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习题及答案《电气控制及PLC应用》第一部分 电气控制部分2.鼠笼型异步电动机是如何改变旋转方向的?答改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向,而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线3.什么是互锁(联锁)?什么是自锁?试举例说明各自的作用答自锁典型的应用是用自己的常开触点与开启按钮并联,锁定回路即使开启按钮弹开了,由于有自锁触点的连接,仍可形成回路这种接法就叫做“自锁”互锁典型的应用是将继电器A的常闭触点串联在其他回路当中,而其他回路中继电器B的常闭触电串联在继电器A的回路中当继电器A的线圈先得电时,它的常闭触电会断开继电器B的回路相反,如果继电器B的线圈先得电时,它的常闭触电会断开继电器A的回路这样互相牵制,起到一定的逻辑作用这种接法就叫“互锁”4.低压电器的电磁机构由哪几部分组成答电磁系统主要由线圈、铁芯(静铁芯)和衔铁(动铁芯)3部分组成5.熔断器有哪几种类型?试写出各种熔断器的型号熔断器在电路中的作用是什么?答熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、螺旋自__熔断器等其中,有填料封闭管式熔断器又分为刀形触点熔断器、螺栓连接熔断器和圆筒形帽熔断器6.熔断器有哪些主要参数?熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一样?
(1)额定电压
(2)额定电流
(3)分断能力
(4)时间—电流特性不一样,熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念,通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体,但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流8.交流接触器主要由哪几部分组成?简述其工作原理答1)电磁机构 电磁机构由线圈、动铁心衔铁和静铁心组成,其作用是将电磁能转换成机械能,产生电磁吸力带动触点动作
(2)触点系统 包括主触点和辅助触点主触点用于通断主电路,通常为三对常开触点辅助触点用于控制电路,起电气联锁作用,故又称联锁触点,一般常开、常闭各两对
(3)灭弧装置 容量在10A以上的接触器都有灭弧装置,对于小容量的接触器,常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧对于大容量的接触器,采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧
(4)其他部件 包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等电磁式接触器的工作原理如下线圈通电后,在铁芯中产生磁通及电磁吸力此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合,带动触点机构动作,常闭触点打开,常开触点闭合,互锁或接通线路线圈失电或线圈两端电压显著降低时,电磁吸力小于弹簧反力,使得衔铁释放,触点机构复位,断开线路或解除互锁9.试说明热继电器的工作原理和优缺点工作原理热继电器是由两种不同热膨胀系数的金属片压制组合构成,在通过电流时,造成该双金属体发热膨胀,因膨胀系数不同,致该双金属变形、弯曲,从而断开常闭接点或接通常开接点,起到自动控制的作用在电动机控制回路中,主要应用热继电器的常闭接点,其常闭接点串入电动机主控制回路接触器的电磁线圈,通过调节热继电器的动作电流,在电动机超过额定工作电流时,热继电器双金属片能够正常动作,断开接触器电磁线圈,从而断开电动机电源,起到了保护电动机的目的优缺点目前使用得比较普遍的还是热继电器热继电器是上个世纪五十年代初从前苏联引进的金属片机械式电动机过载保护器它结构简单,__低廉,在保护电动机过载方面具有反时限特性但它的保护功能少,无断相保护,对电机发生通风不畅、扫膛、堵转、__过载、频繁启动等故障也不能起保护作用此外,热继电器还存在重复性能差、大电流过载或短路故障后不能再次使用、调整误差大、易受环境温度的影响误动或拒动、功耗大、耗材多、性能指标__等缺陷11.试设计一个控制一台电动机的电路,要求
①可正、反转;
②正、反向点动;
③具有短路和过载保护2.QS、FU、KM、FR、KT、__、SQ是什么电器元件?画出这些电器元件的图形符号,并写出中文名称2.QS、FU、KM、FR、KT、__、SQ是什么电器元件?画出这些电器元件的图形符号,并写出中文名称2.QS、FU、KM、FR、KT、__、SQ是什么电器元件?画出这些电器元件的图形符号,并写出中文名称2.QS、FU、KM、FR、KT、__、SQ是什么电器元件?画出这些电器元件的图形符号,并写出中文名称2.QS、FU、KM、FR、KT、__、SQ是什么电器元件?画出这些电器元件的图形符号,并写出中文名称3.电流继电器在电路中的作用是什么?它和热继电器有何异同?电流继电器在电路中作为电动机或线路过载保护或短路保护;热继电器在电路中作为电动机过载保护,但不能作为短路保护用;电流继电器是根据电流的电磁效应原理工作的,热继电器是根据电流的热效应原理工作的;电流继电器的是瞬时动作的,热继电器是反时限动作的4.既然在电动机的主电路中装有熔断器,___还要装热继电器装有热继电器是否就可以不装熔断器?___?熔断器作为电动机线路的短路保护,热继电器作为电动机的过载保护;当电动机过载电流小,熔体熔断所需用的时间就较长,甚至不会熔断,故熔断器不能作为电动机的过载保护;当线路短路时,热继电器热元件发热来不及传递给双金属片,而使热继电器不能动作,故热继电器的能作为线路的短路保护,所以装有热继电器不可以不装熔断器7.位置开关与按钮开关的作用有何异同位置开关与按钮都是靠外力的作用来使触点动作的,按钮是靠人主观操作,是主令控制;位置开关是靠被控制机械装置来操作,按照预先设定的位置来使触点动作,是位置控制6.一台电动机Y—△接法,允许轻载启动,设计满足下列要求的控制电路
(1)采用手动和自动控制降压启动
(2)实现连续运转和点动工作,并且当点动工作时要求处于降压状态工作
(3)具有必要的联锁和保护环节7.有一皮带廊全长40 m,输送带采用55 kW电动机进行拖动,试设计其控制电路设计要求如下
(1)电动机采用Y—△降压启动控制
(2)采用两地控制方式
(3)加装启动预告装置
(4)至少有一个现场紧停开关8.控制电路工作的准确性和可靠性是电路设计的核心和难点,在设计时必须特别重视试分析图3-23是否合理?如果不合理,试改之设计本意按___2,KM1得电,延时一段时间后,KM2得电运行,KM1失电按___1,整个电路失电图3-23题8图第二部分 PLC应用部分项目五工作台自动往返PLC控制系统习题及答案1.PLC的特点是什么?PLC主要应用在哪些领域?答PLC的特点1)可靠性高、抗干扰能力强2)编程简单,使用方便梯形图3)功能强、速度快,精度高,有逻辑运算,定时,计数等功能,4)通用性好许多PC制成模块式,可灵活组合5)V小,G轻,功能强,消耗底,环境适应性强,不需专门机房和空调2.PLC有哪几种输出类型,哪种输出形式的负载能力最强?输出继电器___分组?
