《电器与PLC控制技术》（高教版）第三章 PLC的基本概况 章节过关卷

《电器与PLC控制技术》高教社 第三章 PLC的基本概况 章节过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 姓名 班级 学号 1 一、选择题（每小题3分，共60分。每小题中只有一个选项是正确的，请将正确答案填在括号内。） 1.PLC 的英文全称是（ ） A. Programmable Logic Controller B. Personal Logic Computer C. Process Line Control D. Programmable Linear Controller 2.世界上第一台 PLC 诞生于哪一年（ ） A. 1968 年 B. 1969 年 C. 1970 年 D. 1971 年 3.下列不属于 PLC 核心特点的是（ ） A. 可靠性高、抗干扰能力强 B. 编程简单、易于掌握 C. 功能单一、仅能实现逻辑控制 D. 体积小、能耗低、安装维护方便 4.PLC 控制系统与传统继电器控制系统相比，最大的优势在于（ ） A. 硬件成本更低 B. 控制逻辑通过软件实现，修改灵活 C. 响应速度更快 D. 不需要电源即可工作 5.PLC 的核心组成部分是（ ） A. 输入单元 B. 输出单元 C. 中央处理单元（CPU） D. 电源单元 6.PLC 中，用于存储用户编写的控制程序的存储器是（ ） A. ROM B. RAM C. EPROM D. EEPROM 7.PLC 的工作方式是（ ） A. 中断工作方式 B. 并行工作方式 C. 循环扫描工作方式 D. 随机工作方式 8.在 PLC 的一个扫描周期中，首先执行的阶段是（ ） A. 程序执行阶段 B. 输入采样阶段 C. 输出刷新阶段 D. 通信处理阶段 9.下列关于 PLC 扫描周期的说法，正确的是（ ） A. 扫描周期是固定不变的 B. 扫描周期与用户程序的长度无关 C. 扫描周期包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段 D. 扫描周期越短，系统响应速度越慢 10.PLC 数字量输入单元的主要作用是（ ） A. 将现场的模拟信号转换为 PLC 能处理的数字信号 B. 将 PLC 内部的数字信号转换为现场设备能接收的模拟信号 C. 将现场的开关量信号转换为 PLC 内部的电平信号 D. 将 PLC 内部的电平信号转换为现场设备能接收的开关量信号 11.下列属于 PLC 数字量输入设备的是（ ） A. 接触器 B. 电磁阀 C. 按钮 D. 指示灯 12.PLC 数字量输出单元中，适用于高频通断、寿命长的输出类型是（ ） A. 继电器输出 B. 晶体管输出 C. 晶闸管输出 D. 以上都是 13.PLC 数字量输出单元中，可直接驱动交流负载的输出类型是（ ） A. 继电器输出和晶体管输出 B. 继电器输出和晶闸管输出 C. 晶体管输出和晶闸管输出 D. 仅继电器输出 14.模拟量输入单元的主要功能是（ ） A. 将连续变化的模拟量转换为 PLC 能处理的数字量 B. 将 PLC 内部的数字量转换为连续变化的模拟量 C. 将开关量信号转换为模拟量信号 D. 将模拟量信号转换为开关量信号 15.下列信号中，属于模拟量信号的是（ ） A. 按钮的通断信号 B. 接触器的吸合信号 C. 温度传感器的输出信号 D. 指示灯的亮灭信号 16.PLC 的电源单元主要为以下哪个部分提供工作电源（ ） A. CPU 和存储器 B. 输入单元 C. 输出单元 D. 以上都是 17.下列不属于 PLC 应用领域的是（ ） A. 开关量逻辑控制 B. 模拟量控制 C. 运动控制 D. 文字处理 18.在 PLC 的存储器中，用于存储 PLC 系统程序的是（ ） A. RAM B. ROM C. EEPROM D. 硬盘 19.当 PLC 处于运行模式时，其工作过程是（ ） A. 只执行输入采样阶段 B. 只执行程序执行阶段 C. 只执行输出刷新阶段 D. 循环执行输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段 20.下列关于 PLC 输入 / 输出单元的说法，错误的是（ ） A. 输入单元具有光电隔离作用，提高系统抗干扰能力 B. 