机电控制与可编程序控制器2014年-2011年期末试题整理.doc

机电控制与可编程序控制器2014年-2011年期末试题整理
2014年7月

2014年1月
一、简答题(每小题6分，共30分)
1．电动机起动电流很大，起动时热继电器会不会动作?为什么?
答：起动时热继电器不会动作，这是因为热继电器是按照热效应原理来工作的，具有热惯
性，作用时间短的大电流不会使它动作。
2．自锁环节怎样组成?它起什么作用?并具有什么功能?
答：一般可用起动按钮和接触器的常开触点并联，然后再和接触器的线圈串联可得。当按
下起动按钮后，可实现长动，它又具有失压保护功能。
3．PLC主要特点有哪些?PLC的发展趋势如何?
答：可靠性高，通用性强，使用灵活、方便，编程简单。
PLC的发展有两个主要趋势。其一是向体积更小、速度更快、可靠性高、功能更强、价格
更低的小型PLC方向发展；其二是向功能大型化、网络化、良好兼容性和多功能方向发展。
4．CPMlA PLc的内部继电器是怎样划分的?哪些继电器有断电保护功能?
答：内部继电器区分为两部分：一部分供输入点／输出点用，称为输入／输出继电器区；另一部分供PLC内部的程序使用，称为内部辅助继电器区。
输入继电器区有10个通道000~009，其中，000，001通道是CPU单元输入通道，002～
009通道用于和CPU单元连接的扩展单元的输入通道。
输出继电器区有10个通道010--019，其中，010，011通道用于CPU单元输出通道，012～019通道用于和CPU单元连接的扩展单元的输出通道。
保持继电器具有断电保持功能，即当电源掉电时，它们能够保持掉电前的ON／OFF
状太。
5．暂存继电器TR的作用？
答：暂存继电器TR位可以用在具有一个以上输出分支的地方作为一个暂存工作位。当一个梯形图程序不能用IL或ILC编程时，可以使用TR。
二、读图分析(共20分)
下图所示为机床工作台自动往复行程控制的电路，行程开关ST1、ST2分别装在机床床身的两侧需要返回的位置，挡铁装在工作台上。试分析该电路的工作过程，并说明行程开关ST3、ST4以及接触器KM1和KM2的常闭触点的作用。

答：线路工作过程如下；按下起动按钮SB2，接触器KM1，得电自锁，电动机正转，工作台前进，当到达预定行程后，挡块压下ST1、S T1常闭触点断开，切断接触器KM1，(6分)同时ST1常开触点闭合，反向接触器KM2得电，电动机反转，工作台后退。当后退到位，挡块压下ST2，工作台又转到正向运动，进行下一个工作循环。直到按下停止按钮SB1，工作台才会停止。行程开关ST3、ST4分别为正向、反向终端保护行程开关，当ST1、ST2失灵时，避免工作台因超出极限位置而发生事故。接触器KM1和KM2的常闭触点互相串在对方的线圈回路中，可保证正、反向接触器KM1和KM2不能同时闭合，以防止电源短路。
三、改错题(每小题6分，共12分)
7．找出下列梯形图中的错误，并改正。
(1)

改：

（2）

改：
四、根据梯形图写出梯形图指令(12分)
8．

答：LD 00000
AND 00001
LD 00002
AND NOT 00003
OR LD
LD 00004
AND 00005
LD 00006
AND 00007
OR LD
AND LD
LD 20000
AND 20001
0R LD
AND
OUT
END

五、设计题(26分)
9．三台电动机M1、M2、M3。按下面的顺序启动和停车：启动时，M1、M2同时启动，此后10
分钟M3才能启动；停车时，M3必须先停，M3停后5分钟M1、M2同时停。
按照上述要求，作I／O分配，画出PLC外部接线图，并设计一个满足要求的梯形图程序。
答：I／O分配：启动00000 停车00001
Ml线圈01001 M2线圈01002
M3线圈01003 中间继电器01000
PLC外部接线图

