第四十七节 PLC功能与应用《电工技术模块》湖南省（对口招生）电工电子类 知识点讲解

湖南省（对口招生）电工电子类《电工技术模块》知识点讲解 PLC功能与应用 【考纲要求】 1.识记 PLC 定时器、计数器的类型、编号及工作原理，掌握核心指令格式与参数计算方法。 2.掌握 PLC 典型控制程序（自锁、互锁、顺序控制）的设计方法，能编写电机启停、正反转、星三角降压启动等常用程序。 3.能分析 PLC 控制电路的常见故障并提出排除方法，具备基础的程序调试与问题解决能力。 4.了解 PLC 在工业控制中的典型应用场景，能根据实际需求选择合适的控制方案。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点 1 PLC 定时器与计数器应用 1.定时器（TON/TOF/TONR） · 通用定时器（TON）：当输入条件满足时开始计时，当前值等于设定值时，定时器触点动作。断电后当前值清零，触点复位。 · 积算定时器（TONR）：输入条件满足时计时，输入断开时当前值保持。需用 RST 指令复位当前值和触点。 2.时基与编号（三菱 FX 系列）： 3. 1ms 时基：T246-T249（共 4 点） · 10ms 时基：T200-T245（共 46 点） · 100ms 时基：T0-T199（共 200 点） 3.定时时间计算：定时时间 = 设定值 K × 时基。例如：T0 K100，定时时间 = 100×100ms=10s。 · 计数器（CTU/CTD/CTUD） · 16 位增计数器（CTU）：每来一个上升沿计数一次，当前值等于设定值时触点动作。断电后当前值清零（C0-C99 为通用型，C100-C199 为断电保持型）。 4.32 位增减计数器（CTUD）：可通过特殊辅助继电器设置增 / 减计数模式，计数范围为 - 2147483648~+2147483647。 · 复位指令：所有计数器均需用 RST 指令复位当前值和触点。 高频考点与易错提醒 · 高频考点：定时时间与计数次数的计算、定时器 / 计数器的复位方式、断电保持功能的应用。 · 易错提醒： · 积算定时器不能自动复位，必须使用 RST 指令，否则当前值会一直累加。 · 计数器的计数脉冲是上升沿有效，即输入从 OFF 变为 ON 时计数一次。 · 断电保持型计数器（C100-C199）断电后当前值保持，上电后继续计数，需手动复位。 【练习题】 一、单项选择题 1.三菱 FX 系列 PLC 中，100ms 时基的通用定时器编号是（ ） A. T0-T199 B. T200-T245 C. T246-T249 D. T250-T255 2.定时器 T0 K50 的定时时间为（ ） A. 0.5s B. 5s C. 50s D. 500s 3.积算定时器的复位指令是（ ） A. LD B. OUT C. RST D. SET 4.三菱 FX 系列 16 位通用计数器的计数范围是（ ） A. 0-32767 B. 1-32767 C. 0-65535 D. 1-65535 5.下列定时器中，断电后当前值保持的是（ ） A. T0 B. T100 C. T200 D. T246 6.计数器 C0 K10，当计数脉冲到来（ ）次时，C0 触点动作 A. 9 B. 10 C. 11 D. 12 7.三菱 FX 系列 PLC 中，10ms 时基的定时器编号是（ ） A. T0-T199 B. T200-T245 C. T246-T249 D. T250-T255 8.下列关于计数器的说法，错误的是（ ） A. 计数器的计数脉冲是上升沿有效 B. 通用计数器断电后当前值清零 C. 断电保持型计数器无需复位 D. 计数器需用 RST 指令复位 9.定时器 T246 K100 的定时时间为（ ） A. 0.1s B. 1s C. 10s D. 100s 10.要实现断电后仍能保持计数状态，应选用（ ） A. 通用定时器 B. 积算定时器 C. 通用计数器 D. 断电保持型计数器 二、填空题 1.PLC 定时器按工作方式可分为（ ）定时器和（ ）定时器。 2.三菱 FX 系列 PLC 中，1ms 时基的定时器编号是（ ）。 3.定时器 T10 K200 的定时时间为（ ）s。 4.计数器按计数方式可分为（ ）计数器和（ ）计数器。 5.16 位增计数器的最大计数值为（ ）。 6.复位定时器和计数器的指令是（ ）。 7.积算定时器输入断开时，当前值（ ），需用（ ）指令复位。 8.计数器 C5 K20，当计数到（ ）时，触点动作。 9.通用计数器断电后，当前值（ ），触点（ ）。 10.定时器的定时时间等于（ ）乘以（ ）。 三、综合题 1.简述通用定时器和积算定时器的工作原理及区别。 2.计算下列定时器的定时时间： （1）T0 K150 （2）T200 K50 （3）T246 K200 3.设计一个 PLC 程序，实现按下启动按钮后，电机延时 5s 启动，按下停止按钮后立即停止。 4.设计一个计数报警程序，当产品数量达到 100 个时，报警灯亮，按下复位按钮后报警灯熄灭。 