输出单元具有功率放大作用，可直接驱动现场设备 C. 数字量输入单元只能接收直流电压信号 D. 模拟量输出单元可输出 4~20mA 标准电流信号 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21. PLC 只能实现逻辑控制，不能进行数据处理和模拟量控制。（ ） 22.PLC 采用循环扫描的工作方式，扫描周期是固定不变的。（ ） 23.在 PLC 的输入采样阶段，CPU 会一次性读取所有输入端子的状态并存储到输入映像寄存器中。（ ） 24.PLC 的输出刷新阶段是在程序执行完毕后，将输出映像寄存器的状态一次性送到输出锁存器中。（ ） 25.继电器输出型 PLC 可直接驱动交流和直流负载，且通断频率高、寿命长。（ ） 26.PLC 的输入单元和输出单元都具有光电隔离作用，可有效防止外部干扰信号进入 PLC 内部。（ ） 27.PLC 的系统程序由用户编写和修改，用于实现具体的控制功能。（ ） 28.模拟量输出单元可将 PLC 内部的数字量转换为 4\20mA 或 0\10V 等标准模拟信号。（ ） 29.PLC 的可靠性高，平均无故障时间可达数万小时以上。（ ） 30.在 PLC 程序执行阶段，输入信号的变化会立即影响程序的执行结果。（ ） 三、简答题 (每小题 4 分，共 12 分） 31. 简述PLC的定义及主要特点。 32.简述PLC的基本硬件组成及各部分的主要功能。 33.简述 PLC 循环扫描工作方式的三个主要阶段及各阶段的工作内容。 四、论述题（共 8 分） 34. 试比较 PLC 控制系统与传统继电器控制系统的区别，并说明 PLC 控制系统的优势。 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 $ 《电器与PLC控制技术》高教社 第三章 PLC的基本概况 章节过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 姓名 班级 学号 1 一、选择题（每小题3分，共60分。每小题中只有一个选项是正确的，请将正确答案填在括号内。） 1.PLC 的英文全称是（ ） A. Programmable Logic Controller B. Personal Logic Computer C. Process Line Control D. Programmable Linear Controller 【答案】A 【解析】PLC 是可编程逻辑控制器的英文缩写，全称为 Programmable Logic Controller，是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统。 2.世界上第一台 PLC 诞生于哪一年（ ） A. 1968 年 B. 1969 年 C. 1970 年 D. 1971 年 【答案】B 【解析】1969 年，美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程逻辑控制器，用于美国通用汽车公司的汽车装配生产线，开创了工业控制的新纪元。 3.下列不属于 PLC 核心特点的是（ ） A. 可靠性高、抗干扰能力强 B. 编程简单、易于掌握 C. 功能单一、仅能实现逻辑控制 D. 体积小、能耗低、安装维护方便 【答案】C 【解析】现代 PLC 不仅能实现逻辑控制，还具备数据处理、模拟量控制、运动控制、通信联网等多种功能，功能强大且应用广泛。 4.PLC 控制系统与传统继电器控制系统相比，最大的优势在于（ ） A. 硬件成本更低 B. 控制逻辑通过软件实现，修改灵活 C. 响应速度更快 D. 不需要电源即可工作 【答案】B 【解析】传统继电器控制系统的控制逻辑由硬件接线实现，修改困难；PLC 的控制逻辑通过程序软件实现，无需改变硬件接线即可修改控制功能，灵活性和通用性极强。 5.PLC 的核心组成部分是（ ） A. 输入单元 B. 输出单元 C. 中央处理单元（CPU） D. 电源单元 【答案】C 【解析】中央处理单元（CPU）是 PLC 的大脑，负责接收并存储用户程序和数据，执行运算和逻辑判断，控制整个系统的运行。 