(1)PLC有三种输出方式继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出
(2)继电器输出形式的负载能力最强3输出继电器分组是因为不同的分组可以使用不同的电源和规格
51、PLC的输入模块一般采用_光电隔离____技术,进行外部电路和内部电路的隔离,提高抗干扰能力
98.基本指令主要用于逻辑处理,而功能指令则主要用于数据处理
100..PLC除了用逻辑控制功能外现代的PLC还增加了运算功能 数据传送功能 数据处理功能
103、PLC的输入/输出继电器采用8进制进行编号,其它所有软元件均采用10进制进行编号
113、.PLC的软件和硬件定时器相比较,定时范围长的是_硬件____,精度高的是_软件_____
122、.影响PLC扫描周期长短的因素大致是__CPU运行速度____和_用户程序长短_____
98.基本指令主要用于逻辑处理,而功能指令则主要用于数据处理
100..PLC除了用逻辑控制功能外现代的PLC还增加了运算功能 数据传送功能 数据处理功能
103、PLC的输入/输出继电器采用8进制进行编号,其它所有软元件均采用10进制进行编号
113、.PLC的软件和硬件定时器相比较,定时范围长的是_硬件____,精度高的是_软件_____
119、.可编程控制器采用一种可编程序的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、___顺序控制___、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式和模拟式的__输入和输出____来控制各种类型的机械设备和生产过程
122、.影响PLC扫描周期长短的因素大致是__CPU运行速度____和_用户程序长短_____2.按执行机能分类,低压电器分为(有触点)电器和(无触点)电器4.电磁机构由(吸引线圈)、(铁心)、(衔铁)等几部分组成5.电磁式电器分为(直流)和(交流)两大类,都是利用(电磁铁)的原理制成的8.接触器主要由(电磁系统)、(触点系统)、和(灭弧装置)组成9.(直流)接触器不会产生涡流和磁滞损耗,所以不发热10.继电器是一种根据(外界输入)__来控制电路通断的自动切换电器11.继电器和接触器相比用于切换(小电流)的控制电路和保护电路,故继电器没有(灭弧)装置,也无(主辅)触点之分12.速度继电器主要用于笼型异步电动机的(反接)制动控制13.接近开关又称做(无触点)行程开关14.熔断器主要由(熔体)和(__熔体的熔管)组成15.断路器主要由(触点)、(灭弧系统)和(脱扣器)组成16.常用的短路保护电器是(熔断器)和(自动空气断路器)17.常用的过载保护电器是(热继电器)18.PLC的硬件是由(主机)、(I/O扩展模块)和各种外部设备组成19.PLC的软件系统由(系统程序)和(用户程序)组成20.PLC执行程序的过程分为(输入采样或输入处理)、(程序执行)和(输出刷新或输出处理)三个阶段21.通常一条PLC指令由(步序号)、(助记符)和(元件号)三部分组成15.PLC中的什么继电器相当于继电器控制电路中的中间继电器?(B)A.输入继电器B.辅助继电器C.输出继电器D.顺序控制继电器2.什么是低压电器?——在大气中断开电路时,如果被断开电路的电流超过某一数值,断开后加在触点间隙两端电压超过某一数值(在12~20V之间)时,则触点间隙中就会产生电弧——电弧产生后,一方面使电路仍旧保持导通状态,延迟了电路的断开;另一方面会烧毁触点,缩短电器的使用寿命——常用的灭弧方法有——机械灭弧;电动力灭弧;磁吹灭弧;窄缝灭弧;栅片灭弧;气吹灭弧5.PLC执行程序的过程分为哪三个阶段?其工作方式的主要特点是什么?——PLC执行程序的过程分为输入采样或输入处理、程序执行和输出刷新或输出处理三个阶段
二、填空题(每空
0.5分,共27分)
6、PLC的输出指令OUT是对继电器的线圈进行驱动的指令,但它不能用于输入继电器
7、PLC开关量输出接口按PLC机内使用的器件可以分为继电器型、晶体管型和晶闸管型输出接口本身都不带电源,在考虑外驱动电源时,需要考虑输出器件的类型,继电器型的输出接口可用于交流和直流两种电源,晶体管型的输出接口只适用于直流驱动的场合,而晶闸管型的输出接口只适用于交流驱动的场合 6.试举出组成继电器接触器控制电路的两种电器元件熔断器_、_热继电器__ 9.凡是继电器感测元件得到动作__后,其触头要经过__一段时间才动作的电器称为延时____继电器
6、PLC的输出指令OUT是对继电器的线圈进行驱动的指令,但它不能用于输入继电器
2、中间继电器的作用主要有哪几个方面?(2分)1当电压或电流继电器触点容量不够时,可借助中间继电器来控制,用中间继电器作为执行元件,这时中间继电器被当作一级放大器用2当其他继电器或接触器触点数量不够时,可利用中间继电器来切换多条控制电路
65、主电路粗线条绘制在原理图的A左侧B右侧C__
66、辅助电路用细线条绘制在原理图的A左侧B右侧C上方
1、电气原理图中,说出QS、FU、KM、KS、SQ各代表什么电气元件,并画出各自的图形符号组合开关、熔断器、接触器、速度继电器、行程开关
3.电气控制线路中最基本的控制环节为保护、辅助、连锁环节
6.频敏变阻器的等效阻抗随频率的减小而 减小 试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处,并说明如果采用PLC控制,还需要中间继电器吗?(5分)相同电磁机构相同;(5分)不相同用途不同接触器用于自动接通和断开大电流负荷电路中间继电器用于增加控制点数或__放大不需要(5分)
1、可编程控制器的特点?答1)使用灵活、通用性强2编程简单、易于掌握3可靠性高、能适应各种工业环境4)接口简单、维护方便
