電氣控制與PLC應(yīng)用期末總復(fù)習(xí)

1、考試題型一、填空題（40分）每空1分二、簡(jiǎn)答題（40分）每小題5到6分三、設(shè)計(jì)題（20分）每題10分第一部分 填空題第一章 常用低壓控制電源(33)1、低壓電器用于交流電壓1200V、直流電壓1500V以下的電路中。2、接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置組成。3、電磁系統(tǒng)包括鐵心(銜鐵)、靜鐵心和電磁線圈3部分。4、常見的滅弧裝置有電動(dòng)力滅弧、滅弧柵滅弧和磁吹滅弧。5、時(shí)間繼電器按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)。6、速度繼電器主要有定子、轉(zhuǎn)子和觸頭3個(gè)部分組成，動(dòng)作轉(zhuǎn)速在120r/min左右，復(fù)位轉(zhuǎn)速在100r/min以下。7、低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)。8、低壓斷路器相當(dāng)于

2、刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器和欠電壓繼電器組合。9、當(dāng)?shù)蛪弘娋W(wǎng)發(fā)生人體觸電或設(shè)備漏電時(shí)，漏電保護(hù)器能迅速自動(dòng)切斷電源，從而避免造成事故。10、漏電保護(hù)器按其檢測(cè)故障信號(hào)的不同可分為電壓型和電流型。11、低壓隔離器也稱刀開關(guān)，品種主要有低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)3種。12、位置開關(guān)按其結(jié)構(gòu)不同可分為直動(dòng)式、滾輪式和微動(dòng)式。第二章 電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)(26)1、電氣控制線路的表示方法有：電氣原理圖、電氣元件布置圖和電氣安裝接線圖 3種。2、電氣控制工程圖中，文字符號(hào)分為基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)。3、三相籠型電動(dòng)機(jī)減壓?jiǎn)?dòng)的方法有定子繞組串電阻減壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器

3、減壓?jiǎn)?dòng)、Y-減壓?jiǎn)?dòng)和延邊三角形減壓?jiǎn)?dòng)等。4、三相異步電動(dòng)機(jī)常用的電氣制動(dòng)方法有：反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、發(fā)電制動(dòng)和電容制動(dòng)等。5、三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極對(duì)數(shù)p、改變電源頻率f1和改變轉(zhuǎn)差率s等。第三章 可編程控制器基礎(chǔ)(14)1、PLC的存儲(chǔ)器單元可分為兩個(gè)部分：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。2、PLC的輸入單元通常有直流、交流和交直流3種類型。3、PLC的輸出方式通常有繼電器方式、晶體管方式和晶閘管方式3種方式。4、PLC的運(yùn)行周期一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段。5、一個(gè)繼電接觸器控制系統(tǒng)必然包括3個(gè)部分：輸入部分、邏輯電路部分和輸出部分。第

4、四章 S7-200 PLC的系統(tǒng)配置(6)1、PLC的存儲(chǔ)器主要用于存放：系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。2、S7-200 PLC的接口模塊有數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊和智能模塊等。第五章 S7-200 PLC的指令系統(tǒng)(34)1、使用SIMATIC指令集，可以用梯形圖、功能塊圖和語(yǔ)句表編程語(yǔ)言編程。2、S7-200 PLC的指令參數(shù)所用的基本數(shù)據(jù)類型有1位布爾型(BOOL)、8位字節(jié)型(BYTE)、16位無符號(hào)整數(shù)(WORD)、有符號(hào)整數(shù)(INT)、32位無符號(hào)雙字整數(shù)(DWODE)、有符號(hào)雙字整數(shù)(DINT)、32位實(shí)數(shù)型(REAL)。3、PlC的存儲(chǔ)器分為程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)