【答案】 一、单项选择题 1.A 2. B 3. C 4. B 5. D 6. B 7. B 8. C 9. A 10. D 二、填空题 1.通用；积算 2.T246-T249 3.20 4.增；增减 5.32767 6.RST 7.保持；RST 8.20 9.清零；复位 10.设定值；时基 三、综合题 1.答：通用定时器（TON）：输入条件满足时开始计时，当前值等于设定值时触点动作。输入断开或断电时，当前值清零，触点复位。 积算定时器（TONR）：输入条件满足时计时，输入断开时当前值保持。输入再次接通时，继续计时。需用 RST 指令复位当前值和触点。 区别：通用定时器断电或输入断开时自动复位；积算定时器断电或输入断开时当前值保持，需手动复位。 2.答：（1）T0 为 100ms 时基，定时时间 = 150×100ms=15s （2）T200 为 10ms 时基，定时时间 = 50×10ms=0.5s （3）T246 为 1ms 时基，定时时间 = 200×1ms=0.2s 3.答：梯形图指令如下： LD X000 // 启动按钮 OR Y000 // 自锁 ANI X001 // 停止按钮 OUT T0 K50 // 延时 5s LD T0 OUT Y000 // 电机启动 4.答：梯形图指令如下： LD X000 // 产品检测传感器 CTU C0 K100 // 计数 100 次 LD C0 OUT Y000 // 报警灯亮 LD X001 // 复位按钮 RST C0 // 复位计数器 RST Y000 // 复位报警灯 考点 2 PLC 典型控制程序设计与故障分析 1.基本控制环节 自锁电路：利用接触器自身的常开触点与启动按钮并联，实现松开启动按钮后电路仍保持通电。 互锁电路：利用接触器的常闭触点相互串联在对方的控制回路中，防止两个接触器同时通电造成短路。分为电气互锁和机械互锁。 两地控制：将多个启动按钮并联，多个停止按钮串联，实现多个地点对同一设备的控制。 2.常用控制程序 电机正反转控制：通过两个接触器分别控制电机的正转和反转，必须设置互锁电路防止电源短路。 星三角降压启动：启动时电机定子绕组接成星形，降低启动电压，延时后切换为三角形接法，实现全压运行。 顺序启动控制：多台电机按预定顺序启动，前一台电机启动后，后一台电机才能启动。 3.常见故障分析 程序故障：逻辑错误（如自锁触点接成常闭）、指令错误（如 OUT 写成 SET）、定时器 / 计数器参数设置错误。 硬件故障：接线错误（如输入输出接反）、元件损坏（如按钮、接触器故障）、电源故障。 4.高频考点与易错提醒 高频考点：自锁与互锁电路的设计、电机正反转控制程序、星三角降压启动程序、常见故障分析与排除。 易错提醒： 电机正反转控制必须同时设置电气互锁和机械互锁，否则可能发生电源短路。 星三角降压启动的延时时间应根据电机功率调整，一般为 5-10s。 两地控制中，启动按钮必须并联，停止按钮必须串联，不能接反。 【练习题】 一、单项选择题 1.自锁电路利用的是接触器的（ ） A. 常开触点 B. 常闭触点 C. 主触点 D. 辅助触点 2.互锁电路的作用是（ ） A. 防止电机过载 B. 防止两个接触器同时通电 C. 实现电机延时启动 D. 实现两地控制 3.两地控制中，启动按钮应（ ） A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 任意连接 4.电机正反转控制中，两个接触器的常闭触点应（ ） A. 并联在对方的控制回路中 B. 串联在对方的控制回路中 C. 并联在自身的控制回路中 D. 串联在自身的控制回路中 5.星三角降压启动的目的是（ ） A. 提高电机转速 B. 降低启动电流 C. 提高电机功率 D. 降低电机电压 6.星三角降压启动时，电机定子绕组首先接成（ ） A. 星形 B. 三角形 C. 星形或三角形 D. 以上都不对 7.顺序启动控制中，后一台电机的启动条件是（ ） A. 按下启动按钮 B. 前一台电机启动 C. 按下停止按钮 D. 延时时间到 8.下列故障中，属于程序故障的是（ ） A. 按钮损坏 B. 接触器线圈烧坏 C. 自锁触点接成常闭 D. 电源断电 9.电机不能自锁的原因可能是（ ） A. 停止按钮损坏 B. 自锁触点接触不良 C. 互锁触点接反 D. 电机过载 10.星三角降压启动中，延时切换的元件是（ ） A. 定时器 B. 计数器 C. 接触器 D. 继电器 二、填空题 1.自锁电路是将接触器的（ ）触点与启动按钮（ ）。 2.互锁电路分为（ ）互锁和（ ）互锁。 3.两地控制中，停止按钮应（ ）连接。 4.电机正反转控制中，必须设置（ ）电路，防止电源短路。 5.星三角降压启动适用于（ ）运行的三相异步电动机。 6.顺序启动控制中，前一台电机的（ ）触点串联在后一台电机的控制回路中。 7.PLC 控制电路的故障分为（ ）故障和（ ）故障。 8.电机不能启动的硬件原因可能是（ ）、（ ）或（ ）。 9.星三角降压启动的延时时间一般为（ ）s。 