Programmable control systems：練習問題

以下哪種裝置不適用於直接作為獨立的可編程控制系統的核心處理單元？

一個自動分揀系統需要根據物品的尺寸將其分到不同的儲物箱。以下哪組輸入和輸出裝置的組合最適合應用於此可編程控制系統？

一個自動化生產線需要同時滿足兩個條件才會啟動機器：操作員按下「開始」按鈕並且所有安全門都已關閉。如果使用可編程邏輯控制器（PLC）實現此功能，哪個邏輯門（Logic Gate）組合最直接地代表這種控制邏輯？

在開發一個可編程控制系統來監測工業鍋爐的壓力時，傳感器輸出的信號為連續變化的電壓（對應 \(0\) 至 \(10 \text{ bar}\)）。若要將此壓力數值讀入微控制器進行邏輯處理，應選擇哪種埠及技術？

相比傳統的硬接線邏輯控制系統，可編程控制系統（例如PLC）在工業自動化中具備哪些主要優勢？

在機械人技術中，請說明兩種常用的方法來教導機械臂執行特定的動作與位置。

相較於使用示教輸入控制器 (teach pendant) 編程機械臂，離線編程 (off-line programming) 在工業應用上有哪些主要優點和限制？

請列出一個基本可編程控制系統的三個主要組成部分，並簡述其在系統中的功能。

一個自動化倉儲系統使用可編程控制系統來管理貨物升降機。升降機 (L) 的啟動邏輯受以下輸入信號控制：

• A：貨物感應器（有貨物時 A = 1）
• B：安全門鎖（門已關閉時 B = 1）
• C：手動啟動按鈕（按下時 C = 1）
• D：遠端控制信號（接收到信號時 D = 1）

(a) 假設升降機啟動的條件是：必須有貨物且安全門已關閉，同時需要按下手動按鈕或接收到遠端信號。請寫出代表升降機啟動 (L) 的布爾表達式 (Boolean Expression)。

(b) 為了提升安全性，工程師決定引入一個「緊急停止」按鈕 (ES) 和一個「過載感應器」 (O)。若緊急停止被按下 (ES = 0) 或 發生過載 (O = 1)，升降機必須立刻停止。請修改 (a) 部的表達式以反映這些安全限制。

(c) 討論在工業環境中採用可編程邏輯控制器 (PLC) 來實現上述複雜邏輯，相比於使用硬接線繼電器 (Hard-wired Relay) 電路的三個主要優點。