专题四 PLC的基本组成与工作原理、PLC的编程语言（课件）-山东省职教高考《电器及PLC控制技术与实训》（机工版）专题复习讲练测

专题四 .PLC的基本组成与工作原理、PLC的编程语言 《电器及PLC控制技术与实训》（机工版） 专题复习讲练测 1 01. 考纲解读 02. 知识点梳理 03. 考题讲解 04. 课内练习 05. 归纳小结 目录 CONTENTS 一.考纲解读 常见考点： PLC的基本组成：中央处理器（CPU）、输入模块、输出模块、存储器、通信模块等组成部分及其功能和作用。 PLC的工作原理：输入模块如何接收和处理外部信号，CPU如何执行程序逻辑控制，输出模块如何控制外部设备，以及整个控制过程的基本流程。 PLC的编程语言：梯形图（Ladder Diagram）的基本语法和应用场景，功能块图（Function Block Diagram）的特点和使用，以及文本型编程语言（如STL、SFC等）的简要介绍和适用情况。 一.考纲解读 1.理解PLC的基本组成部分，包括CPU、输入输出模块、存储器和通信模块的作用和功能。 2.描述PLC系统的工作流程，包括输入信号的处理、程序执行过程和输出控制信号的步骤。 3.掌握至少一种PLC编程语言，如梯形图、功能块图或文本型编程语言的基本语法和应用场景。 考试要求 考试要求： 易考题型： 一.考纲解读 选择题 提供关于PLC基本组成、工作原理或编程语言的描述，让学生选择正确的答案。 简答题 要求学生简要回答关于PLC的基本概念、工作流程或编程语言的问题。 分析题 要求学生分析给定的PLC系统配置或程序，并提供解释或改进建议。 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 一、整体式PLC的基本部件 整体式PLC的基本部件如CPU板、输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元。模块式结构的 PLC 是由一些模块单元构成，这些标准模块如 CPU 模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种功能模块等，将这些模块插在框架上或基板上即可，各模块功能是独立的，外形尺寸是统一的，插入什么模块可根据需要灵活配置。目前，中、大型PLC多采用这种结构形式，如图3-2所示是模块式PLC的外形图。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 二、可编程序控制器的组成 可编程序控制器的基本组成包括:中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出单元(I/0)、电源及编程器等外部设备组成，如图3-3所示。 知识点梳理： 三、编程器 编程器是PLC重要的外围设备，编程器不仅用于编程，还可以利用它进行程序的修改和检查，以及器件的监控。专用的编程器有简易编程器和智能编程器。简易编程器只能输入助记符程序，而智能编程器可直接输入梯形图。 目前，许多PLC都可以利用一条通信电缆与计算机的串行口相连，配以厂家提供的编程软件，进行用户程序的输入和调试。使用编程软件可以在计算机显示器上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 二.知识点梳理和重点概念复习 中央处理器（CPU）：负责执行控制逻辑和处理输入输出信号。 存储器：包括程序存储器（用于存储用户编写的控制程序）、数据存储器（用于存储变量和中间结果）、系统存储器（存储系统数据和参数）等。 输入模块：接收来自传感器和设备的信号，如开关状态、传感器信号等。 输出模块：控制执行器和设备，如电机、阀门等。 通信模块：用于PLC与其他设备（如人机界面、计算机、其他PLC等）进行通信和数据交换。 1.在PLC编程中，常用的逻辑运算包括： A. 加法和减法 B. 逻辑与、或、非 C. 正弦和余弦 D. 位移和转换 答案：B。解析：PLC编程常用的逻辑运算包括逻辑与、或、非等，用于控制程序的逻辑流程。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2.PLC系统中的I/O模块是指： A. 输入/输出模块 B. 电源和连接器 C. 中央处理器和存储器 D. 传感器和执行器 答案：A。解析：I/O模块指的是输入/输出模块，用于连接外部传感器和执行器与PLC系统。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3.PLC系统中的“存储器”用来： A. 控制逻辑运算 B. 存储程序和数据 C. 调节输入输出信号 D. 连接传感器和执行器 答案：B。解析：存储器用来存储PLC程序和运行时的数据，是PLC系统重要的组成部分。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.下列哪种传感器可以作为PLC系统的输入设备？ A. 伺服电机 B. 光电开关 C. 油泵 D. 振动器 答案：B。解析：光电开关可以将光信号转换为电信号，作为PLC系统的输入设备。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5.PLC系统中的执行器通常包括： A. 传感器和控制器 B. 电源和电缆 C. 阀门、电动机等 D. 中央处理器和存储器 答案：C。解析：执行器如阀门、电动机等是PLC系统控制的输出设备，用于执行控制动作。