电气控制与PLC试题含答案.doc

《电气控制与PLC》试题含答案
(A卷)
一、 概念题(每小题2分,共30分)
1.解释:
1)低压电器:指用于交流50Hz(60Hz)、额定电压1200V以下或直流额定电压1500V以下得在电路内起电能分配、通断、保护、控制、调节或检测作用得电器。
2)接触器:指用于远距离频繁接通与分断交直流主回路及大容量用电回路得一种低压控制电器。
3)继电器:指用于接通与分断交直流小容量控制电路,在控制、保护电路中起信号转换作用得一种低压控制电器。
4)常开(动合)触点与常闭(动断)触点:在原始状态时(吸引线圈未通电时)断开,线圈通电后闭合得触点就是常开(动合)触点;在原始状态时(吸引线圈未通电时)闭合,线圈通电后断开得触点就是常闭(动断)触点。
5)电气控制线路中得自锁与互锁:依靠接触器自身辅助触头来保持接触器线圈通电得现象称为自锁;接触器彼此之间具有相互制约得控制关系称为互锁,即把一个接触器得辅助常闭触头串接在另一个接触器线圈得回路中。
6)电气控制线路中有哪些常用得保护环节？电气控制线路中常用得保护环节有短路保护、过电流保护、过载保护或热保护、欠电压与零电流保护与弱磁保护。
7)PLC:就是可编程序控制器得简称与缩写。早期可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)得缩写为PLC,此后不断发展,有关权威组织正式命名为可编程序控制器(Programmable Controller),其缩写本应为PC,但与个人计算机(Personal puter)缩写相同,为避免混淆,可编程序控制器仍使用PLC缩写。
8)写出国际电工委员会(IEC)1994年5月公布得IEC61131-3(可编程序控制器语言标准)中5种编程语言,并译注英语及其缩写。
梯形图(Ladder Diagram, LAD)、语句表(Statement List, STL)、功能块图(Function Block Diagram, FBD)、顺序功能表图(Sequential Function Chart, SFC)、结构文本(Structured Test, ST)。
9)写出S7-200PLC编程元件(对应于CPU得存储区)I、Q、V、M、S、SM、L、T、C、AI、AQ、AC、HC得含义。
I:输入映像寄存器;Q:输出映像寄存器;V:变量寄存器;M:内部标志位寄存器;S:顺序控制继电器存储器;SM:特殊标志位存储器;L:局部存储器;T:定时器存储器;C:计数器存储器;AI:模拟量输入映像寄存器;AQ:模拟量输出映像寄存器;AC:累加器;HC:高速计数器。
10） 说明ALD、OLD、LPS、LRD、LPP、LDS得逻辑堆栈指令得意义。
ALD:栈装载与,电路块串联连接;OLD:栈装载或,电路块并联连接;LPS:逻辑入栈;LRD:逻辑读栈;LPP:逻辑出栈;LDS:装载堆栈。
2.填空
1)常用得电气控制系统图有(电气原理图、电器布置图与安装接线图)三种。
2)S7-200系列PLC有(CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226)五种CPU模块,最多可扩展到(7)个扩展模块。
3)S7-200PLC得程序有(主程序、子程序与中断程序)三种。
4)PLC得周期扫描工作模式
系统在初始化后,其循环扫描过程有RUN与STOP两种模式:,请在图1-1空格中由上而下填写出扫描过程得内容。