6.PLC 中，用于存储用户编写的控制程序的存储器是（ ） A. ROM B. RAM C. EPROM D. EEPROM 【答案】D 【解析】EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）用于存储用户程序和重要参数，可在线修改和擦除，断电后数据不会丢失。 7.PLC 的工作方式是（ ） A. 中断工作方式 B. 并行工作方式 C. 循环扫描工作方式 D. 随机工作方式 【答案】C 【解析】PLC 采用循环扫描的工作方式，一个扫描周期主要包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，循环往复地执行。 8.在 PLC 的一个扫描周期中，首先执行的阶段是（ ） A. 程序执行阶段 B. 输入采样阶段 C. 输出刷新阶段 D. 通信处理阶段 【答案】B 【解析】PLC 扫描周期的顺序为：输入采样→程序执行→输出刷新，首先对所有输入端子的状态进行采样并存储到输入映像寄存器中。 9.下列关于 PLC 扫描周期的说法，正确的是（ ） A. 扫描周期是固定不变的 B. 扫描周期与用户程序的长度无关 C. 扫描周期包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段 D. 扫描周期越短，系统响应速度越慢 【答案】C 【解析】PLC 的扫描周期不是固定的，主要取决于用户程序的长度和 CPU 的运算速度；扫描周期越短，系统响应速度越快。 10.PLC 数字量输入单元的主要作用是（ ） A. 将现场的模拟信号转换为 PLC 能处理的数字信号 B. 将 PLC 内部的数字信号转换为现场设备能接收的模拟信号 C. 将现场的开关量信号转换为 PLC 内部的电平信号 D. 将 PLC 内部的电平信号转换为现场设备能接收的开关量信号 【答案】C 【解析】数字量输入单元用于接收现场的开关量信号（如按钮、行程开关、接近开关等），并将其转换为 PLC 内部 CPU 能处理的电平信号。 11.下列属于 PLC 数字量输入设备的是（ ） A. 接触器 B. 电磁阀 C. 按钮 D. 指示灯 【答案】C 【解析】按钮、行程开关、接近开关等属于数字量输入设备；接触器、电磁阀、指示灯等属于数字量输出设备。 12.PLC 数字量输出单元中，适用于高频通断、寿命长的输出类型是（ ） A. 继电器输出 B. 晶体管输出 C. 晶闸管输出 D. 以上都是 【答案】B 【解析】晶体管输出型 PLC 响应速度快、通断频率高、寿命长，适用于直流负载和高频通断的场合；继电器输出适用于交直流负载，但通断频率低、寿命较短。 13.PLC 数字量输出单元中，可直接驱动交流负载的输出类型是（ ） A. 继电器输出和晶体管输出 B. 继电器输出和晶闸管输出 C. 晶体管输出和晶闸管输出 D. 仅继电器输出 【答案】B 【解析】继电器输出可驱动交流和直流负载；晶闸管输出专门用于驱动交流负载；晶体管输出只能驱动直流负载。 14.模拟量输入单元的主要功能是（ ） A. 将连续变化的模拟量转换为 PLC 能处理的数字量 B. 将 PLC 内部的数字量转换为连续变化的模拟量 C. 将开关量信号转换为模拟量信号 D. 将模拟量信号转换为开关量信号 【答案】A 【解析】模拟量输入单元（AI）用于将现场连续变化的模拟信号（如温度、压力、流量等）转换为 PLC 内部 CPU 能处理的数字信号。 15.下列信号中，属于模拟量信号的是（ ） A. 按钮的通断信号 B. 接触器的吸合信号 C. 温度传感器的输出信号 D. 指示灯的亮灭信号 【答案】C 【解析】温度、压力、流量、液位等连续变化的信号属于模拟量信号；按钮、接触器、指示灯等的通断信号属于数字量（开关量）信号。 16.PLC 的电源单元主要为以下哪个部分提供工作电源（ ） A. CPU 和存储器 B. 输入单元 C. 输出单元 D. 以上都是 【答案】A 【解析】PLC 的电源单元主要为 CPU、存储器和内部电路提供稳定的直流工作电源；输入输出单元的电源通常需要外部单独提供。 17.下列不属于 PLC 应用领域的是（ ） A. 开关量逻辑控制 B. 模拟量控制 C. 运动控制 D. 文字处理 【答案】D 【解析】PLC 广泛应用于开关量逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、通信联网等工业控制领域，不具备文字处理功能。 18.