触点串联到正转控制回路。
解析：正反转控制是 PLC 常见应用，互锁是关键，防止短路等故障。
3. 说明 PLC 控制系统设计的一般步骤。
答案：首先要明确控制要求，了解被控对象的工艺过程和控制要求；然后进行 PLC 的选型，根据 I/O 点数、控制功能等选择合适的 PLC 型号；接着进行硬件设计，包括绘制电气原理图、连接输入输出设备等；再进行软件设计，编写梯形图程序等；最后进行调试与优化，对系统进行调试，检查程序和硬件是否正常，根据调试结果进行优化。
解析：PLC 控制系统设计需按步骤进行，确保系统满足控制要求且稳定可靠。

四、梯形图编程题（共 15 分）
设计一个 PLC 梯形图程序，实现三台电动机 M1、M2、M3 的顺序启动和逆序停止控制。启动顺序为 M1 启动后 M2 启动，M2 启动后 M3 启动；停止顺序为 M3 停止后 M2 停止，M2 停止后 M1 停止。（15 分）
答案：
|网络 1|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|X0|启动按钮|
| |O|Y0|M1 输出继电器|
| |ANB| | |
| |OUT|Y0| |
| |TON|T0|延时 5s|
| |PT|K500| |
|网络 2|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T0| |
| |O|Y1|M2 输出继电器|
| |ANB| | |
| |OUT|Y1| |
| |TON|T1|延时 5s|
| |PT|K500| |
|网络 3|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T1| |
| |O|Y2|M3 输出继电器|
| |ANB| | |
| |OUT|Y2| |
|网络 4|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|X1|停止按钮|
| |I|Y2| |
| |ANI|Y1| |
| |ANI|Y0| |
| |OUT|Y2| |
| |TON|T2|延时 5s|
| |PT|K500| |
|网络 5|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T2| |
| |I|Y1| |
| |ANI|Y0| |
| |OUT|Y1| |
| |TON|T3|延时 5s|
| |PT|K500| |
|网络 6|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T3| |
| |I|Y0| |
| |OUT|Y0| |

解析：通过定时器实现延时启动，利用停止按钮和逻辑关系实现逆序停止。按下启动按钮 X0，M1 先启动，5s 后 M2 启动，再 5s 后 M3 启动；按下停止按钮 X1，M3 先停止，5s 后 M2 停止，再 5s 后 M1 停止。

五、综合应用题（共 20 分）
某自动化装配设备由 PLC 控制系统控制，设备包括送料装置、装配机械手和检测装置。送料装置由电动机 M 驱动，装配机械手由气缸 A 和 B 控制，检测装置有传感器 S。要求如下：当检测到物料到位信号（传感器 S 动作）后，送料电动机停止，装配机械手的气缸 A 伸出进行装配动作，气缸 A 伸出到位后，气缸 B 伸出进行夹紧动作，气缸 B 夹紧到位后，装配机械手复位。请设计该 PLC 控制系统的梯形图程序。（20 分）
答案：
|网络 1|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|S|传感器 S 常开触点|
| |O|Y0|送料电动机 M 输出继电器|
| |ANI|X0|停止按钮常闭触点|
| |OUT|Y0| |
|网络 2|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|S| |
| |OUT|T0|延时 1s|
| |PT|K100| |
|网络 3|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T0| |
| |ANI|Y0| |
| |OUT|Y1|气缸 A 伸出输出继电器|
|网络 4|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|Y1| |
| |OUT|T1|延时 1s|
| |PT|K100| |
|网络 5|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T1| |
| |OUT|Y2|气缸 B 伸出输出继电器|
|网络 6|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|Y2| |
| |OUT|T2|延时 1s|
| |PT|K100| |
|网络 7|指令|元件|说明|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
| |LD|T2| |
| |R|Y1|复位气缸 A|
| |R|Y2|复位气缸 B|
| |R|Y0|停止送料电动机|

解析：当传感器 S 动作，送料电动机 M 继续运行 1s 后停止，然后气缸 A 伸出，1s 后气缸 B 伸出，1s 后装配机械手复位，即气缸 A 和 B 缩回且送料电动机停止。通过定时器实现各动作的延时控制，保证动作顺序正确。