梯形图

2013年12月
一、简答题(每小题8分，共40分)
1．比较PLC控制和继电接触器控制的优缺点。
答：继电器控制线路的控制作用是通过许多导线与继电器硬连接实现的，控制功能是固定的，而PLC控制系统的控制作用是通过软件编程实现的，可以通过软件编程改变其控制功能。
2．PLC基本硬件由哪几部分组成?各部分主要作用是什么?
答：PLC硬件是以微处理器为核心的输入输出接口电路构成。微处理器电路：完成PLC控制功能。输入接口电路：完成开关量的输入，模拟量的输入，高速脉冲的输入。输出接口电路：完成开关量的输出，模拟量的输出。通讯、网络接口：完成通讯和联网功能。
3．输入输出模块中为什么要设光电隔离电路?
答：隔离PLC内部电路和外部电路电的连接，提高PLC的抗干扰能力。
4．开关量输入单元、输出单元有哪几种类型?各有何特点?
答：开关量输入单元：直流输入单元和交流输入单元；直流输入单元，用于直流信号输入；交流输入单元，用于交流信号输入。开关量输出单元：继电器输出单元，晶闸管输出单元，晶体管输出单元等。继电器输出单元适合控制直流、交流负载，输出响应时间长；晶闸管输出单元适合控制交流负载，输出响应时间短；晶体管输出单元适合控制直流负载，输出响应时间短。
5．什么是PLC的输入／输出滞后现象?造成这种现象的原因是什么?可采取哪些措施缩短输入／输出滞后时间?
答：PLC以扫描方式执行操作，在扫描过程中PLC的输入／输出信号间的逻辑关系，存在着原理上的滞后，扫描周期越长，滞后就越严重。产生输入／输出滞后的原因有如下几个方面：
(1)输入滤波器有时间常数；
(2)输出继电器有机械滞后；
(3)延迟作用与执行用户程序、系统管理公共操作、I／O刷新所占用的时间有关。用户程序的长短及指令操作的复杂程度、程度设计安排直接影响输入／输出的滞后时间。
三、改错(每小题5分，共10分)
找出下列梯形图中的错误，并改正。常ON继电器18130。

改：

四、根据梯形图写出梯形图指令（10分)

答：
LD NOT 00005
AND 00006
LD 00002
AND 00004．
OR LD
AND 00001
AND NOT 00003
LD 00008
AND NOT 00009
0R LD
AND 00007
0UT 00100
END
五、设计题(20分)
一台三相交流电机驱动机床工作台前后运动，SQl和sQ2为限位开关，安装在机床前后的预定位置上。当按下起动按钮SBl，电动机正转，机床工作台向前运行，当运行到终端位置时，装在机床工作台上的挡铁(撞块)碰撞限位开关SQl，电动机反转，机床工作台向后运行，当运行到终端位置时，撞在机床工作台上的挡铁(撞块)碰撞限位开关SQ2，电动机反转，机床工作台向前运行，不断往复运动；停机时按下停机按钮SB2，电动机停下来，机床工作停止往复运动。过载时热继电器FR动作，电动机停止。按上述工作要求：
(1)设计电动机控制主回路；
(2)选择PLC，设计PLC控制回路；
(3)分配I／O通道；画出梯形图。
答： (1)图(a)为电机控制主回路，图(b)为PLC控制回路，图(c)为控制梯形图。选CPMlAl0点PLC(也可以选其它型号PLC)
(2)I／O分配
启动按钮 SB1 00000
停止按钮 SB2 00002
热保护 FRl 00003
机床前端行程开关 SQ1 00004
机床后端行程开关 SQ2 00005
电机正转控制接触器KM1 00100
电机反转控制接触器KM2 00101
E77

2013年1月
一、简答题(每题6分，共30分)
1．电磁离合器有哪几种，各自利于什么原理而制成?
答：电磁离合器有摩擦片式离合器、电磁粉末离合器、电磁转差离合器等。
摩擦片式离合器和电磁粉末离合器是利用摩擦原理制成的，电磁转差离合器是利用电磁
感应原理制成的。
2．机电设备电器控制线路的表示方法有几种?各有何用途?
答：电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气设备安装图和电气设备接线图。
电气原理图用来表示电器控制线路的工作原理、以及各电气元件的作用和相互关系。
电气设备安装图用来表示各种电器在生产设备和电器控制柜中的实际安装位置。
电气设备接线图用来表示各电气元件之间实际接线情况，它为电气元件的配线、检修和施工提供了方便，实际工作时与电气原理图配合使用。
3．在选择机电设备拖动用的电动机时，若选用绕线式异步电动机是出于什么考虑?
答：对于要求经常起、制动，且负载转矩较大、又有一定调速要求的机电设备，应考虑选用绕线式异步电动机；对于周期性波动负载的生产设备，为了削平尖峰负载，一般都采用电动机带飞轮工作，这种情况下也应选用绕线式异步电动机。
5．什么叫扫描工作方式?什么叫扫描周期?
答：CPU从第一条指令开始，顺序逐条地执行用户程序，直到用户程序结束。然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLc就是这样周而复始地重复上述的工作方式称为扫描工作
方式。 扫描一次所用的时间称为扫描周期。
二、读图分析题(20分)
6. 图所示为异步电动机的能耗制动控制线路，试分析该电路的工作过程。