在 PLC 的存储器中，用于存储 PLC 系统程序的是（ ） A. RAM B. ROM C. EEPROM D. 硬盘 【答案】B 【解析】ROM（只读存储器）用于存储 PLC 的系统程序，包括操作系统、指令解释程序等，由生产厂家固化，用户不能修改。 19.当 PLC 处于运行模式时，其工作过程是（ ） A. 只执行输入采样阶段 B. 只执行程序执行阶段 C. 只执行输出刷新阶段 D. 循环执行输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段 【答案】D 【解析】PLC 处于运行模式时，会按照输入采样→程序执行→输出刷新的顺序不断循环扫描，实现对现场设备的控制。 20.下列关于 PLC 输入 / 输出单元的说法，错误的是（ ） A. 输入单元具有光电隔离作用，提高系统抗干扰能力 B. 输出单元具有功率放大作用，可直接驱动现场设备 C. 数字量输入单元只能接收直流电压信号 D. 模拟量输出单元可输出 4~20mA 标准电流信号 【答案】C 【解析】数字量输入单元有直流输入型和交流输入型两种，可分别接收直流电压信号和交流电压信号。 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21. PLC 只能实现逻辑控制，不能进行数据处理和模拟量控制。（ ） 【答案】B 【解析】现代 PLC 不仅能实现逻辑控制，还具备强大的数据处理、模拟量控制、运动控制、通信联网等功能，是一种多功能的工业控制计算机。 22.PLC 采用循环扫描的工作方式，扫描周期是固定不变的。（ ） 【答案】B 【解析】PLC 的扫描周期不是固定的，主要取决于用户程序的长度、CPU 的运算速度以及系统的通信任务等因素。 23.在 PLC 的输入采样阶段，CPU 会一次性读取所有输入端子的状态并存储到输入映像寄存器中。（ ） 【答案】A 【解析】输入采样阶段，CPU 对所有输入端子进行扫描，将各输入点的状态存入输入映像寄存器，在本扫描周期内，输入映像寄存器的内容保持不变。 24.PLC 的输出刷新阶段是在程序执行完毕后，将输出映像寄存器的状态一次性送到输出锁存器中。（ ） 【答案】A 【解析】输出刷新阶段，CPU 将输出映像寄存器中所有输出继电器的状态一次性传送到输出锁存器，驱动相应的外部负载工作。 25.继电器输出型 PLC 可直接驱动交流和直流负载，且通断频率高、寿命长。（ ） 【答案】B 【解析】继电器输出型 PLC 可驱动交流和直流负载，但通断频率低、机械寿命短，适用于低频通断的场合。 26.PLC 的输入单元和输出单元都具有光电隔离作用，可有效防止外部干扰信号进入 PLC 内部。（ ） 【答案】A 【解析】光电隔离是 PLC 提高抗干扰能力的重要措施，输入单元和输出单元都采用光电耦合器，实现 PLC 内部电路与外部现场电路的电气隔离。 27.PLC 的系统程序由用户编写和修改，用于实现具体的控制功能。（ ） 【答案】B 【解析】PLC 的系统程序由生产厂家编写并固化在 ROM 中，用户不能修改；用户程序由用户编写，用于实现具体的控制功能。 28.模拟量输出单元可将 PLC 内部的数字量转换为 4\20mA 或 0\10V 等标准模拟信号。（ ） 【答案】A 【解析】模拟量输出单元（AO）的主要功能是将 PLC 内部的数字量转换为标准的模拟信号（如 4\20mA 电流信号或 0\10V 电压信号），驱动调节阀、变频器等模拟量执行机构。 29.PLC 的可靠性高，平均无故障时间可达数万小时以上。（ ） 【答案】A 【解析】PLC 在硬件和软件上都采取了一系列抗干扰措施，可靠性极高，平均无故障时间（MTBF）通常可达数万小时甚至数十万小时。 30.在 PLC 程序执行阶段，输入信号的变化会立即影响程序的执行结果。（ ） 【答案】B 【解析】在程序执行阶段，CPU 只从输入映像寄存器中读取输入状态，即使此时外部输入信号发生变化，输入映像寄存器的内容也不会改变，因此不会立即影响程序的执行结果，要等到下一个扫描周期的输入采样阶段才会被读取。 三、简答题 (每小题 4 分，共 12 分） 31. 简述PLC的定义及主要特点。 【答案】 PLC（可编程逻辑控制器）是一种专为工业环境应用而设计的数字运算操作电子系统，它采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 的主要特点包括： 1.