第3章练习与思考参考答案
3-1 PLC有什么特点?
答：PLC的特点：1）可靠性高，抗干扰能力强；2）通用性强，控制程序可变，使用方便；3）功能强，适应面广；4）编程简单，容易掌握；5）减少了控制系统的设计及施工的工作量；6）体积小、重量轻、功耗低、维护方便。
3-2 PLC与继电接触式控制系统相比有哪些异同?
答：PLC控制系统与统的继电-接触器控制系统（以下称电气控制系统）相比，有许多相似之处，也有许多不同。不同之处主要在以下几个方面：
1）从控制方法上看，电气控制系统控制逻辑采用硬件接线，继电器的触点数量有限，系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了所谓的“软继电器”技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，系统连线少、体积小、功耗小，触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。
2）从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。
3）从控制速度上看，继电器控制系统的工作频率低，机械触点会出现抖动问题。而PLC的速度快， 程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。
4）从定时和计数控制上看，电气控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电气控制系统一般不具备计数功能。
5）从可靠性和可维护性上看，由于电气控制系统使用了大量的机械触点，所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
3-3简述PLC的组成及各部分的作用。
答：PLC的整个系统是由硬件系统和软件系统两大部分构成。其中硬件系统的基本单元
包括：CPU、输入单元、输出单元及存储器等。
1.中央处理器（CPU）
CPU包括运算器和控制器，按照其系统程序所赋予的功能，完成以下任务： （1）接收编程器或上位机键入的用户程序和数据，存入随机存储器RAM中； （2）用扫描的方式接收现场输入设备的状态或数据，并存入输入状态表或数据寄存器中；
（3）诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等；
（4）PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户程序，经过指令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去接通或断开相关的控制电路，分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等操作， 完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务；
（5）根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出寄存器表的内容，再由输出状态表的位状态或数据寄存器的有关内容，实现输出控制、打印或数据通讯等功能；
（6）CPU除顺序执行程序以外，还能接收输入输出接口发来的中断请求，并进行中断处理，中断处理完后，再返回原址继续执行。
2.存储器
存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据存储器。
3.输入/输出模块
输入/输出（简称I/O）模块是现场输入设备（如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关等）、输出设备（如驱动电磁阀、接触器、电机等）或其它外部设备之间的连接部件。
对输入输出接口的要求：良好的抗干扰能力；对各类输入输出信号（开关量、模拟量、直流量、交流量）的匹配能力。
PLC输入输出接口的类型：模拟量输入输出接口、开关量输入输出接口（直流、交流及交直流）。用户应根据输入输出信号的类型选择合适的输入输出接口。
3-4 PLC是按什么样的工作方式进行工作的?它的中心工作过程分哪几个阶段?在每个阶段主要完成些什么控制任务?
答：PLC是采用循环扫描的方式进行工作的。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行
和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。
3-5一般来说，PLC对输人信号有什么要求?
答：一般来说，PLC的各种输入接口均采取了抗干扰措施。如带有光耦合器隔离使PLC与外部输入信号进行隔离；并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干
扰。 通常有三种类型：直流(12-24)V输入、交流(100-120)V输入与交流(200-240)V输入和交直流(12-24)V输入。直流输入模块的电源一般由机内24V电源提供，输入信号接通时输入电流一般小于10mA；交流输入模块的电源一般由用户提供。
第3章 可编程控制器基础知识《电气控制与PLC应用技术》习题考参考答案