2、电气控制线路设计的基本原则?答1)最大限度满足生产机械和工艺对电气控制系统的要求2)在满足生产工艺要求的前提下,力求使控制线路简单、经济3)保证电气控制线路工作的可靠性4)保证电气控制线路工作的安全性5)应力求使操作、维护、、检修方便
6.频敏变阻器的等效阻抗随频率的减小而 减小
7.PLC的工作方式为 周期循环扫描 ,其工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段.笼型三相异步电动机全压起动控制线路中,短路保护利用熔断器;过载保护利用热继电器;欠压、失压保护利用接触器基本指令LD(取)、LDI(取反)、OUT(输出答辑运算指令AND(与)、ANI(与非)、OR(“或”)、ORI(“或非”)、ANB(块“与”)、ORB(块“或”)、三相异步电动机机主要由定子和转子组成
8、梯形图的编程规则上重下轻、左重右轻
13、利用PLC基本指令对梯形图编程时,通常按从左到右、自上而下的原则进行PLC程序中手动程序和自动程序需要互锁
1、简述PLC的周期扫描工作方式?答PLC采用逐行循环扫描的串行工作方式,每一个扫描周期包括输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段
2、用于使自动空气开关远距离断开电路的是 (C ) A、过电流脱扣器 B、欠电压脱扣器 C、分励脱扣器 D、自由脱扣器
10、ST指令的作用是( A) A、用于单个常开触点与母线连接 B、用于单个常闭触点与上面的触点并联连接 C、用于单个常闭触点与前面的触点串联连接 D、用于单个常开触点与上面的触点并联连接
1.交流接触器主要由 触头系统 、 电磁系统、和 灭弧系统 组成为了减小铁心的振动和噪音,在铁心上加入 短路环
9、按PLC物理结构形式的不同,可分为整体式 和模块式两类
9、按PLC物理结构形式的不同,可分为整体式 和模块式两类
112、.PLC的输入__模式中,交流输入的电压大多采用__220V____,直流输入额定电压为____24V__
121、.划分大、中和小型PLC的主要分类依据是__I/O数____
150、串联触点较多的电路应编在梯形图的__上_______,并联触点多的电路应放在梯形图的 ____左_____
176、状态转移图又称为(B)(A)梯形图(B)功能图(C)逻辑图
178、编程时,线圈应在A(A)母线的最右边(B)母线的最左边(C)母线的中间
09、继电器主要用于(控制与保护)电路或用于(__转换)当输入量变化到某一(定值)速度继电器主要由(定子)、(转子)和触头3个部分组成,动作转速在(120r/min)左右,复位转速在(100r/min)以下
25、低压断路器又称(自动空气开关)或(自动开关),是低压配电网络中非常重要的保护电器
26、低压断路器相当于刀开关、熔断器、热继电器、(过电流继电器)和(欠电压继电器)的组合
30、主令电器应用广泛、种类繁多按其作用可分为(按钮)、(行程开关)、(接近开关)、万能转换开关
32、位置开关是利用(运动)部件的(行程位置)实现控制的电器元件,常用于(自动往返)的生产机械中
8.常见的灭弧装置有(电动力)灭弧、(灭弧栅)灭弧和(磁吹)灭弧装置
9.常用的电磁式继电器有(电压继电器)、(中间继电器)、(电流继电器)热继电器是利用电流流过(热元件)时产生的热量,使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种(保护)电器,热元件,双金属片,触头系统
10.速度继电器主要用于笼型异步电动机的(反接制动)控制,通常有(两组)触头
11.要在一定的距离内实现自动往复不断循环工作,应采用(限位)开关来控制
12.各种低压断路器在结构上都有主触头及灭弧装置、脱扣器和操作机构等部分组成位置开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器11.试设计一个控制一台电动机的电路,要求
①可正、反转;
②正、反向点动;
③具有短路和过载保护6.一台电动机Y—△接法,允许轻载启动,设计满足下列要求的控制电路
(1)采用手动和自动控制降压启动
(2)实现连续运转和点动工作,并且当点动工作时要求处于降压状态工作
(3)具有必要的联锁和保护环节7.有一皮带廊全长40 m,输送带采用55 kW电动机进行拖动,试设计其控制电路设计要求如下
(1)电动机采用Y—△降压启动控制
(2)采用两地控制方式
(3)加装启动预告装置
(4)至少有一个现场紧停开关8.控制电路工作的准确性和可靠性是电路设计的核心和难点,在设计时必须特别重视试分析图3-23是否合理?如果不合理,试改之设计本意按___2,KM1得电,延时一段时间后,KM2得电运行,KM1失电按___1,整个电路失电图3-23题8图
1、简述下列电路的工作过程
2、写出下面梯形图的程序语句
1、接通电源,按下正转启动按钮__2,正转接触器KM1的线圈得电工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,电机开始正转,其常闭辅助触点断开,使反转接触器KM2的线圈不能得电而不能工作(即实现互锁);松开__2,正转接触器KM1也能继续工作在KM1工作过程中如果按下反转启动按钮__3,其常闭触点使正转接触器KM1的线圈断电而停止工作,即电机停止正转;同时反转接触器KM2的线圈得电开始工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,常闭辅助触点断开使KM1无法得电工作(即实现互锁),电机开始反转;松开__3,反转接触器KM2也能继续工作在电机正转或反转过程中如果按下停止按钮__1,相应接触器线圈失电停止工作,电机停止运转(如果该电路出现短路,则熔断器FU1迅速熔断而切断电路电源;如果电机过载,则热继电器的常闭触点断开而切断相应接触器线圈的电源,达到电机过载保护的目的)