5、3個(gè)部分。4、S7-200 PLC定時(shí)器的時(shí)基有3種：1ms、10ms、100ms。5、S7-200 PLC定時(shí)器有3種類型：TON(通電延時(shí))、TONR(有記憶通電延時(shí))、TOF(斷電延時(shí)）。6、S7-200 PLC計(jì)數(shù)器有3種類型：增計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)、增減計(jì)數(shù)。7、S7-200 PLC尋址方式有3種：立即尋址、直接尋址、間接尋址。8、用戶程序可分為3個(gè)程序區(qū)：主程序、子程序、中斷程序。9、每一個(gè)SCR程序段中均包含3個(gè)要素：輸出對(duì)象、轉(zhuǎn)移條件、轉(zhuǎn)移目標(biāo)。10、S7-200 系統(tǒng)提供3個(gè)順序控制指令：順序控制開始指令(LSCR)、順序控制轉(zhuǎn)移指令(SCRT）、順序控制結(jié)束指令(SCRE)。第九章

6、 S7-200可編程控制器的通信與網(wǎng)絡(luò)(22)1、按照傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)空順序，數(shù)據(jù)的通信可分為并行通信和串行通信兩種。2、串行通信按信息傳輸格式分為同步通信和異步通信。3、按串行通信的數(shù)據(jù)在通信線路進(jìn)行傳送的方向可分為單工、半雙工和全雙工通信方式3種。4、數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有樹型、星型、總線型和環(huán)型等。5、自由口通信指令包括自由口發(fā)送指令XMT和自由口接收指令RCV。6、S7-200通信電纜主要有Profibus網(wǎng)絡(luò)電纜和PC/PPI電纜。7、S7-200支持的通信協(xié)議主要有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口協(xié)議(PPI)、多點(diǎn)接口(MPI)和PROFIBUS。8、互聯(lián)和通信是網(wǎng)絡(luò)的核心，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸控制、傳

7、輸介質(zhì)和通道利用方式是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的四大要素。第二部分 簡(jiǎn)答題第一章 常用低壓控制電源1、交、直流接觸器電磁系統(tǒng)的區(qū)別：答：(1)、交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通、分?jǐn)嘟涣髦麟娐?。?dāng)交變磁通穿過鐵心時(shí)，將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。為減少鐵損，鐵心用硅鋼片沖壓而成。為了便于散熱，線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上。(2)、直流接觸器線圈通以直流電，鐵心中不會(huì)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不會(huì)發(fā)熱。為了方便加工，鐵心用整塊鋼塊制成。為使線圈散熱良好，通常將線圈繞制成長(zhǎng)而薄的圓筒狀。2、電壓繼電器和電流繼電器的區(qū)別：答：電壓繼電器反映的是電壓信號(hào)，使用時(shí)電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)，其線圈匝數(shù)多而線徑

8、細(xì)。電流繼電器反映的是電流信號(hào)，在使用時(shí)，電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)，其線圈匝數(shù)少而線徑粗。3、單相交流電磁機(jī)構(gòu)我為什么要設(shè)置短路環(huán)？它的作用是什么？三相交流電磁鐵要否裝設(shè)短路環(huán)？答：(1)由于單向交流接觸器鐵心的磁通是交變的，故當(dāng)磁通過零時(shí)，電磁吸力也是零，吸合后的銜鐵在反力彈簧的作用下將被拉開，磁通過零后電磁吸力又增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)，銜鐵又被吸合。這樣，交流電源頻率的變化，使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)和噪音，甚至使鐵心松散。因此，交流接觸器鐵心端面上都是安裝一個(gè)銅制的短路環(huán)。(2)、短路環(huán)將鐵心端面分隔成兩部分，當(dāng)交變磁通穿過短路環(huán)所包圍的截面積S2在環(huán)中產(chǎn)生渦流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此渦流產(chǎn)生