答：控制线路工作过程如下：
按下起动按钮sB2，接触器KM1通电并自锁，主电路中其常开触点闭合(电动机启动)。

四、根据梯形图写出梯形图指令(12分)

答： LD NOT 00005
AND 00006
LD 00002
AND 00004
OR LD
AND 0000l
AND NOT 00003
LD 00008
AND NOT 00009
OR LD
AND 00007
OUT 00100
END

2012年7月-1月
一、简答题(每题6分，共30分)
1．接触器的用途是什么?
1。接触器用来频繁地接通和切断主电路或大容量控制电路，它广泛地用于控制电动机和
其它电力负载。

2．在电动机的主电路中既然装有熔断器，为什么还要装热继电器?它们各起什么作用?
2．熔断器起短路保护作用，热继电器起过载保护作用，长时间的过载对电机有害，但不会
使熔断器动作，所以要加热继电器进行过载保护。

3．PLC在工业控制系统中的作用是什么?
答：PLC已经成功地应用于工业所有领域，可以完成各种各样的控制任务，从重复开关控
制单一设备到复杂的制造加工控制。概括起来可以归纳以下几个方面：
(1)逻辑控制； (2)闭环控制； (3)数字控制； (4)机器人控制； (5)组成多级网络控制系统。
4．进行系统配置时需要遵循哪些原则?
答：(1)完整性原则； (2)可靠性原则； (3)发展性原则； (4)继承性原则； (5)经济性原则。
5．什么是间接寻址?在什么情况下间接寻址DM单元不存在?
答：间接寻址是指在给出的地址单元中存放的是欲取出的操作数的地址的一种寻址方式。
当间接寻址给出的地址超出了DM的寻址范围时，间接寻址DM单元不存在。

二、读图分析题(20分)

上图所示为异步电动机的能耗制动控制线路，试分析该电路的工作过程。
6．控制线路工作过程如下：
按下起动按钮SB。一接触器KM。通电并自锁，主电路中其常开触点闭合(电动机启动)

三、改错题(每小题6分，共12分)
7．(1)

改：
(2)

改：
四、根据梯形图写出梯形图指令(12分)
8．

答：LD 00000
0R 01000
AND NOT 00001
OUT 01000
AND 00100
OR 01001
AND NOT 00101
OUT 01001
TIM 000
#0050
LD TIM000
OUT 01002
END
五、设计题(26分)
9．由两台三相交流电动机M1、M2组成的控制系统的主回路和PLC控制电路如图所示。
按起动按钮SB1，M1电动机起动，过5秒后M2电动机起动，按停止按钮SB2电动机M1、M2
停止；若M1电动机过载，则电动机M1、M2停止。
按上述工作要求：(1)分配I／0通遭；(2)画出梯形图。

答：

2011年7月
一、问答题
3.高速计数单元有哪几种工作模式?有哪几种信号输人方式?
答：计数单元提供六种工作模式。六种工作模式简称为线性模式、环形模式、预置模式、门控模式、门锁模式和采样模式。
5.工业局域网常用的网络拓扑结构有哪几种?
答：常用的网络拓扑结构有三种:星形、总线形和环形。
二、改错题
找出下面梯形图中的错误，并改正。常ON继电器18130,

改：

三、根据梯形图写出梯形图指令(15分)

答：
LD NOT 00005
AND 00006
LD 00002
AND 00004
OR LD
AND 00001
AND NOT 00003
LD 00008
AND NOT 00009
OR LD
AND 00007
OUT 00100
END

四、读图题（20分）
下图折示为两台发动机的电气控制线,(a)主电路，(b)为控制电路.试说明FU和FR的
作用，分析此电路的工作原理(过程)并说明联锁功能是如何实现的。

