上海海事大學(xué)可編程控制器考試試題示例

1、上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制1 1. 籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制線路1）用接觸器直接起動(dòng)2）降壓起動(dòng)控制線路星形三角形換接降壓起動(dòng)控制線路PLC實(shí)現(xiàn)SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制2定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路時(shí)間原則控制：以時(shí)間作為控制的變化參量，主要采用時(shí)間繼電器進(jìn)行控制的方法稱為時(shí)間原則控制。例如，定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制電路。如圖 3-15 所示，主電路由接觸器KM1、KM2 主觸點(diǎn)構(gòu)成串電阻接線和短接電阻接線，并由時(shí)間繼電器KT 實(shí)現(xiàn)從起動(dòng)到正常工作狀態(tài)的切換。按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1

2、 線圈得電，電動(dòng)機(jī)串電阻降壓起動(dòng)。同時(shí)，時(shí)間繼電器KT 線圈得電，經(jīng)過一定時(shí)間，其延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，KM2 線圈得電， KM1、 KT 線圈斷電。 KM2 主觸點(diǎn)閉合，電阻短接，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制3UVWFUSB2SB1KM2KT1KM2KM1KM21KMKMRKM2KM2KTKRM1a)b)3 圖3-15 定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間原則控制電路a) 主電路b) 控制電路時(shí)間原則控制多用于難以直接檢測(cè)變化參量的自動(dòng)控制中，而且時(shí)間繼電器的通用性好，控制靈活方便，因而能代替某些原則控制。3）電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)線路

3、SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制4UVWFUSB 1KM 1SBKM 2KM 1KM 1KM 2SB 2KM 2KRKM 1KM 2Ma)b)圖3-11正反向接觸器間的聯(lián)鎖b) 控制電路a) 主電路SB 1KM 1SBKM2SB 2KM 1KM 2SB2KM1SB1KM 2圖3-12采用復(fù)合按鈕的聯(lián)鎖控制電路如圖 3 -11 所示， SB為停止按鈕， SB1 為正向起動(dòng)按鈕，SB2 為反向起動(dòng)按鈕。在正向接觸器 KM1 線圈的電路中， 串入反向接觸器KM2 的常閉觸點(diǎn)， 實(shí)現(xiàn)正反向接觸器間的聯(lián)鎖（互鎖）。如果希望不用按下停止按鈕SB，

4、直接按下反向按鈕SB2 即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反向工作，SB1、SB2 可以采用復(fù)合按鈕（如圖3-12）或轉(zhuǎn)換開關(guān)。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC 控制：SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器5上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制4）正反轉(zhuǎn)自動(dòng)循環(huán)線路行程控制原理：限位開關(guān) SQ1 放在左端需要反向的位置，SQ2 放在右端需要反向的位置，機(jī)械擋鐵裝在運(yùn)動(dòng)部件上。正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，按正轉(zhuǎn)按鈕SB2，KM1 通電自鎖，電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)左移。壓下SQ1，其常閉觸點(diǎn)斷開，切斷KM1 的線圈電路。同時(shí)，SQ1 的常開觸點(diǎn)閉合，接通 KM2 的線圈電路，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作臺(tái)右移，壓下SQ2，工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)

5、左右移動(dòng)的自動(dòng)控制。限位開關(guān)SQ3、SQ4 分別起到左右超限位保護(hù)作用，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到左右的極限位置時(shí)動(dòng)作。SB1213KM2SBSQSQ11KMKMSQ23SQ2SQ4KMSB1KMKM221SQ圖3-14行程原則控制電路注意：運(yùn)動(dòng)部件經(jīng)過一次自動(dòng)往復(fù)循環(huán)，電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行兩次反接制動(dòng)過程，易出現(xiàn)較大的反接制動(dòng)電流和機(jī)械沖擊。因此，這種電路只適用于電動(dòng)機(jī)容量較小，循環(huán)周期較長，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸具有足夠剛性的拖動(dòng)系統(tǒng)中。在選擇接觸器容量時(shí)，應(yīng)比一般情況下選擇的容量大一些。5）多電機(jī)順序啟動(dòng)以車床主軸為例，主電路如圖3-13a 所示，主軸拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M 1，潤滑油泵電動(dòng)機(jī)M2?？刂齐娐啡鐖D3-13b 所示，

6、 KM2 的常開觸點(diǎn)串入KM1 的線圈電路中，實(shí)現(xiàn)先KM2 通電、后SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制6KM通電的順序動(dòng)作。起動(dòng)時(shí)，同時(shí)按下按鈕SB 、SB ，油泵先給齒輪箱供油潤滑，KM的1242常開觸點(diǎn)閉合，然后才允許主軸拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。UVWKM1FU 1FU 2KM2KM1KM1KM2KM2KR 1KR 2M1M2KM2a)圖3-13車床主軸順序啟動(dòng)控制電路b)b) 控制電路a) 主電路PLC實(shí)現(xiàn)：如圖所示。 Y0 的常開觸點(diǎn)串在Y1 的控制回路中，Y1 的接通是以Y0 的接通為條件。這樣，只有 Y0 接通才允許Y1 接通。 Y