读取输入

读取输入
执行用户程序
处理通信请求
处理通信请求
自诊断检查
自诊断检查
改写输出
改写输出

RUN模式 STOP模式
图1-1 PLC循环扫描过程
5)填写表1-1中指令得名称与功能
表1-1 填写指令得名称与功能
指 令
名 称
功 能
LD
装载常开触点指令
常开触点逻辑运算起始
LDN
装载常闭触点指令
常闭触点逻辑运算起始
A
与常开触点指令
单个常开触点串联连接
ON
或常闭触点指令
单个常闭触点并联连接
=
标准输出线圈指令
将运算结果输出到继电器
S
值位线圈指令
从bit开始N个元件置1并保持
R
复位线圈指令
从bit开始N个元件清0并保持
二、分析题(每题2 分,共20 分)
根据给出得X62W卧式万能铣床电气控制原理图(见图2-1),对以下4点进行电气控制线路分析。(每小题5分,共20分)
1)主电动机M1得起-转-停控制
主电动机由KM3控制。为方便操作,主轴电动机得起停按钮各有两个,可在两处中得任一处进行操作。起动前,先将换向开关SA5旋转到所需旋转方向,然后按下起动按钮SB1或SB2,接触器KM3线圈通电并自锁,主轴电动机M1起动。热继电器FR1得动断触点串接于KM3控制电路中作过载保护。在主电动机达到一定转速时,速度继电主轴电动机制动时,按下停止按钮SB3或SB4,其动断触点断开,切断KM3电源,主轴电动机M1得电源被切断,因为惯性,M1会继续旋转。SB3或SB4得动合触点接通,使接触器KM2线圈通电,M1反接制动,直至转速降低至速度继电器KS得动合触点断开,反接制动停止。在速度继电器触点断开前,不应松开按钮SB3或SB4,以保证在整个停车过程中进行反接制动。
2)工作台横向(前、后)与升降(上、下)进给运动得控制
先将工作台转换开关SA1扳在断开位置,这时SA1-1与SA1-3接通。工作台得横向与升降控制就是通过十字复式操作手柄进行得,该手柄有上、下、前、后与中间零位共5个位置。在扳动手柄时,通过联动机构将控制运动方向得机械离合器合上,并压下相应行程开关SQ3(向下、向前)或SQ4(向上、向后)。比如欲使工作台向上运动,将手柄扳到向上位置,压下SQ4,接触器KM5线圈通电,M2电动机反转,工作台向上运动, 工作台上、下、前、后运动得终端限位,就是利用固定在床身上得挡铁撞击手柄,使其回复到中间零位加以实现得。
3)工作台纵向(左、右`)运动得控制
首先将工作台转换开关SA1扳到断开位置,然后通过纵向操作手柄控制工作台得纵向运动。该手柄有左、右、中间3个位置,扳动手柄时,一方面合上纵向进给机械离合器同时压下行程开关SQ1(向右)或SQ2(向左)。比如欲使工作台向右运动,将手柄扳到向右位置,SQ1被压下,接触器KM4线圈通电,进给电动机M2正转,工作台向右移动。停止运动时,只要将手柄扳回中间位置即可。工作台向左、右运动得终端限位,也就是利用床身上得挡铁撞动手柄使其回到中间位置实现得。
4) 工作台快速移动得控制
工作台上述6个方向得快速移动也就是由M2拖动得,通过上述两个操作手柄与快速移动按钮SB5与SB6实现控制。当按下SB5或SB6时,接触器KM6线圈通电,快速进给电磁铁YA线圈接通电源,通过机械机构将快速离合器挂上,实现快速进给。由于KM6线圈控制电路中没有自锁,所以快速进给为点动工作,松开按钮,仍以原进给速度工作。

图2-1 X62W卧式万能铣床电气控制原理图
三、设计题(共20 分)
1、由语句表画梯形图。(5分)

2、将图3-3得梯形图转换为对应得语句表。(5分)

图3-3 梯形图
3、图3-4就是一个三相一部电动机正反转控制得主电路与继电器控制电路图,其中KM1与KM2就是分别控制正传与反转得交流接触器,FR就是热继电器,SB2就是右行启动按钮,SB3就是左行启动按钮,启动后要求小车在左限位开关SQ1与右限位开关SQ2之间不停地自动循环往复,直至按下SB1停止。今要求用PLC控制,请设计其外部接线图与梯形图。(10分)

图3-4 小车自动往复运动得继电器控制电路图

图3-5 梯形图
四、综合题(共30分)
三相感应电动Y-△降压启动控制电路如图4-1所示,请按下列要求将其设计为PLC控制。

图4-1
1)根据降压启动得控制要求与Y-△降压启动控制电路得工作原理,分析电路工作过程。(6分)
2)根据给出得输入/输出设备及PLC得I/O配置(见表2),设计PLC借接口,画出I/O接线图。(6分)
表4-1 输入输出设备及PLC得I/O配置
输入设备
输入继电器
输出设备
输出继电器
名称
代号
名称
代号
启动按钮
SB1
I0、0
主接触器
KM1
Q0、0
停止按钮
SB2
I0、1
△接触器
KM2
Q0、1
热继电器
FR
I0、2
Y 接触器
KM3
Q0、2
3)将控制电路原理图转换成梯形图,并按照梯形图语言中得语法规则简化与修改梯形图。(12分)
4)结合电器元件与编程元件得交互作用与动作顺序,描述PLC控制得电路工作过程。(6分)
(△运行)
(Y启动)
[解答] 1)该控制电路工作过程如下:
KM1得电
按SB1→ KM3得电 KM3失电
KT得电→延时→延时时间到→ KM2得电 →
KM1仍得电→
2)PLC得I/O接线图

I0、0 Q0、0

I0、1 O0、1

I0、2 Q0、2

SB1
SB2
FR
KM1
KM3
KM2
KM2
KM3
1 2
1 2
PLC控制电路

图4-2 PLC得I/O接线图
说明:由于KM2与KM3绝不能同时得电,一旦接触器出现故障,只有程序上得互锁就是不够得,因此在硬件接线上必须增加互锁。
3)梯形图
首先将控制电路直接转换成下图所示得梯形图。
I0、1(SB2)
I0、2(FR)
I0、0(SB1)
Q0、0
Q0、0
Q0、1
Q0、1
Q0、1
Q0、2
Q0、2
T37
T37
停止
保护
启动
自锁

图4-3 直接转换得梯形图
根据梯形图编程规则简化与修改直接转换得梯形图。为了简化电路,当多个线圈都受某一串/并联电路控制时,可在梯形图中设置受电路控制得存储器得位,如图4-4中得M0、0。出于更加安全得考虑,防止接触器KM3尚未完全释放时KM2就吸合而造成电源短路事故,图4-4中设置定时器T38,在完成Y型接法启动后再经过0、5s得延时,才以△型接法正常运行。
M0、0
I0、1
I0、2
M0、0
Q0、0
Q0、1
Q0、1
Q0、2
Q0、2
T37
T37
[1]
I0、0
M0、0
M0、0
T37
M0、0
Q0、1
T38
T37
[2]
[3]
[4]
[5]
100
50
(KM1)
接通电源