答：FU是起短路保护的熔断器(4)分，FR是起过载保护作用的热继电器((4分)。电路的工作
过程如下:合上刀开关Q，按下起动按钮SB,，接触器KM;的线圈得电并自锁，主电路中其常开触点闭合，电动机M,起动。按下起动按钮SB4，接触器KM:的线圈得电并自锁，主电路中其常开触点闭合，电动机M:起动。SB:是电动机M:的停止按钮，按下它，接触器KM:的线圈断电，电动机M:停止。SB;是总停止按钮，按下它，电动机M，和电动机M:均停止。此电路中，将接触器KM,的一个常开触点串联在接触器KM:的线圈中，保证只有当电动机M,起动后，电动机M:才能起动，即实现了联锁功能。(12分)

五、设计题(24 分）
送料小车工作过程如图(a)所示，送料小车在行程开关STl处装料，20s后装料结束，开始右行，碰到行程开关ST2后停下来卸料，25s后左行，碰到行程开关ST1又停下来装料，这样不停地循环工作。在右行或左行过程中，按一下停止按钮SB3，小车停止运行。系统设置右行启动按钮SB1和左行启动按钮SB2。电机控制主回路和PLC控制回路如图(b) (c)所示;按上述工作要求:(1)分配1/O通道，(2)画出梯形图。

答：1.1/0分配(12分)
右启动按钮 SB1 00000
左启动按钮 SB2 00001
停止按钮 SB3 00002
热保护 FR1 00003
右行程开关 ST1 00004
左行程开关 ST2 00005
电机右行控制接触器 KM1
电机左行控制接触器 00100
TIM00025秒时间继电器 KM2
TIM00020秒时间继电器 00101

2011年1月
一、简答题(每题6分，共30分)
1.比较接近式行程开关与机械式行程开关的优缺点。
答：接近式行程开关具有定位精度高、操作频率高、功率损耗小、寿命长、耐冲击振动、耐潮湿、能适应恶劣工作环境等优点。机械式行程开关具有外形结构多样，技术性能优良，拆装方便，使用灵活，动作可靠等优点。
2.什么是互锁环节，它起到什么作用?
答：将两个接触器的常闭触点分别串联到对方的线圈回路中，即可得到互锁。它用来防止两个接触器同时得电。
3.比较PLC控制和继电接触器控制、微机控制的优缺点。
答：PLC控制和继电接触器控制比较:传统的继电器控制线路的控制作用是通过许多导线与继电器硬连接实现的，而PLC控制系统的控制作用是通过软件编程实现的，PLC控制系统可以通过软件编程改变其控制作用，继电器控制线路就很难做到。与微机控制的比较:编成简单，组成控制系统快捷、灵活、可靠性高。
4. C200lHaF'LC的基本组成有那几部分?
答：C200Ha PLC的基本组成:一个提供系统总线和模块插槽的安装机架(母板)，一个CPU单元、电源单元、若干个I/O单元或特殊I/O单元。
5.编程时是怎样处理梯形图分支的?
答：编程时一般应用IL(连锁)与IL,C(连锁清除)指令或者是暂存继电器TR来实现梯形图的分支结构的。
二、读图分析题(20分)

上图为单向起动反接制动控制线路。此电路采用速度继电器来检测电动机转速变化。在120~3000rpm范围内速度继电器触头动作，当转速低于100rprn时，其触头复位。图中KM1为单向旋转接触器，KM2为反接制动接触器，KS为速度继电器，R为反接电阻。试分析该线路的工作过程。
答：6.起动时按下SB2 , KM1通电自锁，电动机运转，当转速上升到120rprn以上时，速度继电器KS的常开触头闭合，为反接制动做准备。当按下停止复合按钮时，SB1常闭触点先断开，KM1断电脱离电源，靠惯性继续高速旋转，KS常开触头仍闭合。当SB1常开闭合后，KMz通电并自锁，电动机串接电阻接反相序电源。电动机进人反接制动状态，转速迅速下降。当电动机转速降到低于100rpm时，速度继电器KS的常开触点复位，KM2断电，反接制动结束。电动机脱离电源后自然停车。

三、改错题(每小题6分.共12分)
7. (1)

改：(1)

改：
四、根据梯形图写出梯形图指令(12分)
8．

答：

五、设计题(26分)
9.由两台三相交流电动机M1 , M2组成的控制系统的工作过程是:按起动按钮SB1 , M1电动机起动，延时5秒后M2电动机起动工作;按停止按钮SB2 , M1 , M2动机同时停机;若M1电动机过载，则两台电动机都应停机;若M2电动机过载，则M2电动机停机M1电动机不停机。
按上述要求:(1)设计电机控制主回路;(2)选择PLC，设计PLC控制回路;(3)分配I/O通道，画出梯形图。