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6.在PLC编程中，“梯形图”（Ladder Diagram）的主要特点是： A. 采用文字描述程序逻辑 B. 使用图形符号描述程序逻辑 C. 使用数字编码描述程序逻辑 D. 采用声音信号描述程序逻辑 答案：B。解析：梯形图采用图形符号表示逻辑控制和运算的流程，是PLC编程中常用的方法。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7.PLC编程中常用的其他编程语言包括： A. Java和Python B. C和C++ C. 梯形图和功能块图（FBD） D. 模拟逻辑和数字逻辑 答案：C。解析：除了梯形图外，功能块图（FBD）也是常用的PLC编程语言之一。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.PLC系统中的“控制器”主要用途是： A. 控制电源的输出 B. 处理传感器信号 C. 控制逻辑运算 D. 连接PLC系统与网络 答案：C。解析：控制器（CPU）主要用于处理输入信号的逻辑运算，控制PLC系统的工作流程。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1.PLC中，___________用于保存程序运行时的各种数据。 解析：PLC中，存储器用于保存程序运行时的各种数据。 2.PLC的输出信号通常通过___________来实现控制外部设备。 解析：PLC的输出信号通常通过输出模块来实现控制外部设备。 三.常考习题练习与讲解 填空题 3.PLC系统的___________用于确保输入和输出信号之间的逻辑正确。 解析：PLC系统的中央处理单元（CPU）用于确保输入和输出信号之间的逻辑正确。 4.PLC编程语言中，___________是用于对程序进行条件判断的元件。 解析：在PLC编程语言中，比较指令是用于对程序进行条件判断的元件。 三.常考习题练习与讲解 填空题 5.PLC程序中，___________用于控制程序的执行顺序和流程。 解析：PLC程序中，控制块用于控制程序的执行顺序和流程。 6.PLC系统的___________负责将外部输入信号转换为内部处理信号。 解析：PLC系统的输入模块负责将外部输入信号转换为内部处理信号。 三.常考习题练习与讲解 填空题 7.PLC系统中的___________用于将内部处理信号转换为外部控制信号。 解析：PLC系统中的输出模块用于将内部处理信号转换为外部控制信号。 8.在PLC编程中，___________用于保存程序执行时的各种状态信息。 解析：在PLC编程中，存储器用于保存程序执行时的各种状态信息。 三.常考习题练习与讲解 填空题 9.PLC系统的___________通常包括电源电路和电源管理模块。 解析：PLC系统的电源模块通常包括电源电路和电源管理模块。 10.PLC系统中的___________用于提供实时的系统监控和调试功能。 解析：PLC系统中的编程软件用于提供实时的系统监控和调试功能。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1.PLC中，存储器用于保存程序运行时的各种数据。( ) 正确。解析：PLC中的存储器用于保存程序执行时的各种数据。 2.PLC的输出信号通常通过输入模块来实现控制外部设备。( ) 错误。解析：PLC的输出信号通常通过输出模块来实现控制外部设备。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.PLC系统的CPU用于确保输入和输出信号之间的物理连接正确。( ) 错误。解析：PLC系统的CPU用于确保输入和输出信号之间的逻辑正确性，而不是物理连接。 4.在PLC编程语言中，比较指令用于对程序进行条件判断的元件。( ) 正确。解析：在PLC编程语言中，比较指令用于对程序进行条件判断。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.PLC程序中，控制块用于控制输入模块的工作状态。( ) 错误。解析：控制块用于控制程序的执行顺序和流程，而不是输入模块的工作状态。 6.PLC系统的输入模块负责将内部处理信号转换为外部输出信号。( ) 错误。解析：PLC系统的输入模块负责将外部输入信号转换为内部处理信号。 三.常考习题练习与讲解 判断题 7.PLC系统中的输出模块用于将外部输入信号转换为内部处理信号。( ) 错误。解析：PLC系统中的输出模块用于将内部处理信号转换为外部控制信号。 8.在PLC编程中，存储器用于保存程序的源代码。( ) 错误。解析：在PLC编程中，存储器用于保存程序执行时的各种状态信息。 三.常考习题练习与讲解 判断题 9.PLC系统的电源模块主要负责管理PLC的网络连接。( ) 错误。解析：PLC系统的电源模块主要负责为PLC提供电源和管理电源供应。 10.PLC系统中的编程软件用于提供实时的系统监控和调试功能。( ) 正确。解析：PLC系统中的编程软件通常提供实时的系统监控和调试功能。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.继电器-接触器控制的优缺点? 答: 优点:结构简单、价格低廉、容易操作， 缺点:生产任务或工艺发生变化，须重新设计，改变硬件结构，浪费时间和资金大型控制系统用继电器-接触器控制，继电器数量多，系统体积大，耗电多:电器触点为机械触点，工作频率较低，在频繁动作情况下寿命较短造成系统故障，系统的可靠性差。 