電氣控制與可編程技術(shù)

1、一 填空題。1. 可編程控制器 硬件結(jié)構(gòu) 包括：中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出器件（I/O接口）、電源及編程設(shè)備。2. 輸入輸出接口是可編程控制器和 工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng) 各類(lèi)信號(hào)連接的部分。3. 能耗制動(dòng)可以采用 時(shí)間繼電器 與速度繼電器兩種控制形式。4. FX系列的特殊功能模塊可以很方便地在FX2N基本單元或擴(kuò)展單元的右邊通過(guò)擴(kuò)展 總線(xiàn) 進(jìn)行連接。5. 按紐 是最常用的主令電器，在低壓控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。6. 串行傳送數(shù)據(jù)時(shí)只需要 1-2根 傳輸線(xiàn)分時(shí)傳送即可，與數(shù)據(jù)位數(shù)無(wú)關(guān)。7. X62W萬(wàn)能銑床是臥式銑床，主要由 床身 、懸梁、刀桿支架、工作臺(tái)、溜板和升降

2、臺(tái)等幾部分組成。8. 電氣控制線(xiàn)路的主電路設(shè)計(jì)主要考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)及多速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，另外還考慮各種保護(hù)環(huán)節(jié)以及聯(lián)鎖、照明和信號(hào)等環(huán)節(jié)。9. 控制程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此，設(shè)計(jì)的控制程序必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿(mǎn)足要求為止。10. 行程開(kāi)關(guān)主要用于檢測(cè)工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程長(zhǎng)短11. 開(kāi)關(guān)量輸出接口是把PLC內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。輸出部件是電磁閥、接觸器、繼電器。12. 電流型保護(hù)的基本原理是：將保護(hù)電器檢測(cè)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)變換或放大后去控制被保護(hù)對(duì)象，當(dāng)電流達(dá)到整定值時(shí)保

3、護(hù)電器動(dòng)作。 13. 要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。14. 電氣元件應(yīng)留有備用觸點(diǎn)，必要時(shí)應(yīng)留有備用電氣元件，以便檢修、改接線(xiàn)用，為避免帶電檢修應(yīng)設(shè)置隔離電器。 15. 查線(xiàn)讀圖法是按照線(xiàn)路根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的工作步驟依次讀圖，其步驟為：（1）了解生產(chǎn)工藝與執(zhí)行電器的關(guān)系；（2）分析主電路；（3）分析控制電路。 二 術(shù)語(yǔ)解釋題。1. 低壓斷路器。答：低壓斷路器又稱(chēng)為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，它可用來(lái)分配電能，不頻繁地起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線(xiàn)路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或短路及欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過(guò)流、欠壓、熱繼電器等的

4、組合。低壓斷路器主要由觸頭、滅弧系統(tǒng)、各種脫扣和操作結(jié)構(gòu)等組成。2. 電氣元件布置圖 答：電氣元件布置圖是依據(jù)總原理圖中的部件原理圖設(shè)計(jì)的，是某些電器元件按一定原則的組合。布置圖是根據(jù)電器元件的外形繪制,并標(biāo)出各元件間距尺寸。每個(gè)電氣元件的安裝尺寸及其公差范圍，應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注，作為底板加工依據(jù)，以保證各電器的順利安裝。3. 順序功能圖 答：順序功能圖（SFC）常用來(lái)編制順序控制類(lèi)程序，它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換條件三個(gè)要素。順序功能編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為一些小的工作狀態(tài)，對(duì)這些小的工作狀態(tài)的功能分別處理后再依一定的順序控制要求連接組合成整體的控制程序。4. 梯形圖 答：圖形圖語(yǔ)

5、言是一種以圖形符號(hào)及其在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)言，是從繼電器電路圖演變過(guò)來(lái)的。是PLC編程語(yǔ)言中使用最廣泛的一種語(yǔ)言。5. 可編程控制器 答：可編程控制器（PLC）是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。三 簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述電氣控制線(xiàn)路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)。 易于掌握，使用很廣，但一般不易獲得最佳設(shè)計(jì)方案。

6、要求設(shè)計(jì)者具有一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往會(huì)因考慮不周發(fā)生差錯(cuò)，影響電路的可靠性。 當(dāng)線(xiàn)路達(dá)不到要求時(shí)，多用增加觸點(diǎn)或電器數(shù)量的方法來(lái)加以解決，所以設(shè)計(jì)出的線(xiàn)路常常不是最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的。 需要反復(fù)修改草圖，一般需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)，設(shè)計(jì)速度慢。 2. 簡(jiǎn)述電氣控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容。 電氣控制設(shè)備總體配置，即總裝配圖、總接線(xiàn)圖。 各部分的電器裝配圖與接線(xiàn)圖，并列出各部分的元件目錄、進(jìn)出線(xiàn)號(hào)以及主要材料清單等技術(shù)資料。 編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。 3. 簡(jiǎn)述電磁式繼電器的整定方法。 調(diào)整釋放彈簧的松緊程度：釋放彈簧越緊，反作用力越大，則吸合值和釋放值都增加，返回系數(shù)上升，反之返回系數(shù)下降。 改變非磁性墊片的厚

7、度：非磁性墊片越厚，銜鐵吸合后磁路的氣隙和磁阻增大，釋放值增大，使返回系數(shù)增大。 4. 線(xiàn)路保護(hù)環(huán)節(jié)包括哪幾項(xiàng)？ l 短路保護(hù)：短路時(shí)通過(guò)熔斷器FUl的熔體熔斷來(lái)切斷電路，使電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。 l 過(guò)載保護(hù)：通過(guò)熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。 l 欠壓保護(hù)：通過(guò)接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 5. 簡(jiǎn)述狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)。 （1）SFC將復(fù)雜的任務(wù)或過(guò)程分解成了若干個(gè)工序（狀態(tài)）。無(wú)論多么復(fù)雜的過(guò)程均能化分為小的工序，有利于程序的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。 （2）相對(duì)某一個(gè)具體的工序來(lái)說(shuō)，控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化，并給局部程序的編制帶來(lái)了方便。 （3）整體程序是局部程序的綜合，只要弄清各工序成立的條件、工序轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，