2、
2、设计一个能耗制动控制电路(10分) a)住电路 b)以时间为原则的控制电路, c)以速度为原则的控制电路
27、自动空气开关的电气符号是( B) A、__ B、QF C、FR D、FU
42、用于使自动空气开关远距离断开电路的是 (C ) A、过电流脱扣器 B、欠电压脱扣器C、分励脱扣器 D、自由脱扣器
1、简述下列电路的工作过程
1、接通电源,按下正转启动按钮__2,正转接触器KM1的线圈得电工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,电机开始正转,其常闭辅助触点断开,使反转接触器KM2的线圈不能得电而不能工作(即实现互锁);松开__2,正转接触器KM1也能继续工作在KM1工作过程中如果按下反转启动按钮__3,其常闭触点使正转接触器KM1的线圈断电而停止工作,即电机停止正转;同时反转接触器KM2的线圈得电开始工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,常闭辅助触点断开使KM1无法得电工作(即实现互锁),电机开始反转;松开__3,反转接触器KM2也能继续工作在电机正转或反转过程中如果按下停止按钮__1,相应接触器线圈失电停止工作,电机停止运转(如果该电路出现短路,则熔断器FU1迅速熔断而切断电路电源;如果电机过载,则热继电器的常闭触点断开而切断相应接触器线圈的电源,达到电机过载保护的目的)
2、写出下面梯形图的程序语句2.答
3.答
4.步序助记符操作数0LDIX101OUTY22ANDM13OUTY34ANIM25OUTY46ANDM37OUTY
53、答步序助记符操作数0LDX01ANDX12ORX23ANDM24OUTY
06、步序助记符操作数0LDX01ANDM12ANIX23LDY04ANIX15ORIX36ANDT07ORB8LDIY29ORM210ANB11ORC012OUTY113ANDX314OUTT215K1016OUTM
07.
2、叙述下面控制线路工作原理解该电路__1为切换电路,__2为KM1线圈的启动电路,当按___2则线圈KM1启动并保持;按___1则KM1停止同时KM2启动,时间继电器开始延时,延时时间到,KM2停止,KM1启动并保持;
3、利用低压电器编写一个电气原理图控制要求是有2台电机,要求顺序启动,电机的启动时间间隔为10秒(由定时器设定);逆序停止,电机的停止时间间隔为15秒(由定时器设定)解__1系统启动按钮;__2系统停止按钮;KT1和KT2为计时器,分别定时10s和15s;M1和M2为2个电动机;KM1和KM2为2个接触器;KA为中间继电器;
4、设计一个控制电路,三台笼型感应电动机起动时,M1先起动,经5s后M2自行起动,运行20s后M1停止并同时使M3自行起动,再运行30s后电动机全部停止注请画出主电路和控制电路解主电路和控制电路如下
4、下图是星形—三角形降压启动控制线路,试分析电动机启动时的工作过程(工作过程的转换用箭头表示,如KM1线圈得电→KM1的常开触点闭合→…..)解
5、下图是按时间原则控制的单向能耗制动控制线路,VC是平衡电桥,它可以把直流电转换为交流电试分析该控制线路的工作过程(分析制动过程)解
6、下图是XJ01型补偿器降压启动控制线路,试分析电动机启动时的工作过程(工作过程的转换用箭头表示,如KM1线圈得电→KM1的常开触点闭合→…..)解2.画出一台电动机正反转控制电路图,要求有必要的保护环节包括主回路和控制回路
1、简述下列电路的工作过程
2、写出下面梯形图的程序语句
四、问答题(每题10分,共40分)
1、接通电源,按下正转启动按钮__2,正转接触器KM1的线圈得电工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,电机开始正转,其常闭辅助触点断开,使反转接触器KM2的线圈不能得电而不能工作(即实现互锁);松开__2,正转接触器KM1也能继续工作在KM1工作过程中如果按下反转启动按钮__3,其常闭触点使正转接触器KM1的线圈断电而停止工作,即电机停止正转;同时反转接触器KM2的线圈得电开始工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,常闭辅助触点断开使KM1无法得电工作(即实现互锁),电机开始反转;松开__3,反转接触器KM2也能继续工作在电机正转或反转过程中如果按下停止按钮__1,相应接触器线圈失电停止工作,电机停止运转(如果该电路出现短路,则熔断器FU1迅速熔断而切断电路电源;如果电机过载,则热继电器的常闭触点断开而切断相应接触器线圈的电源,达到电机过载保护的目的)
2、
四、写出下图指令系统(每小题8分,共16分)
1.
2.
五、简答题(每小题6分,共12分)
1.什么是反接制动?什么是能耗制动?各有什么特点及适应什么场合?
2.在复杂的电气控制中,采用PLC控制与传统的继电器控制有哪些优越性?
六、设计鼠笼式异步电动机定子绕组串接电阻降压起动的电气控制电路要求1电动机转速接近额定转速时,将串接电阻短接(用时间继电器控制);2有短路和过载保护试画出主电路和控制电路(主电路5分,控制电路9分,共14分)
七、设计两台三相异步电动机M1和M2的PLC控制程序要求1M1起动后,M2才能起动;2M1停止后,M2延时30秒后才能停止;3M2能点动调整试给出I/O分配表,并绘制梯形图(FP1系列)(15分)
四、写出下图指令系统
1.