四.课内练习与讲解 2.PLC是什么？它与常见的微处理器有何不同？ 解析： PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备，与普通的微处理器相比，PLC具有更强的工业环境适应能力和稳定性，可以长时间稳定运行而不需要频繁维护。 3.简述PLC的基本组成部分及其功能。 解析： PLC由中央处理器（CPU）、输入模块、输出模块和编程设备等组成。输入模块用于接收外部信号，输出模块用于控制外部执行器，CPU负责处理逻辑和控制任务，编程设备用于编写和修改控制程序。 四.课内练习与讲解 4.PLC的工作原理是什么？ 解析： PLC的工作原理基于接收输入信号，经过中央处理器处理，再输出控制信号的过程。CPU根据预先编写的程序逻辑判断输入信号的状态，并控制输出模块输出相应的控制信号。 5.简述PLC编程语言的种类以及各自的特点。 解析： PLC常见的编程语言包括梯形图（Ladder Diagram）、指令列表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）和结构化文本（Structured Text）。每种语言适用于不同的应用场景，如梯形图适合逻辑控制，结构化文本适合复杂的算法和数学运算。 四.课内练习与讲解 6.什么是梯形图（Ladder Diagram）？它为什么被广泛应用于PLC编程中？ 解析： 梯形图是一种图形化的编程语言，模拟了继电器逻辑控制电路的工作原理，易于理解和学习，因此被广泛应用于工业控制中。 四.课内练习与讲解 7.功能块图（Function Block Diagram）在PLC编程中的作用是什么？举例说明。 解析： 功能块图通过图形化的块表示和连接来表达程序逻辑，可重复使用，提高了编程的模块化和可维护性。例如，用功能块图编程一个温度控制系统，包括传感器模块、控制逻辑和执行模块。 8.什么是PLC的输入模块和输出模块？它们的主要功能是什么？ 解析： 输入模块用于接收外部传感器或开关等信号输入到PLC系统中，输出模块用于控制执行器（如电动阀门、电机等）根据PLC的输出信号动作。它们起到了桥梁作用，连接外部设备与PLC系统。 四.课内练习与讲解 9.结构化文本（Structured Text）与指令列表（Instruction List）的编程方式有何不同？分别适用于哪些应用场景？ 解析： 结构化文本类似于传统编程语言，适合复杂的算法和数学运算，而指令列表类似于汇编语言，更接近硬件操作，适合处理低级别的控制任务和性能要求较高的场景。 四.课内练习与讲解 10.PLC系统中的中央处理器（CPU）扮演着怎样的角色？它是如何处理输入信号并控制输出的？ 解析： 中央处理器（CPU）是PLC的核心组件，负责执行存储在其中的控制程序。它通过扫描输入模块接收的信号状态，根据预设的逻辑判断条件进行处理，然后输出控制信号给输出模块，从而实现对外部设备的控制。 11.在PLC的梯形图编程中，怎样用逻辑元件（如与门、或门、非门）实现复杂的控制逻辑？举例说明。 解析： 逻辑元件在梯形图中用于构建复杂的逻辑关系，例如通过与门实现多个条件同时满足时才输出信号。 四.课内练习与讲解 12.什么是PLC系统中的数据寄存器？它们在控制过程中起到什么作用？ 解析： 数据寄存器是PLC中用于存储数据的内部存储单元，通常用来存储程序运行中的中间结果、计数器值、定时器数值等信息。它们在控制过程中起到临时存储和传递数据的作用，能够帮助程序实现复杂的逻辑控制和数据处理功能。 四.课内练习与讲解 五.课程小结 在本节课中，我们了解了数控铣床和加工中心的输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制装置以及机床本体的结构。我们深入掌握了数控铣床和加工中心的工作原理、分类及特点，包括其自动化程度、加工精度、加工效率等方面。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解数控铣床和加工中心的运行原理和特点，为日后的实际应用提供基础。 中央处理器（CPU）：负责处理输入信号的逻辑运算，并执行程序控制动作。 输入模块：接收外部传感器或开关输入的信号，并转换为数字信号。 输出模块：控制外部执行器或设备，根据程序输出控制信号。 存储器：存储PLC程序和运行时数据。 通信模块：连接外部设备或其他PLC系统，实现数据交换和通信。 输入阶段：输入模块接收外部信号，转换为数字信号送入CPU。 处理阶段：CPU根据预设程序进行逻辑处理和数据操作。 五.课程小结 重点复习知识点 1.存储容量：存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量大，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容量为几万字。 2.1/0 点数：输入/输出(I/0)点数是 PLC 可以接收的输入信号和输出信号的总和，是衡量 PLC 性能的重要指标。I/0点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。 3.扫描速度：扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。S7-200系列PLC布尔量执行速度为0.22ws/指令。 感谢观看 $$