8、就可以進(jìn)行這類(lèi)圖形的設(shè)計(jì)。 （4） SFC容易理解，可讀性強(qiáng)，能清晰地反映全部控制工藝過(guò)程。6. 簡(jiǎn)述時(shí)間繼電器的延時(shí)方式。 l 通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化。當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。 l 斷電延時(shí)：接受輸入信號(hào)時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)消失后，延遲一定的時(shí)間，輸出才復(fù)原。 7. 電氣系統(tǒng)故障可能引起什么嚴(yán)重后果？ （1）短路電流通過(guò)短路點(diǎn)燃起電弧，使電氣設(shè)備燒壞甚至燒毀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)火災(zāi)。 （2）短路電流通過(guò)故障設(shè)備和非故障設(shè)備時(shí)，產(chǎn)生熱和電動(dòng)力的作用，致使其絕緣遭到損壞或縮短使用壽命。 （3）造成電網(wǎng)電壓下降，波及其它用戶(hù)和設(shè)備，使正常工作

9、和生產(chǎn)遭到破壞甚至使事故擴(kuò)大，造成整個(gè)配電系統(tǒng)癱瘓。 （4）最常見(jiàn)的不正常工作情況是過(guò)負(fù)荷。長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷會(huì)使載流設(shè)備和絕緣的溫度升高，而使絕緣加速老化或設(shè)備遭受損壞，甚至引起故障。16. 簡(jiǎn)述X62W萬(wàn)能銑床的電氣控制線(xiàn)路特點(diǎn)。 電氣控制線(xiàn)路與機(jī)械操作配合相當(dāng)密切，因此分析中要詳細(xì)了解機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣控制的關(guān)系。 運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整主要是通過(guò)機(jī)械方法，因此簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)中的調(diào)速控制線(xiàn)路，但機(jī)械結(jié)構(gòu)就相對(duì)比較復(fù)雜了。 控制線(xiàn)路中設(shè)計(jì)了變速?zèng)_動(dòng)控制，從而使變速順利進(jìn)行。 采用兩處控制，操作方便。 具有完善的電氣聯(lián)鎖，并具有短路、零電壓、過(guò)載及超行程限位保護(hù)環(huán)節(jié)，工作可靠。 17. 簡(jiǎn)述PLC系統(tǒng)正常

10、工作時(shí)要完成的任務(wù)。 計(jì)算機(jī)內(nèi)部各工作單元的調(diào)度、監(jiān)控； 計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備間的通訊； 用戶(hù)程序所要完成的工作。 四：設(shè)計(jì)題。1. 設(shè)計(jì)滿(mǎn)足下列要求的控制電路：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1與M2，M1起動(dòng)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間M2再起動(dòng)；M2起動(dòng)后，M1立即停止。要求具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。答：2. 利用復(fù)合按鈕，試設(shè)計(jì)“正一反一?！笔謩?dòng)控制電路。五：1. 下圖為單向反接制動(dòng)線(xiàn)路的原理圖，試分析其工作過(guò)程。答：按下SB2：KM1線(xiàn)圈得電，主觸點(diǎn)吸合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，速度繼電器KS的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)接觸器KM2線(xiàn)圈通電準(zhǔn)備條件。當(dāng)按下停止按鈕SB1：接觸器KM1線(xiàn)圈失電,切斷電動(dòng)機(jī)三相電源。此

11、時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速仍然很高，KS的常開(kāi)觸點(diǎn)仍閉合，接觸器KM2線(xiàn)圈得電主觸點(diǎn)吸合，使定子繞組得到相反相序的電源，電動(dòng)機(jī)串制動(dòng)電阻R進(jìn)入反接制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)速接近零(100r/min)時(shí)，速度繼電器KS的常開(kāi)觸點(diǎn)恢復(fù)斷開(kāi)，接觸器KM2線(xiàn)圈失電,主觸點(diǎn)釋放，切斷電源制動(dòng)結(jié)束。2. 寫(xiě)出下圖所示梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表。答：六：1. 計(jì)數(shù)脈沖從X000輸入，利用計(jì)數(shù)器C0與C1配合使用，擴(kuò)展計(jì)數(shù)為30*50=1500，試編寫(xiě)PLC梯形圖程序。答：如圖所示，X0為ON，1500次后，Y0輸出。2. 分析PLC中核心部件CPU的工作過(guò)程，并分析輸入/輸出滯后現(xiàn)象及其原因。答：CPU的工作過(guò)程為：PLC有

12、兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，是執(zhí)行應(yīng)用程序的狀態(tài)；PLC處于正常停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，是用戶(hù)編制和修改程序的狀態(tài)。PLC的運(yùn)行與停止，用戶(hù)可通過(guò)PLC的外部開(kāi)關(guān)或編程軟件的運(yùn)行/停止指令選擇控制。PLC在RUN工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。輸入/輸出滯后現(xiàn)象及其原因?yàn)椋狠斎胼敵鰷髸r(shí)間又稱(chēng)為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起到它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻止的時(shí)間間隔。 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間由輸入電路的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分所組成。 1)濾波時(shí)間 PLC的輸入模塊采用的是RC濾波, 其典型值為10ms左右,