2.0STX00STX01AN/T01ORY02TMX02AN/X1K1003AN/Y15STT04AN/T06ST/X05OTY07CT1006STX0K207ORY210STC1008AN/X111OTY09OTY210STY011TMX0K2014STT015ORY116AN/X117OTY118ED
五、简答题
1.反接制动是改变异步电动机定子绕组中三相电源的相序,产生一个与转子惯性转动方向相反的反向起动转矩,进行制动能耗制动是在三相异步电动机脱离三相交流电源后,迅速给定子绕组通入直流电流,产生恒定磁场,利用转子感应电流与恒定磁场的相互作用达到制动的目的该制动方法是将电动机旋转的动能转变为电能,消耗在制动电阻上,故称为能耗制动能耗制动的优点是制动准确、平稳,且能量消耗较小;缺点是需附加电源装置,设备费用较高,制动力较弱,在低速时制动力矩小故,能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的起制动频繁的场合
2.1高可靠性;2丰富的I/O接口模块;3采用模块化结构;4编程简单易学;5__简单,维修方便;6具有数据处理和通信联网功能
六、设计鼠笼式异步电动机定子绕组串接电阻降压起动的电气控制电路
七、设计两台三相异步电动机M1和M2的PLC控制程序I/O分配表输入输出X0M1起动按钮__1Y0M1的接触器KM1X1M1停止按钮__2Y1M2的接触器KM2X2M2起动按钮__3X3M2点动按钮__4X4M2停止按钮__5梯形图
20.答步序助记符操作数0LDX01MCN02M03LDX14OUTY15LDX26OUTY27MCRN
01、设计一个三相异步电动机星型——三角形减压起动的主电路和控制电路,并具有短路、过载保护B
2、设计一个三相异步电动机单向反接串电阻制动的主电路和控制电路,并具有短路、过载保护B
3、某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制,要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行,主轴电机能正反转,并能单独停机,有短路、过载保护,设计主电路和控制电路B
4、一台三相异步电动机运行要求为按下起动按钮,电机正转,5s后,电机自行反转,再过10s,电机停止,并具有短路、过载保护,设计主电路和控制电路A
5、设计两台三相异步电动机M
1、M2的主电路和控制电路,要求M
1、M2可分别起动和停止,也可实现同时起动和停止,并具有短路、过载保护©
6、一台小车由一台三相异步电动机拖动,动作顺序如下1)小车由原位开始前进,到终点后自动停止2)在终点停留20s后自动返回原位并停止要求在前进或后退途中,任意位置都能停止或起动,并具有短路、过载保护,设计主电路和控制电路A
9、下图是机床工作台运动示意图,工作台由交流电动机驱动按___1,电动机驱动工作台运动;工作台运动至极限位置时,由行程开关SQ1或SQ2检测并发出停止前进指令,同时自动发出返回指令只要不按停止按钮__2,工作台继续自动往复运动要求电动机采用过热继电器进行过载保护,请编制S7-300系列PLC控制的PLC梯形图11分答机床工作台往复运动控制系统编程元件的地址分配见表接口类型编程元件地址电气元件说明输入I
0.0__1起动按钮(常开触头)输入I
0.1__2停止按钮(常开触头)输入I
0.2SQ1左行程开关(常开触头)输入I
0.3SQ2右行程开关(常开触头)输入I
0.4FR热继电器(常闭触头)输出Q
4.0KM1左行接触器线圈输出Q
4.1KM2右行接触器线圈按编程元件地址分配表编制的系统控制梯形图为
1、下图是两台电动机顺序起动控制的继电器控制原理图,请采用PLC实现其控制原理(要求设计__接线图、编制梯形图)答1硬件接线图2梯形图
五、分析设计题(17分)
1、根据下图回答问题(9分)主电路控制电路a控制电路b控制电路c1从图中的主电路部分可知,若KM1和KM2分别闭合,则电动机的定子绕组所接两相电源对调,结果电动机转向不同2控制电路a由相互__的正转和反转起动控制电路组成,两者之间没有约束关系,可以分别工作按___2,KM1得电工作;按___3,KM2得电工作;先后或同时按___
2、__3,则KM1与KM2同时工作,两相电源供电电路被同时闭合的KM1与KM2的主触点短路,这是不能允许的3把接触器的常闭辅助触点相互串联在对方的控制回路中,就使两者之间产生了制约关系接触器通过常闭辅助触点形成的这种互相制约关系称为互锁4控制电路b中,正转和反转切换的过程中间要经过停,显然操作不方便5控制电路c利用复合按钮__
2、__3可直接实现由正转切换成反转,反之亦然
三、程序转换(20分)
1、写出下图所示梯形图对应的指令表,填入下面的表格中(5分)步数指令元件步数指令元件步数指令元件1LDX08LDX615MPS2ANIX19ANDX716ANDM23LDIX210ORB17OUTY04ANDX311ANB18MPP5ORB12LDM019OUTY16LDX413ANDM120END7ANDX514ORB燕山大学__密封线共11页第5页
2、画出与下面表格中语句表对应的梯形图(5分)步数指令元件步数指令元件步数指令元件1LDX08ANDX515LDM22ANDX19ORB16ORIM33LDX1010LDIX217ANB4ANIX1111ANIX318ANDT05LDIM012ORB19OUTY06ANDM113OUTT020END7ORB14K
1001、两台电动机顺序起动联锁控制电路两台电动机顺序起动联锁控制线路
2.自动限位控制电路自动限位控制电路自动限位控制电路
3.电动机Y-Δ减压起动控制电路电动机Y-Δ降压起动自动控制电路电动机Y-Δ降压起动自动控制电路
4.自动循环控制自动循环控制电路自动循环控制电路用按钮、继电器、灯泡等设计一个三位抢答器控制电路
5.能耗制动控制带变压器的桥式整流能耗制动自动控制电路4设计电动机Y-△降压启动PLC控制线路和程序课本100页控制要求当按下启动按钮时,星形启动,6s后自动转化成三角形运转当按下停止按钮时,电动机停机试绘出I/O图、控制线路图和梯形图
5、设计3人参加的智力竞赛抢答器控制程序课本P10728题控制要求是主持人按下开始按钮后进行抢答,先按下抢答按钮者相应的指示灯亮,同时联锁住其他参赛者,只有主持人按下停止按钮时才能将状态复位试绘出I/O表和梯形图
6、某台设备电气接线图如下图所示,两台电动机分别受接触器KM
1、KM2控制系统控制要求是两台电动机均可单独启动和停止;如果发生过载,则两台电动机均停止第一台电动机的启动/停止控制端口是X
1、X2;第二台电动机的启动/停止控制端口是X
