2-1 什麼是plc？它與電氣控制、微機控制相比主要優點是什麼？
答：可程式設計控制器簡稱plc，是在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發出來的，並逐漸發展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通訊技術融為一體的新型工業控制裝置。
定義：可程式設計控制器（plc）是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用可程式設計序的儲存器，用來在其內部儲存執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種型別的機械或生產過程。
可程式設計控制器及其有關外圍裝置，都應按易於與工業系統聯成乙個整體，易於擴充其功能的原則設計。
plc可直接應用於工業環境，具有很強的抗干擾能力、廣泛的適應能力和廣闊的應用範圍，這是區別於一般微機控制系統的重要特徵；plc採用軟體方式實現「可程式設計」與傳統電氣控制裝置通過硬體或硬接線的變更來改變程式有本質區別。
2-2 為什麼plc軟繼電器的觸點可無數次使用？
答：由於plc所謂的「軟繼電器」實際上是儲存器單元的狀態，單元狀態為「1」，相當於繼電器接通，單元狀態為「0」，相當於繼電器斷開，所以「軟繼電器」的觸點數量是無限的，可無數次使用。
2-3 plc的硬體由哪幾部分組成？各有什麼作用？plc主要有哪些外部裝置？各有什麼作用？
答：plc的硬體主要由**處理器（cpu）、儲存器、輸入單元、輸出單元、通訊介面、擴充套件介面、電源等部分組成。其中cpu是plc的核心，按照系統程式賦予的功能，指揮plc有條不紊地進行工作；儲存器主要用來存放系統程式、使用者程式及工作資料；輸入單元和輸出單元是連線現場輸入/輸出裝置與cpu之間的介面電路，通過輸入介面可以檢測被控物件的各種資料，以這些資料作為plc對被控物件進行控制的依據，同時plc又通過輸出介面將處理結果送給被控制物件，以實現控制目的；通訊介面用於與監視器、印表機、其它plc、程式設計器、上位機等外設連線；擴充套件介面用於連線擴充套件單元；plc配有開關電源，以供內部電路使用。
plc主要的外部裝置很多，如：eprom寫入器、外儲存器、人機介面裝置等。eprom寫入器是用來將使用者程式固化到eprom儲存器中；外儲存器主要是用外部的磁帶、磁碟及用半導體儲存器做成的儲存盒等來儲存plc的使用者程式；人機介面裝置是用來實現操作人員與plc控制系統的對話。
2-4 plc的軟體由哪幾部分組成？各有什麼作用？
答：plc的軟體主要由系統程式和使用者程式組成。系統程式由plc製造廠商設計編寫，並存入plc的系統儲存器中，使用者不能直接讀寫與更改，系統程式一般包括系統診斷程式、輸入處理程式、編譯程式、資訊傳送程式、監控程式等；plc的使用者程式是使用者利用plc的程式語言，根據控制要求編制的程式，用以實現控制目的。
2-5 plc主要的程式語言有哪幾種？各有什麼特點？
答：plc程式語言主要由兩大類：一是採用字元表達方式的程式語言，二是採用圖形符號表達方式的程式語言。常見的plc程式語言主要由：
1）梯形圖語言：以圖形方式表達觸點和線圈以及特殊指令塊的梯級。
2）語句表語言：類似於匯程式設計序的助記符程式設計表達方式。
3）邏輯圖語言：類似於數字邏輯電路結構的程式語言，由與門、或門、非門、定時器、計數器、觸發器等邏輯符號組成。
4）功能表圖語言：又稱狀態轉移圖語言，它不僅僅是一種語言，更是一種組織控制程式的圖形化方式，對於順序控制系統特別適用。
5）高階語言：為了爭搶plc的運算、資料處理及通訊等功能，特別是大型plc，可採用高階語言，如basic、c、pascal語言等。
2-6 plc開關量輸出介面按輸出開關器件的種類不同，有哪幾種形式？各有什麼特點？
答：plc開關量輸出介面按輸出開關器件的種類不同，主要有三種型別：繼電器輸出、電晶體輸出和雙向閘流體輸出。