7、0 關(guān)斷后 Y1 也被關(guān)斷停止，而且Y0 接通條件下， Y1 可以自行接通和停止。X0、 X2 為起動(dòng)按鈕， X1、 X3 為停止按鈕。6）多地點(diǎn)控制如圖 3-18 所示，進(jìn)行兩地控制，應(yīng)當(dāng)有兩組按鈕，其線路設(shè)計(jì)的普遍規(guī)則是：各個(gè)操作地點(diǎn)的起動(dòng)按鈕（常開觸點(diǎn)）并聯(lián)，即邏輯“或”的關(guān)系；停車按鈕（常閉按鈕）串聯(lián)，即邏輯“與非”的關(guān)系。SBU1SBSBKMV34WFUSB2KMKMFR圖3-18多地點(diǎn)控制電路MSMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制多地控制電路PLC實(shí)現(xiàn)：7其中 X0 和 X1 是一個(gè)地方的起動(dòng)和停止控下圖是兩個(gè)地方控制一個(gè)繼電

8、器線圈的程序。制按鈕， X2 和 X3 是另一個(gè)地方的起動(dòng)和停止控制按鈕。兩臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)啟動(dòng)10s 后第二臺(tái)啟動(dòng)，停車時(shí)兩臺(tái)同時(shí)停止。欲實(shí)現(xiàn)這一功能。 給兩臺(tái)電機(jī)供電的兩只交流接觸器要占用PLC的兩個(gè)輸出口 （Y0 及 Y2）。由于是兩臺(tái)電機(jī)聯(lián)合啟停，僅選一只啟動(dòng)按鈕（X0）和一只停止按鈕（X2），但延時(shí)功能需一只定時(shí)器（T1）。線路中的保護(hù)措施在電氣控制線路中，常用的保護(hù)措施有：短路電流保護(hù)， 過電流保護(hù)， 熱保護(hù)，零電壓、欠電壓保護(hù)，弱磁保護(hù)及超速保護(hù)等。1. 短路保護(hù)（ 1）熔斷器保護(hù)L1L2L1（ 2）過電流繼電L311器保護(hù)或斷路器保護(hù)FUFUQF2.過電流保護(hù)KV2FUS

9、B3.熱保護(hù)SBKM4.零電壓和欠1V< KV電壓保護(hù)KMKM5.其他保護(hù)措KR施（ 1）弱磁場(chǎng)保護(hù)M（ 2）超速保護(hù)36.電動(dòng)機(jī)的常a)b)用保護(hù)舉例圖3-19電動(dòng)機(jī)的常用保護(hù)控制電路如圖 3-19，快速a) 主電路b) 控制電路熔斷器FU、熔斷器L3KRFU1 為短路保護(hù)；熱繼電器KR 為過電流保護(hù)；欠電壓繼電器KV 為欠電壓保護(hù)；熱繼電器KR為熱保護(hù)； KM1、 KM2 的常閉觸點(diǎn)為聯(lián)鎖保護(hù)。SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制橫梁控制線路設(shè)計(jì)：8根據(jù)橫梁升降機(jī)構(gòu)的工藝要求，在控制電路中應(yīng)用了多個(gè)典型線路設(shè)計(jì)基本規(guī)律：1 點(diǎn)動(dòng)

10、控制例如，上升運(yùn)動(dòng)為調(diào)整運(yùn)動(dòng)，并且是手動(dòng)控制，因此采用點(diǎn)動(dòng)控制。下降運(yùn)動(dòng)也是如此。2正反轉(zhuǎn)控制例如，上升、下降，夾緊、放松是方向相反的兩對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此要求電動(dòng)機(jī)M1、M 2 可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。3自鎖環(huán)節(jié)例如， 放松接觸器KM3線圈電路中的KM3 常開觸點(diǎn)，為防止在放松過程中按鈕SB1 松開，加入KM3 的自鎖觸點(diǎn)。4正反向接觸器的聯(lián)鎖控制例如，圖 3-24b 中的 KM1、KM2 的常閉觸點(diǎn)。5順序起動(dòng)控制例如，時(shí)間繼電器KT 和下降繼電器KM2 的動(dòng)作順序?yàn)橄陆祫?dòng)作結(jié)束時(shí)，時(shí)間繼電器動(dòng)作。因此，將 KM2 的常開觸點(diǎn)加入到KT 線圈的控制電路中。6行程原則控制例如，限位開關(guān)SQ1、 SQ2、