3、X4试编写PLC控制程序(梯形图)课本P10732题答案
5、动力头Ⅰ和动力头Ⅱ动作顺序为:首先动力头Ⅰ由a到b停下然后动力头Ⅱ由d到c停下然后动力头Ⅰ回到a同时动力头Ⅱ回到dSQ为行程开关解KM
1、KM
2、KM
3、KM
4、为接触器,分别控制动力头Ⅰ正转、动力头Ⅱ正转、动力头Ⅰ反转、动力头Ⅱ反转;__1为系统启动按钮、__2为系统停止按钮;九.设计题
1、设计梯形图程序I/O分配如下:000001灯启动按钮01000控制1灯;000012灯启动按钮01001控制2灯;000023灯启动按钮01002控制3灯;00003停止按钮内部辅助继电器和其他需要用到的继电器自选控制要求:按下1灯启动按钮时只能1灯点亮并保持其它灯灭;按下2灯启动按钮时只能2灯点亮并保持其它灯灭;按下3灯启动按钮时只能3灯点亮并保持其它灯灭;按下停止按钮时最后点亮的灯灭解程序如下
2、设计梯形图程序I/O分配如下:00001启动按钮0500控制1灯;00012启动按钮0501控制2灯;00023启动按钮0502控制3灯;0003停止按钮控制要求:按下1启动按钮时1灯点亮并保持;按下2启动按钮时1和2灯点亮并保持;按下3启动按钮时1和2和3灯点亮并保持;按下停止按钮时点亮的灯全灭解程序如下
3、设计梯形图程序要求用移位指令编写一个按钮
(00000)控制一盏灯
(01000)的程序,按下按钮后,灯亮;再按,灯灭;再按,灯亮···解程序如下
4、设计梯形图程序要求用微分指令和计数器指令编写一个按钮
(0000)控制一盏灯
(0500)的程序,按下按钮后,灯亮;再按,灯灭;再按,灯亮···解程序如下(答案错误)
5、利用低压电器编写一个电气原理图控制要求是有四台电机,要求顺序启动,每台电机的启动时间间隔为10秒(由定时器设定);逆序停止,每台电机的停止时间间隔为15秒(由定时器设定)解程序如下
6、设计要求用一个按钮控制电路,按钮反复动作,到第四节拍时,产生输出,到第六节拍时,停止输出,电路复位具体要求见原始通电表节拍当前输入00000010000/
001000001020030000010401500000116007、设计要求:小车可在四个光电开关之间作直线运动按下某一按钮小车会在与之对应的光电开关处停止控制要求:小车可在四个光电开关之间作正反向直线运动并可分别在四个光电开关处停止四个光电开关对应四个按钮小车停止位置由光电开关相对应的按钮决定操作四个按钮小车进行自动选向、自动定位运行(即自动选择最短运动路线到达制定位置)解00000~00003分别为4个呼叫按钮;00004~00007分别对应4个光电开关;01000电机正转;01001电机反转;
8、设计梯形图程序手动/自动__灯双通循环控制假设010通道的00~15位都能作为输出接通外部设备,用010通道的输出控制16个__灯,要求在启动时,
00、01位控制的__灯亮,每次__灯以2个向后位移(
00、01——
02、03——
04、05——…..
14、15),位移有两种控制方式,手动控制方式,按一下位移按钮,向后位移一次;另一种控制方式为自动位移,在自动位移方式,每间隔
0.5秒位移一次;当位移到
14、15位对应的__灯亮的时候,能自动循环到
00、01位解:程序如下:
9、四台电机的运行状态用3个__灯L
1、L
2、L3指示要求只有一台电动机运行时L1亮;两台电动机运行时L2亮;三台以上电动机运行时L3亮;都不运行时3个指示灯都不亮按照上述要求,提出所需控制电气元件,选择plc机型(cpm1A),给出I/O分配,画出plc外部接线图和电动机主电路,用逻辑法设计一个梯形图程序解I/O分配L1灯01000;L2灯01001;L3灯01002;00000~00003分别表示4台电机的工作状态;系统接线路程序如下
10、某学校校门有电动机拖动,如下图所示,要求如下
(1)长动时在开或关到位时能自动停止;
(2)能点动开门或关门;请按要求设计校门的控制电路,并绘制主电路和电路原理图解主电路为一可逆运行电路,可以让校门打开和关闭控制电路为可逆和长动点动控制电路的结合其中,__1为停止按钮,__2和__3为开门和关门的长动按钮,__4和__5为开门和关门的点动按钮KM1控制开门,KM2控制关门
11、三地控制(利用CPM1A完成)解接线图如下程序如下
12、煤气加热炉切阀、转换阀控制解逻辑法设计通电表,唯一性设计依此通电表,列出输出及内部继电器的逻辑表达式如下(化简过程略)依以上逻辑表达式,画出的梯形图十.读图题
1、下图是可编程控制器的梯形图,如果00000是点动按钮,01000和01001分别为两盏指示灯,试分析下列梯形图当点动按钮00000动作4次,即00000第一次按下又放开,第二次按……第四次按下又放开,两盏指示灯的通断情况答案填于下表按钮00000点动次数输出01000的__灯明灭情况输出01001的__灯明灭情况1亮灭2灭亮3亮亮4灭灭注这里的按钮00000的点动次数是指按钮动作一次,即按钮从闭合到复位,即0—1—0的过程,不能理解为节拍
2、下图是双方向可逆顺序单通控制参考程序,它用一个开关__00000和一个按钮__00001,实现4个__灯(01000→01003),双方向可逆顺序单通控制当开关不动作时,按下按钮,__灯按正方向逐个亮;当开关动作时,按下按钮,__灯反方向逐个灭当C000的计数值从0008逐个减为0000时,DM0000,010通道的存储情况(用4位BCD码表示,如C0000008→0007→…)其中MLPX
(76)为4→16译码器控制字K,第一桁为变换开始桁号第二桁为译码桁数第三桁为0固定第四桁为0固定解C000000800070006000500040003000200010000DM000008000400020001000080004000200010000010CH
0080004000200010000800040002000100003、下图是双方向可逆顺序单通控制参考程序,它用一个开关__00000和一个按钮__00001,实现4个__灯(01000→01003),双方向可逆顺序单通控制当开关不动作时,按下按钮,__灯按正方向逐个亮;当开关动作时,按下按钮,__灯反方向逐个灭当C000的计数值从0008逐个减为0000时,DM0000,010通道的存储情况(用4位BCD码表示,如C0000008→0007→…)其中MLPX
(76)为4→16译码器控制字K,第一桁为变换开始桁号第二桁为译码桁数第三桁为0固定第四桁为0固定解DM0000:0000→0001→0002→0004→0008→0010→0020→0040→0081….01000:0000→0001→0002→0004→0008→0010→0020→0040→0081…
1.
