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2025年大学自动化（PLC编程与应用）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 以下哪种编程语言是PLC编程中最常用的？（ ）
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 顺序功能图
2. PLC的编程语言中，（ ）类似于电气控制系统中的继电器控制电路。
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 结构化文本
3. PLC的核心部件是（ ）。
A. CPU B. 存储器 C. 输入输出接口 D. 电源
4. 下列关于PLC输入输出接口的说法，错误的是（ ）。
A. 输入接口用于接收外部信号 B. 输出接口用于向外部设备发送信号
C. 输入输出接口都有光电隔离 D. 输入接口只能接收数字量信号
5. PLC的扫描周期主要取决于（ ）。
A. CPU的运算速度 B. 程序的长度 C. 输入输出点数 D. 以上都是
6. 在PLC编程中，常开触点用（ ）表示。
A. X B. Y C. M D. T
7. 在PLC编程中，定时器的定时时间与（ ）有关。
A. 定时器的编号 B. 定时器的分辨率 C. 输入信号的频率 D. 以上都不对
8. 以下哪种定时器是通电延时定时器？（ ）
A. TON B. TOF C. TONR D. 以上都不是
9. 在PLC编程中，计数器的计数方式有（ ）。
A. 加计数 B. 减计数 C. 加减计数 D. 以上都是
10. 以下哪种编程语言适合描述复杂的逻辑关系？（ ）
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 结构化文本
11. PLC的编程语言中，（ ）可以方便地实现功能块的封装和复用。
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 结构化文本
12. 在PLC编程中，数据类型包括（ ）。
A. 位 B. 字节 C. 字 D. 以上都是
13. 以下哪种数据类型可以表示一个整数？（ ）
A. BOOL B. BYTE C. INT D. REAL
14. 在PLC编程中，比较指令可以比较（ ）。
A. 数值大小 B. 字符串 C. 位状态 D. 以上都是
15. 以下哪种指令可以实现数据的传送？（ ）
A. MOV B. ADD C. SUB D. AND
16. 在PLC编程中，逻辑运算指令包括（ ）。
A. 与 B. 或 C. 非 D. 以上都是
17. 以下哪种编程语言可以实现面向对象编程？（ ）
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 结构化文本
18. PLC的编程语言中，（ ）常用于编写复杂的控制算法。
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 结构化文本
19. 在PLC编程中，中断程序的执行时机是（ ）。
A. 扫描周期开始时 B. 扫描周期结束时 C. 满足中断条件时 D. 以上都不对
20. 以下哪种PLC通信协议常用于工业以太网？（ ）
A. Modbus B. Profibus C. TCP/IP D. CAN

第II卷（非选择题 共60分）
答题要求：本大题共5小题，请根据题目要求，在答题区域内作答，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

21. 简述PLC的工作原理（10分）
PLC采用循环扫描的工作方式，其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。在输入采样阶段，PLC将所有输入端子的状态读入到输入映像寄存器中；在程序执行阶段，PLC按照顺序对用户程序进行扫描，根据输入映像寄存器和输出映像寄存器的状态，执行相应的逻辑运算和指令；在输出刷新阶段，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。

22. 编写一个梯形图程序，实现电动机的正反转控制（15分）
假设电动机正转用Y0表示，反转用Y1表示，停止用X0表示。程序如下：
LD X0
OR Y0
OR Y1
AN Y0
AN Y1
OUT Y0
LD X0
OR Y0
OR Y1
AN Y0
AN Y1
OUT Y1

23. 已知某控制系统中，需要对温度进行PID控制。请简述PID控制的原理，并编写一段结构化文本程序实现PID控制（15分）
PID控制原理是根据给定值与实际值的偏差，通过比例、积分、微分三个环节的作用，调整控制量，使系统输出尽可能接近给定值。
结构化文本程序示例：
VAR
Setpoint: REAL := 25.0; //给定值
ProcessValue: REAL := 0.0; //实际值
Kp: REAL := 2.0; //比例系数
Ki: REAL := 0.5; //积分系数
Kd: REAL := 0.1; //微分系数
Integral: REAL := 0.0;
PreviousError: REAL := 0.0;
Output: REAL := 0.0;
END_VAR
Error := Setpoint - ProcessValue;
Integral := Integral + Error;
Derivative := Error - PreviousError;
Output := Kp Error + Ki Integral + Kd Derivative;
PreviousError := Error;

24. 阅读以下材料，回答问题（10分）
某自动化生产线中，采用PLC控制多个电机运行，并通过传感器检测设备状态。当设备出现故障时，需要及时报警并停止相关电机运行。现有一个接近开关用于检测物体是否到位，当物体到位时，接近开关输出信号给PLC的输入点X1；还有一个温度传感器用于检测设备温度，当温度超过设定值时，温度传感器输出信号给PLC的输入点X2。PLC的输出点Y0控制电机M1运行，Y1控制电机M2运行。
问题：请编写一段梯形图程序，实现当物体到位且温度正常时，电机M1和M2运行；当温度超过设定值时，电机M1和M2停止运行，并通过输出点Y2报警。
程序如下：
LD X1
AND NOT X