可靠性高、抗干扰能力强； 2.编程简单、易于掌握； 3.功能完善、通用性强； 4.体积小、能耗低、安装维护方便； 5.设计施工周期短、改造灵活。 32.简述PLC的基本硬件组成及各部分的主要功能。 【答案】 PLC 的基本硬件组成包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入 / 输出（I/O）单元、电源单元和编程器等。 各部分的主要功能： 1.CPU：PLC 的核心，负责接收并存储用户程序和数据，执行运算和逻辑判断，控制整个系统的运行； 2.存储器：分为系统程序存储器和用户程序存储器，系统程序存储器存储 PLC 的操作系统等系统程序，用户程序存储器存储用户编写的控制程序； 3.I/O 单元：连接 PLC 与现场设备的接口，输入单元接收现场信号并转换为 PLC 能处理的信号，输出单元将 PLC 的控制信号转换为现场设备能接收的信号； 4.电源单元：为 PLC 内部电路提供稳定的工作电源； 5.编程器：用于编写、调试、下载和监控用户程序。 33.简述 PLC 循环扫描工作方式的三个主要阶段及各阶段的工作内容。 【答案】PLC 采用循环扫描的工作方式，一个扫描周期主要包括以下三个阶段： 输入采样阶段：CPU 对所有输入端子进行扫描，将各输入点的通断状态存入输入映像寄存器中，在本扫描周期内，输入映像寄存器的内容保持不变； 程序执行阶段：CPU 按从上到下、从左到右的顺序逐条执行用户程序，根据输入映像寄存器的状态和程序逻辑进行运算，并将运算结果写入输出映像寄存器； 输出刷新阶段：CPU 将输出映像寄存器中所有输出继电器的状态一次性传送到输出锁存器，通过输出单元驱动相应的外部负载工作。 四、论述题（共 8 分） 34. 试比较 PLC 控制系统与传统继电器控制系统的区别，并说明 PLC 控制系统的优势。 【答案】 一、PLC 控制系统与传统继电器控制系统的区别 1.控制逻辑实现方式不同 传统继电器控制系统：控制逻辑由硬件接线实现，控制功能固定，修改困难，通用性和灵活性差； PLC 控制系统：控制逻辑通过软件程序实现，无需改变硬件接线即可修改控制功能，通用性和灵活性极强。 2.工作方式不同 传统继电器控制系统：采用并行工作方式，所有继电器同时工作，只要满足条件，多个动作可能同时发生； PLC 控制系统：采用循环扫描的串行工作方式，在一个扫描周期内，CPU 按顺序逐条执行程序，同一时刻只有一个指令在执行。 3.可靠性和寿命不同 传统继电器控制系统：由大量机械触点组成，触点易磨损、粘连，可靠性低，寿命短，且存在触点抖动问题； PLC 控制系统：采用无触点的电子器件，可靠性高，平均无故障时间可达数万小时以上，寿命长，抗干扰能力强。 4.功能不同 传统继电器控制系统：只能实现简单的逻辑控制、定时和计数功能，功能单一； PLC 控制系统：不仅能实现逻辑控制，还具备数据处理、模拟量控制、运动控制、通信联网等多种功能，可实现复杂的控制任务。 5.设计施工和维护不同 传统继电器控制系统：设计复杂，施工周期长，接线繁琐，故障排查困难，维护工作量大； PLC 控制系统：设计简单，施工周期短，接线少，程序可在线调试，故障排查方便，维护工作量小。 二、PLC 控制系统的优势 1.可靠性高、抗干扰能力强：PLC 在硬件和软件上都采取了一系列抗干扰措施，如光电隔离、滤波、故障自诊断等，能在恶劣的工业环境下稳定运行。 2.编程简单、易于掌握：PLC 通常采用梯形图编程语言，与继电器电路图相似，电气技术人员容易学习和掌握。 3.功能完善、通用性强：现代 PLC 具备多种控制功能，可适应不同的工业控制需求，同一台 PLC 可通过修改程序实现不同的控制任务。 4.设计施工周期短、改造灵活：PLC 控制系统的设计和施工可同时进行，大大缩短了工程周期；控制逻辑的修改只需改变程序，无需改变硬件接线，改造非常方便。 5.体积小、能耗低、维护方便：PLC 体积小，重量轻，能耗低，便于安装；具有完善的故障自诊断功能，能快速定位故障，维护方便。 综上所述，PLC 控制系统在可靠性、灵活性、功能和维护等方面都远远优于传统继电器控制系统，已成为现代工业控制的主流设备。 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 $