01、电磁式电器主要由哪几部分组成各部分的作用是什么答电磁式的低压电器就其结构而言,大都由三个主要部分组成,即触头、灭弧装置和电磁机构触头触头是一切有触点电器的执行部件电器通过触头的动作来接通或断开被控制电路触头通常由动、静触点组合而成灭弧装置保护触头系统,降低损伤,提高分断能力,保证电器工作安全可靠电磁机构电磁机构是电磁式低压电器的感测部件,它的作用是将电磁能量转换成机械能量,带动触头动作使之闭合或断开,从而实现电路的接通或分断
1.
04、常用的灭弧方法有哪些答多断点灭弧、磁吹式灭弧、灭弧栅、灭弧罩
1.
05、接触器的作用是什么根据结构特征如何区分交、直流接触器答接触器是用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器,用它可以实现频繁的远距离自动控制直流电磁机构因其铁芯不发热,只有线圈发热,所以,直流电磁机构的铁芯通常是用整块钢材或工程纯铁制成,而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型,且不设线圈骨架,使线圈与铁芯直接接触,易于散热交流电磁机构由于其铁芯存在磁滞和涡流损耗,这样铁芯和线圈都发热通常交流电磁机构的铁芯用硅钢片叠哪而成,而且它的激磁线圈设有骨架,使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型,这样有利于铁芯和线圈的散热
1.
11、中间继电器与接触器有何异同答接触器是一种适用于远距离频繁地接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的电器具有低电压释放保护功能、控制容量大、能远距离控制等优点,在自动控制系统中应用非常广泛,但也存在噪声大、寿命短等缺点中间继电器是一种电压继电器,是根据线圈两端电压大小来控制电路通断的控制电器,它的触点数量较多,容量较大,起到中间放大(触点数量和容量)作用
1.
16、控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关在电路中各起什么作用答控制按钮简称按钮,在控制电路中用于手动发出控制__以控制接触器、继电器等转换开关是一种多挡式、控制多回路的主令电器转换开关广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等;也常作为电压表、电流表的换相开关,还可用于控制小容量的电动机行程开关又称做限位开关,是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令电器行程开关用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件行程开关广泛应用于各类机床、起重机械以及轻工机械的行程控制当生产机械运动到某一预定位置时,行程开关通过机械可动部分的动作,将机械__转换为电__,以实现对生产机械的制,限制它们的动作和位置,借此对生产机械给以必要的保护接近开关又称做无触点行程开关当某种物体与之接近到一定距离时就发出动作__,它不像机械行程开关那样需要施加机械力,而是通过其感辨头与被测物体间介质能量的变化来获取__用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等光电开关已被用做物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、__延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域
2.
07、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式各有什么特点和适用场合答三相笼型异步电动机的电气制动控制线路,常用的有反接制动和能耗制动
1、反接制动反接制动是利用改变电动机电源的相序,使定子绕组产生相反方向的旋转磁场,因而产生制动转矩的一种制动方法反接制动时,转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速,所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍反接制动特点之一是制动迅速,效果好,但冲击大,通常仅适用于10kW以下的小容量电动机为了减小冲击电流,通常要求串接一定的电阻以限制反接制动电流,这个电阻称做反接制动电阻反接制动的另一要求是在电动机转速接近于零时,要及时切断反相序的电源,以防止电动机反向再启动
2、能耗制动所谓能耗制动,就是在电动机脱离三相交流电源之后,定子绕组上加一个直流电压,即通入直流电流,利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的能耗制动比反接制动消耗的能量少,其制动电流也比反接制动电流小得多;但能耗制动的制动效果不及反接制动明显同时还需要一个直流电源,控制线路相对比较复杂,一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合
3.