11、 SQ3，分別實(shí)現(xiàn)放松、上升、下降的極限位置控制。7時(shí)間原則控制例如，時(shí)間繼電器KT 控制回升運(yùn)動(dòng)。8電流原則控制例如，夾緊力大小的控制。將以上基本環(huán)節(jié)根據(jù)控制要求組合起來，先設(shè)計(jì)能夠基本滿足工藝要求的電路，經(jīng)過反復(fù)修改和試驗(yàn)，使電路符合設(shè)計(jì)要求，并增加保護(hù)環(huán)節(jié)。這種方法常為工程設(shè)計(jì)人員采用，但設(shè)計(jì)的電路觸點(diǎn)不一定最少，也不一定是最優(yōu)方案。L1L2L3QFKM1KM2KM3KM4I>KAM1M2a)L 1SB 1L 3SB 2KKM 2SQKM 4SB 2SQ 1KKTKM 1SQKSB 1KM 4KM3KAKM4KKM 323KKM 1KM 2KM 3KM 2b)圖3-24 主電路和控

12、制電路最終方案a) 主電路b)控制電路KM 4KTSMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器9上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制可編程邏輯控制器部分：一、PLC的結(jié)構(gòu)組成PLC是一種以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的一種工業(yè)控制專用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成與微機(jī)基本相同，包括以下幾部分：中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出（I/O ）部件、電源部件和外部設(shè)備，如圖 5 1 所示。外系用I/OI/O編程器統(tǒng)戶BA設(shè)程程擴(kuò)擴(kuò)接序序展展其他外設(shè)口存儲(chǔ)器接單輸微處理器 CPU輸接受現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)入出驅(qū)動(dòng)部部受控元件件電源部件件圖 5-1 PLC結(jié)構(gòu)組成二、 PL

13、C的工作方式PLC與其它計(jì)算機(jī)一樣，其功能還必須由軟件支持，軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。PLC的工作方式是在其系統(tǒng)軟件的控制和指揮下， 對(duì)應(yīng)用軟件 （用戶程序） 作周期性的循環(huán)掃描工作。 每一循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期， 每一個(gè)掃描周期分為輸入采樣、執(zhí)行程序、輸出刷新和通訊四個(gè)階段。SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制101. 輸入采樣階段PLC在采樣階段以掃描方式順序讀入所有輸入的狀態(tài)，并存入輸入數(shù)據(jù)寄存器中。接著轉(zhuǎn)入執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)變化，輸入數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變。這些變化只能在下一個(gè)掃描周期輸入采樣時(shí)讀入。2.

14、程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段， 先從輸入數(shù)據(jù)寄存器中讀入所有輸入的狀態(tài)。指令的執(zhí)行總是根據(jù)梯形圖的順序先左后右、先上后下地對(duì)每條指令進(jìn)行掃描，并按程序中規(guī)定讀入某個(gè)輸出、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。然后，進(jìn)行邏輯運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果存入輸出數(shù)據(jù)寄存器。3. 輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完以后，輸出數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)不再發(fā)生變化，輸出數(shù)據(jù)寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，并驅(qū)動(dòng)輸出電路。這才是PLC的實(shí)際輸出。4. 通訊輸出刷新過后，PLC 進(jìn)入與編程器和上位機(jī)或下位機(jī)通訊（如果有通訊請(qǐng)求）。在與編程器通訊過程中，編程器把編程和修改的參數(shù)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)把要顯示的狀

15、態(tài)、數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤碼等發(fā)送給編程器進(jìn)行相應(yīng)顯示。編程器還要發(fā)送給主機(jī)停機(jī)、啟動(dòng)、清內(nèi)存等命令。以上四個(gè)階段構(gòu)成了PLC執(zhí)行用戶程序的一個(gè)工作周期。在 PLC內(nèi)部設(shè)置了監(jiān)視定時(shí)器，對(duì)每個(gè)掃描周期進(jìn)行監(jiān)視，以免由于CPU內(nèi)部故障使系統(tǒng)進(jìn)入死循環(huán)。三、 PLC的編程語言1. 順序功能表圖（ SFC）步 1轉(zhuǎn)換 1步 2動(dòng)作 1轉(zhuǎn)換 2動(dòng)作 2步 3動(dòng)作 3（ a）（b）（ c）圖 5-2 順序功能表圖結(jié)構(gòu)圖（ a）順序結(jié)構(gòu)， （ b）選擇結(jié)構(gòu)， （ c）并行結(jié)構(gòu)2. 梯形圖（ LD）3. 指令表（ IL）等四、 PLC與繼電接觸器控制系統(tǒng)的比較在 PLC出現(xiàn)之前， 邏輯控制和順序控制都是由傳統(tǒng)的繼電接觸