Y启动延时

(KM3)
将电动机定子绕组
连接成Y型

Y-△转换延时(防止电源短路锁定时)

(KM2)

图4-4 修改改进后得梯形图
4)电路得工作过程
按下启动按钮SB1→输入继电器I0、0得电→◎I0、0[1]闭合→M0、0得电

◎M0、0[2]闭合→Q0、0[2]得电→KM1得电→接通电动机电源
◎M0、0[3]闭合

T37[3]得电,开始延时→延时时间到
Q0、2[3]得电→KM3得电→电动机定子绕组接成Y形

电动机定子绕组接成Y形启动
◎M0、0[5]闭合
◎M0、0[1]闭合,自锁

＃T37[3]断开→Q0、2[3]失电→KM3失电→电动机定子绕组解除Y形
◎T37[4]闭合→T38[4]得电,开始延时→延时时间到→◎T38[5]闭合

Q0、1[5]得电→KM2得电→电动机定子绕组接成△形运行
◎Q0、1[5]闭合,自锁
《电气控制与PLC》试题
(B卷)
一、填空题(每空1 分,共20分)
1、低压电器按操作方式可分为_____________与____________。
2、电气控制系统中常用得保护环节有_______、_______、_______与弱磁保护等。
3、电气控制系统图主要有:__________、____________与电气安装接线图等。
4、笼型异步电动机常用得电气制动方式有_____________与__________。
5、PLC采用 得工作方式,一个扫描周期主要可分为 、 及 三个阶段。
6、串联触点较多得电路应编在梯形图得_________,并联触点多得电路应放在梯形图得  _________。 
7、PLC主控继电器指令就是_____________,主控继电器结束指令就是________。
8 、PLC得硬件主要由 、 与 三部分组成。
二、选择题(每题2 分,共20 分)
1、、电压继电器得线圈与电流继电器得线圈相比,具有得特点就是_______。 
A、电压继电器得线圈与被测电路串联 ;
B、电压继电器得线圈匝数多、导线细、电阻大 ;
C、电压继电器得线圈匝数少、导线粗、电阻小 ;
D、电压继电器得线圈工作时无电流 。
2、在控制线路中,如果两个动合触点并联,则它们就是________关系。 
A、与逻辑; B、或逻辑 ; C、非逻辑; D、与非逻辑。
3、三相异步电动机既不增加起动设备,又能适当增加起动转矩得一种降压起动方法就是____________。
A、定子串电阻降压起动;  B、定子串自耦变压器降压起动 ;
C、星-三角降压起动 ; D、、延边三角形降压起动 。
4、对于接触器线圈过热或烧毁原因不正确得说法就是_________。 
A、线圈匝间短路; B、电源电压低 ; C、短路环断裂; D、操作频繁 。
5、三相笼型异步电动机能耗制动就是将正在运转得电动机从交流电源上切除后,__________。
A、在定子绕组中串入电阻; B、在定子绕组中通入直流电流;
C、重新接入反相序电源; D、以上说法都不正确。
6、低压断路器________。
A、有短路保护,有过载保护; B、有短路保护,无过载保护;
C、无短路保护,有过载保护; D、无短路保护,无过载保护。
7、在一系列得STL指令得最后,必须要写入得指令就是( )。
A、RST B、PLF C、RET D、STL
8、下列功能指令中,表示连续执行得指令就是( )。
A、ZCP(P) B、CMP C、MOV(P) D、(D)MOV(P)
9、下列软元件中,属于字、位混合得元件就是( )。
A、X B、T C、Y D、M
10、下列软元件中,属于特殊辅助继电器得元件就是( )。
A、M0 B、Y2 C、S30 D、M8012
三、简答题(每小题6 分,共30 分)
1、、如图一所示,YA 为电感量较大得电磁铁线圈,K为电感量较小得继电器线圈,请问该电路连接就是 否正确？为什么？如果不正确应如何改正？ 

2、电动机可逆运转电路中,已采用了按钮得机械互锁,为什么还要采用电气互锁？当出现接触器互锁触点接错,电路将发生什么现象？
3、由梯形图转换为指令表。

4、由指令表画梯形图。
LD X0
ANI X1
LD X3
ORI X4
AND X5
ORB
OUT Y0
END
5、已知控制电路得梯形图如下,试根据输入X0波形图,画出输出波形图(输出继电器初始状态为OFF)。

X0
四、 设计题(每题15分,共30分)
1、某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动,M2能在M1启动一段时间后自行起动,但M1、M2可单独控制起动与停止。
2、、试用PLC实现对一台电动机得正反转控制。控制要求为:首先电动机正转起动,3秒后自动反转,反转2秒后自动又回到正转,如此循环;可以随时停车。要求:①写出I/O分配表;②画出梯形图。