10.程序故障主要包括（ ）错误、（ ）错误和（ ）错误。 三、综合题 1.画出电机单向运行的自锁控制梯形图，并写出指令表。 2.设计一个电机正反转控制的 PLC 程序，要求具有电气互锁和机械互锁功能。 3.设计一个两台电机顺序启动的程序，要求 M1 启动 5s 后 M2 自动启动，停止时 M2 先停止，3s 后 M1 自动停止。 4.分析电机正反转控制中，按下正转按钮电机不转的可能原因及排除方法。 【答案】 一、单项选择题 1.A 2. B 3. B 4. B 5. B 6. A 7. B 8. C 9. B 10. A 二、填空题 1.常开；并联 2.电气；机械 3.串联 4.互锁 5.三角形接法 6.常开 7.程序；硬件 8.电源故障；接线错误；元件损坏 9.5-10 10.逻辑；指令；参数设置 三、综合题 1.答：梯形图指令如下： LD X000 // 启动按钮 OR Y000 // 自锁 ANI X001 // 停止按钮 OUT Y000 // 电机接触器 2.答：梯形图指令如下： LD X000 // 正转启动按钮 OR Y000 // 正转自锁 ANI X002 // 停止按钮 ANI Y001 // 反转互锁 OUT Y000 // 正转接触器 LD X001 // 反转启动按钮 OR Y001 // 反转自锁 ANI X002 // 停止按钮 ANI Y000 // 正转互锁 OUT Y001 // 反转接触器 3.答：梯形图指令如下： LD X000 // 总启动按钮 OR Y000 // M1 自锁 ANI X001 // 总停止按钮 OUT Y000 // M1 启动 OUT T0 K50 // 延时 5s LD T0 OR Y001 // M2 自锁 ANI T1 // M2 停止条件 OUT Y001 // M2 启动 LD X001 // 总停止按钮 OUT T1 K30 // 延时 3s LD T1 RST Y000 // M1 停止 4.答：可能原因及排除方法： （1）电源故障：检查 PLC 电源和电机电源是否正常，接通电源。 （2）接线错误：检查正转按钮、接触器线圈的接线是否正确，重新接线。 （3）元件损坏：检查正转按钮、接触器线圈是否损坏，更换损坏元件。 （4）程序错误：检查程序中自锁、互锁逻辑是否正确，修改程序。 （5）互锁触点接反：检查反转接触器的常闭互锁触点是否接反，调整接线。 【真题演练】 1.设计一个 PLC 控制的电机星三角降压启动程序，要求启动时电机接成星形，延时 6s 后自动切换为三角形运行，按下停止按钮电机立即停止。请画出梯形图并写出指令表。 答案： LD X000 // 启动按钮 OR Y000 // 主接触器自锁 ANI X001 // 停止按钮 OUT Y000 // 主接触器KM1 OUT T0 K60 // 延时6s LD T0 ANI Y002 // 星形接触器互锁 OUT Y001 // 三角形接触器KM3 LD Y000 ANI T0 // 延时到断开星形 ANI Y001 // 三角形接触器互锁 OUT Y002 // 星形接触器KM2 解析：本题考查星三角降压启动的 PLC 程序设计，核心是利用定时器实现星形到三角形的延时切换，同时必须设置 KM2 和 KM3 的互锁，防止电源短路。这是湖南省对口招生 PLC 模块的高频考点，要求考生熟练掌握基本控制环节的组合应用。 2.三菱 FX 系列 PLC 中，定时器 T200 K120 的定时时间为（ ） A. 1.2s B. 12s C. 120s D. 0.12s 答案：A 解析：T200 属于 10ms 时基的定时器，定时时间 = 设定值 × 时基 = 120×10ms=1200ms=1.2s。本题考查定时器的时基与定时时间计算，是 PLC 基础考点，考生需牢记不同编号定时器对应的时基。 3.某 PLC 控制的电机单向运行电路，按下启动按钮电机转动，松开启动按钮电机立即停止。分析故障原因并提出排除方法。 答案：故障原因：自锁电路故障，可能是自锁触点接触不良或自锁接线断开。 排除方法：检查接触器的常开自锁触点是否接触良好，重新连接自锁接线；若触点损坏，更换接触器。 解析：本题考查 PLC 控制电路的常见故障分析，自锁电路是最基本也是最容易出现故障的环节。考生需掌握基本控制环节的工作原理，能根据故障现象快速定位故障点。 4.设计一个两地控制电机启停的 PLC 程序，要求在甲地和乙地都能独立控制电机的启动和停止。请画出梯形图。 答案： LD X000 // 甲地启动按钮 OR X001 // 乙地启动按钮 OR Y000 // 自锁 ANI X002 // 甲地停止按钮 ANI X003 // 乙地停止按钮 OUT Y000 // 电机接触器 解析：本题考查两地控制电路的设计，核心是启动按钮并联、停止按钮串联。这是工业控制中常用的控制方式，也是对口招生考试的常考题型，要求考生能灵活运用基本控制环节解决实际问题。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $