第8章 习题参考答案
1.
答：为防止两个接触器同时通电造成短路，在软件设计中，采取用2个输出继电器的常闭触点互相切断对方的输出继电器，则称为软互锁；其特点是从程序上保证了正、反转两个接触器不会同时通电动作。
在PLC输出端，正、反转两个接触器的硬件连接上，采用常闭触点互相切断对方接触器的线圈，这种构成的互锁称为外部硬互锁。其特点是防止接触器因质量不好或发生触点熔焊，造成正、反转换接时触点未按要求断开；也可以防止PLC内部发生运算错误，导致正、反转两个接触器同时通电动作，造成主电路短路。 2.
答：人机界面就是人与硬件（计算机、PLC等）、控制软件之间实现信息交互的操作界面，由硬件和软件构成。用户可以通过人机界面与计算机、PLC进行信息交换，向PLC控制系统输入数据、信息和控制命令；而PLC控制系统又可通过人机界面，在可编程终端、计算机上传送控制系统的数据和有关信息给用户。每一个控制系统的功能不同，所需要交流的数据和信息就不同，因此需要的人机界面也不同，所以需要根据系统的控制需求来进行人机界面的设计。 3.
答： 1系统需要启动按钮个、停止按钮1个，共计2个开关量输入。 系统需要3个接触器来控制三台电动机，共计3个开关量输出。
选择CPU224即可以满足控制需求。输入、输出端口分配如表1所示。 表1 输入/输出分配表 输 入 输入端子 输入元件 SB0 SB1 作 用 启动按钮 停止按钮 输出端子 输 出 输出元件 接触器KM1 接触器KM2 接触器KM3 控制对象 电动机M1 电动机M2 电动机M3 依据I/O分配表，进行PLC外部接线如图1所示。
梯形图程序如下。 4.
答：选择A/D转换模块EM231和D/A主模块EM232各一个。2点模拟量输入接AIW0通道和AIW2通道，每个输入通道采集10次，取平均值作为采样值；模拟量输出送AQW0通道，当外部输入信号有效时开始采集、输出。
编程如下。
5.
答：本设计只考虑电梯轿厢外的呼叫信号，电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。
设计输入信号：每层楼设有呼叫按钮SB1～SB3，用以选择需停靠的楼层；SQ1～SQ3为各层到位行程开关。
设计输出信号：楼层指示灯HL1、HL2、HL3，每层呼叫指示灯 HL4、HL5、HL6；KM1电梯上升接触器，KM2电梯下降接触器
共需要输入信号6个，输出信号8个。选择S7-200 PLC CPU224 SQ1、SQ2、SQ3分别接主机的输入点、、；层呼叫按钮SB1、SB2、SB3分别接主机的输入点、、；楼层指示灯ＨL1、ＨL2、ＨL3分别接主机的输出点、、；KM1、KM2分别接主机的输出点、；层呼叫指示灯HL4、HL5、HL6分别接主机的输出点、、。输入、输出信号端口分配如表所示。
表1 I/O分配表
输入信号 输入端子 输入元件 SQ3 SQ2 SQ1 SB3 SB2 SB1 功能说明 三层行程开关 二层行程开关 一层行程开关 三层呼叫按钮 二层呼叫按钮 一层呼叫按钮 输出信号 输出端子 输出元件 HL3 HL2 HL1 KM1 KM2 HL6 HL5 HL4 功能说明 三层指示灯 二层指示灯 一层指示灯 电梯上升 电梯下降 三层呼叫指示灯 二层呼叫指示灯 一层呼叫指示灯
依据I/O分配表进行PLC的外部接线如图所示。
编写梯形图程如下。
6.
答：设置输入信号： SB1为正向启动按钮，SB2为反向启动按钮，SB3为外部设置循环次数的按钮（SB3接通的次数即为送料装置的循环次数），SB4为停止按钮；SA1为程序置数和外部置数的选择开关，接通时为外部设置循环置数。SA2为点动和自动的选择开关；SQ1、SQ2、SQ3为原位、A处、B处的到位行程开关。
设置输出信号：接触器KM1控制送料车前进，接触器KM2控制送料车后退。 共需要输入信号10个，输出信号2个。
选择S7-200 PLC CPU224，其I/O 分配如表所示。PLC外部接线如图所示。 表1 I/O分配表
输入信号 输入端子 输入元件 SB1 SB2 SQ1 SQ2 SQ3 SA2-1 SA2-2 SB3 SB4 SA1 功能说明 正向启动按钮 反向启动按钮 原位行程开关 A处行程开关 B处行程开关 点动有效选择开关 自动有效选择开关 设置循环次数按钮 停止按钮 外部置数选择开关 输出信号 输出端子 输出元件 KM1 KM2 功能说明 送料车前进 送料车后退
编写梯形图如下：
7. 答：（1） 8组抢答器使用SB1-SB8抢答按钮，主持人使用开始抢答按钮SB9、复位按钮SB10。
主持人复位按钮用于显示器及抢答信号有效复位。
七段数码管显示器的每一段分配一个输出信号，蜂鸣器及违规指示灯各一个输出信号。 因此总共需要输入信号10个，输出信号9个。选择S7-200 PLC CPU224 输入、输出信号端口分配如表所示。
表1 I/O端口分配
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