05、PLC有什么特点答
1、抗干扰能力强,可靠性高
2、控制系统结构简单,通用性强
3、编程方便,易于使用
4、功能强大,成本低
5、设计、施工、调试的周期短
6、维护方便
01、自锁环节怎样组成它起什么作用并具有什么功能答在连续控制中,当启动按钮__松开后,接触器KM的线圈通过其辅助常开触头的闭合仍继续保持通电,从而保证电动机的连续运行这种依靠接触器自身辅助常开触头而使线圈保持通电的控制方式,称自锁或自保起到自锁作用的辅助常开触头称自锁触头
02、什么是互锁环节它起到什么作用答控制线路要求KM1与KM2不能同时通电时,为此要求线路设置必要的联锁环节将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中,则任何一个接触器先通电后,即使按下相反方向的启动按钮,另一个接触器也无法通电,这种利用两个接触器的辅助常闭触头互相控制的方式,叫电气互锁,或叫电气联锁起互锁作用的常闭触头叫互锁触头复合按钮的常闭触头同样也可起到互锁的作用,这样的互锁叫机械互锁
06、电气控制线路常用的保护环节有哪些各采用什么电气元件答电气控制线路常用的保护环节有以下几种
①、短路保护:短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用
②、电动机__过载保护:采用热继电器FR由于热继电器的热惯性较大,即使发热元件流过几倍于额定值的电流,热继电器也不会立即动作因此在电动机启动时间不太长的情况下,热继电器不会动作,只有在电动机__过载时,热继电器才会动作,用它的常闭触头使控制电路断电
③、欠电压、失电压保护:通过接触器KM的自锁环节来实现当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压如停电时,接触器KM断电释放,电动机停止转动当电源电压恢复正常时,接触器线圈不会自行通电,电动机也不会自行启动,只有在操作人员重新按下启动按钮后,电动机才能启动
④、自锁、互锁保护:将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中,则任何一个接触器先通电后,即使按下相反方向的启动按钮,另一个接触器也无法通电
2.
03、某三相笼型异步电动机单向运转,要求启动电流不能过大,制动时要快速停车试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护
2.
04、某三相笼型异步电动机可正反向运转,要求降压启动试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护
1、两台电动机顺序起动联锁控制电路两台电动机顺序起动联锁控制线路
44、将图示的电动机正反转继电器控制线路改造为PLC控制(画出接线图及程序梯形图,写出指令表程序20分)
1、简述下列电路的工作过程
四、问答题(每题10分,共40分)
1、接通电源,按下正转启动按钮__2,正转接触器KM1的线圈得电工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,电机开始正转,其常闭辅助触点断开,使反转接触器KM2的线圈不能得电而不能工作(即实现互锁);松开__2,正转接触器KM1也能继续工作在KM1工作过程中如果按下反转启动按钮__3,其常闭触点使正转接触器KM1的线圈断电而停止工作,即电机停止正转;同时反转接触器KM2的线圈得电开始工作,其常开辅助触点闭合实现自锁,常闭辅助触点断开使KM1无法得电工作(即实现互锁),电机开始反转;松开__3,反转接触器KM2也能继续工作在电机正转或反转过程中如果按下停止按钮__1,相应接触器线圈失电停止工作,电机停止运转(如果该电路出现短路,则熔断器FU1迅速熔断而切断电路电源;如果电机过载,则热继电器的常闭触点断开而切断相应接触器线圈的电源,达到电机过载保护的目的)
2.
01、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路,对所设计的电路进行简要说明,并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能答三相笼型异步电动机在小于10KW的条件下可直接启动题
2.
01、单向全压启动控制线路
2.
02、某三相笼型异步电动机单向运转,要求采用自耦变压器降压启动试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护措施
2.
02、自耦变压器降压启动控制线路
2.
03、某三相笼型异步电动机单向运转,要求启动电流不能过大,制动时要快速停车试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护
2.
04、某三相笼型异步电动机可正反向运转,要求降压启动试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护
2.
05、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适用场合
2.
11、通过图2-27理解变频器的控制原理,掌握其使用方法
2.
12、某机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动,润滑油泵由另一台三相笼型异步电动机拖动,均采用直接启动,工艺要求是
1、主轴必须在润滑油泵启动后,才能启动;
2、主轴为正向运转,为调试方便,要求能正、反向点动;
3、主轴停止后,才允许润滑油泵停止;
4、具有必要的电气保护试设计主电路和控制电路,并对设计的电路进行简单说明
2.
13、__l和__2均为三相笼型异步电动机,可直接启动,按下列要求设计主电路和控制电路
1、__l先启动,经一段时间后__2自行启动;
2、__2启动后,__l立即停车;
3、__2能单独停车;
4、__l和__2均能点动
2.
14、设计一控制线路,要求第一台电动机启动10s后,第二台电动机自行启动;运行5s后,第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行启动;再运行10s,电动机全部停止
2.
15、设计一小车运行控制线路,小车由异步电动机拖动,其动作程序如下
1、小车由原位开始前进,到终端后自动停止;
2、在终端停留2min后自动返回原位停止;
3、要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动
2.
16、简述分析电气原理图的一般步骤
5.
04、写出图5-52所示梯形图的语句表图5-52习题4梯形图程序指令表(STL)Network107OT4014=Q
0.001LDI
0.008ALD15SQ
0.2202ANI
0.109LDNM
1.016ANM
0.703LDM
0.010AM
1.117TONT37+30004AM
0.111OLD18ANM
0.605OLD12ONM
1.219=M
2.006LDNI
0.313ANT
375.
05、写出图5-53所示梯形图的语句表图5-53习题5梯形图程序指令表(STL)Network107=Q
0.014ANM
0.401LDI
0.008LPP15=M
0.302ONQ
0.009ANM
0.116LPP03LPS10=M0217LDNI
0.504AI
0.111LRD18EU05LPS12LDNT3819RQ
0.5306AM
0.013OM
0.
35.
11、试设计一个抢答器电路程序出题人提出问题,3个答题人按动按钮,仅仅是最早按的人面前的__灯亮然后出题人按动复位按钮后,引出下一个问题题图2机床工作台运动示意图ENDX0X1X2X3X4X5X6X7M0M1M2Y0Y1ENDX0X1X10X11X5M2M0M1T0Y0X2X3K100T0M3L1L2L3KM2KM1KM2__3KM1KM2FR__2__1FU2KM2FRFU1QSM3~。