繼電器輸出介面可驅動交流或直流負載，但其響應時間長，動作頻率低；電晶體輸出和雙向閘流體輸出介面的響應速度快，動作頻率高，但電晶體輸出只能用於驅動直流負載，而雙向閘流體輸出只能用於驅動交流負載。
2-7 plc採用什麼樣的工作方式？有何特點？
答：plc採用掃瞄工作方式（序列工作方式），特點是當需要執行眾多操作時，cpu不可能同時去執行多個操作，只能按分時操作方式，每一次執行乙個操作，按順序逐個執行，其執行使用者程式的過程為：從第一條程式開始掃瞄，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程式儲存順序的先後，逐條執行使用者程式，直到程式結束。
然後再從頭開始掃瞄執行，並周而復始地重複進行。
2-8 什麼是plc的掃瞄週期？其掃瞄過程分為哪幾個階段，各階段完成什麼任務？
答：整個程式掃瞄過程執行一遍所需要的時間，稱為乙個掃瞄週期。整個掃瞄工作過程包括內部處理、通訊服務、輸入取樣、程式執行、輸出重新整理五個階段。
1）內部處理階段：進行plc自檢，檢查內部硬體是否正常，對監視定時器（wdt）復位以及完成其它一些內部處理工作；
2）通訊服務階段：plc與其它智慧型裝置實現通訊，響應程式設計器鍵入的命令，更新程式設計器的顯示內容等；
3）輸入取樣階段：plc以掃瞄工作方式按順序對所有輸入端的輸入狀態進行取樣，並存入輸入映像暫存器中，此時輸入映像暫存器被重新整理；
4）程式執行階段：plc對程式按順序進行掃瞄執行，若程式用梯形圖表示，則總是按先上後下，先左後右的順序執行；
5）輸出重新整理階段：plc將輸出映像暫存器中與輸出有關的狀態轉存到輸出鎖存器中，並通過一定方式輸出，驅動外部負載。
2-9 plc掃瞄過程中輸入映像暫存器和元件映像暫存器各起什麼作用？
答：plc掃瞄過程中，輸入映像暫存器的作用是在輸入取樣階段，儲存所有輸入端的輸入狀態；元件映像暫存器則是在程式執行階段儲存plc使用者程式運算的結果，其內容會隨程式執行的過程而變化，在輸出重新整理階段將與輸出有關的狀態轉存到輸出鎖存器中。
2-10 什麼是plc的輸入/輸出滯後現象？造成這種現象的主要原因是什麼？可採取哪些措施減少輸入/輸出滯後時間？
答：當plc的輸入端輸入訊號發生變化到plc輸出端對該輸入變化做出反應，需要一段時間，這種現象稱為plc輸入/輸出響應滯後。造成這種現象的原因不僅是由於plc掃瞄工作方式造成，更主要是plc輸入介面的濾波環節帶來的輸入延遲，以及輸出介面中驅動部件的動作時間帶來的輸出延遲，同時還與程式設計有關。
為了減少輸入/輸出滯後時間，可以採用定期取樣、定期輸出、快速響應模組、高速計數模組以及中斷處理、智慧型i/o介面等措施。
2-11 plc是如何分類的？按結構形式不同，plc可分為哪幾類？各有什麼特點？
答：plc產品種類繁多，對plc的分類，通常根據其結構形式的不同、功能的差異和i/o點數的多少等進行大致分類。
按結構形式不同，可將plc分為整體式、模組式和疊裝式。
1）整體式plc：將電源、cpu、i/o介面等部件都集中裝在乙個機箱內， 具有結構緊湊、體積小、**低的特點。整體式plc由不同i/o點數的基本單元（又稱主機）和擴充套件單元組成。
基本單元內有cpu、i/o介面、與i/o擴充套件單元相連的擴充套件口，以及與程式設計器或eprom寫入器相連的介面等。擴充套件單元內只有i/o和電源等，沒有cpu。基本單元和擴充套件單元之間一般用扁平電纜連線。
整體式plc一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴充套件。小型plc一般採用這種整體式結構。
2）模組式plc：將plc各組成部分分別做成若干個單獨的模組，如cpu模組、i/o模組、電源模組（有的含在cpu模組中）以及各種功能模組。模組式plc由框架或基板和各種模組組成。
模組裝在框架或基板的插座上。這種模組式plc的特點是配置靈活，可根據需要選配不同模組組成乙個系統，而且裝配方便，便於擴充套件和維修。大、中型plc一般採用模組式結構。
3）疊裝式plc：還有一些plc將整體式和模組式的特點結合起來。疊裝式plc其cpu、電源、i/o介面等也是各自獨立的模組，但它們之間是靠電纜進行聯接，並且各模組可以一層層地疊裝。