16、器控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。由于采用了微控制器和計(jì)算機(jī)技術(shù)，PLC與傳統(tǒng)的繼電接觸器系統(tǒng)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：1傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)是針對(duì)一定的生產(chǎn)機(jī)械、固定的生產(chǎn)工藝而設(shè)計(jì)，采用硬接SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制11線方式安裝而成，只能進(jìn)行開關(guān)量的控制；而 PLC采用軟件編程來實(shí)現(xiàn)各種控制功能，只要改變程序，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變，并且可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)量和模擬量的控制，因而適應(yīng)性強(qiáng)。2傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)中，隨著控制對(duì)象的增多，必然要增加繼電器數(shù)目，提高系統(tǒng)的運(yùn)營成本；而對(duì)于PLC來說，只需要改變程序就可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能。3繼電接觸器控

17、制系統(tǒng)在長期使用的過程中，受接觸不良和觸點(diǎn)壽命的影響，可靠性低； PLC由于采用了微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可靠性比較高，抗干擾能力強(qiáng)。4繼電接觸器控制系統(tǒng)要擴(kuò)充、改裝都必須重新設(shè)計(jì)重新配置；而PLC在 I/O 點(diǎn)數(shù)及內(nèi)存容許范圍內(nèi)，可自由擴(kuò)充。5與傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)相比，PLC 體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，開發(fā)周期短，安裝和維護(hù)工作量小，PLC還有完善的監(jiān)控和自診斷功能，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障。因此， PLC在性能上比繼電接觸器邏輯控制優(yōu)異，在用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的過程中，傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，大多數(shù)將被PLC控制系統(tǒng)所取代。梯形圖到指令語句表：LD X0OR X11）2）LDI X2L

18、D X1OR X3OR X2ANBORI M105OUT M0OUT Y1LD X0LD X3AND X1OR M100LD X2ANI X4ANI X3ORI M100ORBOUT M100OUT M1SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制LD X0123）MPSMPPAND X1AND X4MPSMPSAND X2AND X5OUT Y0OUT Y2MPPMPPANDX3AND X6OUT Y1OUT Y3時(shí)序圖到梯形圖：1）編程實(shí)現(xiàn)按鈕X0 按一下， Y0 輸出如下圖脈沖波形用 SET ,RST指令如何實(shí)現(xiàn)？2）啤酒生產(chǎn)線中有一個(gè)環(huán)節(jié)

19、是對(duì)成品進(jìn)行裝箱，假設(shè)每 12 瓶裝為一箱，思考如何實(shí)現(xiàn)。SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制13 3）多個(gè)定時(shí)器組合電路如圖所示。當(dāng)X0 接通， T0 線圈得電并開始延時(shí)，延時(shí)到T0 常開觸點(diǎn)閉合，又使T1 線圈得電，并開始延時(shí)，當(dāng)定時(shí)器 T1 延時(shí)到，其常開觸點(diǎn)閉合， 再使 T2 線圈得電，并開始延時(shí)，當(dāng)定時(shí)器 T2 延時(shí)到，其常開觸點(diǎn)閉合，才使 Y0 接通。因此，從 X0為 ON開始到 Y0接通共延時(shí) 9000s。4）定時(shí)器和計(jì)數(shù)器組合當(dāng) X1 為 ON 時(shí)， T1 開始定時(shí)， 0.6s 后 T1 定時(shí)時(shí)間到，其常閉觸點(diǎn)斷開，使它自

20、己復(fù)位，復(fù)位后T1 的當(dāng)前值變?yōu)?，同時(shí)它的常閉觸點(diǎn)接通，使它自己的線圈重新通電，又開始定時(shí)。 T1 將這樣周而復(fù)始地工作，直至 X1 變?yōu)?OFF。從分析中可看出， 1 最上面一行電路是一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器，脈沖周期等于 T1 的設(shè)定值。產(chǎn)生的脈沖列送給C0 計(jì)數(shù)，計(jì)滿3 個(gè)數(shù)后， C0 的當(dāng)前值等于設(shè)定值，它的常開觸點(diǎn)閉合，Y0 開始輸出。5）二分頻電路N 分頻電路（可參考， 為原創(chuàng)，有可能錯(cuò)誤）SMU電氣系測(cè)控技術(shù)與儀器上海海事大學(xué)電氣系PLC 考試試題類型示例測(cè)控 122 班委會(huì)編制14 1.集中與分散控制電路：在多臺(tái)單機(jī)組成的自動(dòng)線上，有在總操作臺(tái)上的集中控制和在單機(jī)操作臺(tái)上分散控制的聯(lián)鎖。集中與分散控制的梯形圖如圖所示。X2 為選擇開關(guān)，以其觸點(diǎn)為集中控制與分散控制的聯(lián)鎖觸點(diǎn)。當(dāng)X2