這樣，不但系統可以靈活配置，還可做得體積小巧。
2-12 plc有什麼特點？為什麼plc具有高可靠性？
答：plc主要特點如下：1）可靠性高、抗干擾能力強；2）程式設計簡單、使用方便；3）功能完善、通用性強；4）設計安裝簡單、維護方便；5）體積小、重量輕、能耗低。
plc具有高可靠性，主要是它採用了一系列硬體和軟體抗干擾措施：
1）硬體方面：i/o介面採用採用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源的影響；對供電電源及線路採用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對cpu等重要部件採用良好的導電、導磁材料進行遮蔽，以減少空間電磁干擾；對有些模組設定了聯鎖保護、自診斷電路等。
2）軟體方面：採用掃瞄工作方式，減少了外界的干擾；設有故障檢測和自診斷程式，能對系統硬體電路等故障實現檢測和判斷；當由干擾引起故障時，能立即將當前重要資訊加以封存，禁止任何不穩定的讀寫操作，一旦正常後，便可恢復到故障發生前的狀態，繼續原來的工作。
2-13 plc主要效能指標有哪些？各指標的意義是什麼？
答：plc主要效能指標有：
1）儲存容量：使用者程式儲存器的容量。
2）i/o點數：plc可以接受的輸入訊號和輸出訊號的總和。
3）掃瞄速度：plc執行使用者程式的速度。
4）指令的功能與數量：程式設計指令的功能越強、數量越多，plc的處理能力和控制能力也越強，使用者程式設計也越簡單方便，越容易完成複雜的控制任務。
5）內部元件的種類和數量：元件的種類和數量越多，表示plc的儲存和處理各種資訊的能力越強。
6）特殊功能單元：特殊功能單元種類越多，功能越來越強，使得plc控制功能日益擴大。
7）可擴充套件能力：plc可擴充套件能力包括i/o點數的擴充套件、儲存容量的擴充套件、聯網功能的擴充套件、各種功能模組的擴充套件等。
2-14 plc控制與電氣控制比較，有何不同？
答：plc控制與電氣控制比較，不同之處主要在以下幾方面：
1）從控制方式上看，電氣控制主要採用硬體接線方式，觸點數量有限，控制系統靈活性和可擴充套件性受到限制；而plc控制主要採用軟接線方式，其控制邏輯以程式的方式存放在儲存器中，系統功能可通過改變程式來實現，其「軟繼電器」的觸點數量無限，plc系統的靈活性和可擴充套件性好。
2）從工作方式上看，電氣控制採用並行工作方式，而plc採用掃瞄（序列）工作方式。
3）從控制速度上看，電氣控制工作頻率低，觸點還會出現抖動，而plc控制速度快，不會出現觸點抖動的問題。
4）從定時和計數控制上看，電氣控制容易受環境影響，定時精度不高，而plc控制精度高，定時範圍寬，修改方便，且不受環境影響。
5）從可靠性和可維護性上看，電氣控制可靠性和可維護性較差，而plc控制壽命長，可靠性高，且具有自診斷功能，現場除錯和維護方便。
程控制器工作原理
6 i o介面電路 用來外接擴充套件模組，增強plc功能。7 電源 為plc各部分提供正常工作電壓和電流。二 新授 一 可程式設計控制器的工作原理 為了滿足工業邏輯控制的要求，同時結合計算機控制的特點，plc的工作方式採用不斷迴圈的順序掃瞄工作方式。每一次掃瞄所用的時間稱為掃瞄週期或工作週期。cpu...
程控制器基本指令簡介
基本指令如表所示 一 邏輯取及線圈驅動指令ld ldi out ld，取指令。表示乙個與輸入母線相連的動合接點指令，即動合接點邏輯運算起始。ldi，取反指令。表示乙個與輸入母線相連的動斷接點指令，即動斷接點邏輯運算起始。out，線圈驅動指令，也叫輸出指令。ld ldi兩條指令的目標元件是x y m ...
程控制器教學大綱
課程編號 plc可程式設計控制器 教學大綱 40學時 2學分 一 課程的性質 目的及任務 可程式設計控制器課程是電腦科學與技術專業硬體方向的一門必修課程。是學生具備必要的計算機組成原理等基礎知識後，學習的專業技術課程。本課程強調實際操作技能 設計能力 獨立工作能力的培養 注重理論聯絡實際，課堂教學與...