9、的磁通2在相位上落后于短路環(huán)外鐵心截面S1中得磁通1，由1、2產(chǎn)生的電磁吸力為F1、F2，作用在銜鐵上的合成電磁吸力為F1+F2，只要此合力始終大于其反力，銜鐵就不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。(3)、對(duì)于三相交流電而言，因?yàn)槿嗖荒芡瑫r(shí)為零。就相當(dāng)于整個(gè)電磁鐵電流沒有過零點(diǎn)，磁場(chǎng)不會(huì)消失，銜鐵就不會(huì)振動(dòng)，故無須加裝短路環(huán)。4、簡(jiǎn)述刀開關(guān)安裝時(shí)的注意事項(xiàng)？答：刀開關(guān)安裝時(shí)，手柄要向上，不得倒裝或平裝。倒裝時(shí)，手柄有可能因自動(dòng)下滑而引起誤合閘，造成人身事故。接線時(shí)，應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載接在熔絲下端。這樣，拉閘后刀開關(guān)與電源隔離，便于更換熔絲。5、鐵殼開關(guān)操作機(jī)構(gòu)具有的特點(diǎn)？答：操作機(jī)構(gòu)具有兩大特點(diǎn)：一是

10、采用儲(chǔ)能合閘方式，在手柄轉(zhuǎn)軸與底座間裝有速斷彈簧，以執(zhí)行合閘或分閘，在速斷彈簧的作用下，動(dòng)觸刀與靜觸刀分離，使電弧迅速拉長(zhǎng)而熄滅。二是具有機(jī)械連鎖，當(dāng)鐵蓋打開時(shí)，刀開關(guān)被卡住，不能操作合閘。鐵蓋合上，操作手柄使開關(guān)合閘后，鐵蓋不能打開。6、如何從工作狀態(tài)來分析是欠電流（欠電壓）還是過電流（過電壓）繼電器？答：電路正常工作時(shí)，欠電壓（欠電流）繼電器吸合，當(dāng)電路電壓（電流）減小到某一個(gè)整定值以下時(shí)，欠電壓（欠電流）繼電器釋放，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)欠電壓（欠電流)保護(hù)。電路正常工作時(shí)，過電壓（過電流）繼電器不動(dòng)作，當(dāng)電路電壓（電流）超過某一整定值時(shí)，過電壓（過電流）繼電器吸合，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)過電壓（過電流）保護(hù)。

11、第二章 電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)(26)1、為什么電動(dòng)機(jī)要設(shè)零電壓和欠電壓保護(hù)？答：(1)防止電源電壓嚴(yán)重下降時(shí)電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行；(2)防止電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)而造成設(shè)備和人身事故；(3)避免多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。2、電氣控制線路常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有哪些？各采用什么電氣元件？答：短路保護(hù)：短路時(shí)熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載保護(hù)：采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值得電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載時(shí)，熱繼電器才會(huì)動(dòng)作，用它的常閉

12、觸頭使控制電路斷電。欠電壓、失電壓保護(hù)：通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓由于某種原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓（如停電）時(shí)，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí)，接觸器線圈不會(huì)自行通電，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)自行啟動(dòng)，只有在操作人員重新按下啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。自鎖、互鎖保護(hù)：將其中一個(gè)接觸器的常閉觸頭串入另一個(gè)接觸器線圈電路中，則任何一個(gè)接觸器先通電后，即使按下相反方向的啟動(dòng)按鈕，另一個(gè)接觸器也無法通電。3、簡(jiǎn)述三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的控制過程？答：工作過程：合上開關(guān)QK 按下啟動(dòng)按鈕SB2 接觸器KM1通電 電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)運(yùn)行 速度繼電器KS常開觸頭閉合，為制動(dòng)做準(zhǔn)備。制

13、動(dòng)時(shí)按下停止按鈕SB1 KM1斷電 KM2通電(KS常開觸頭尚未打開) KM2主觸頭閉合，定子繞組串入限流電阻R進(jìn)行反接制動(dòng) n0時(shí)，KS常開觸頭斷開 KM2斷電，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)結(jié)束。圖 單向運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路第三章 可編程控制器基礎(chǔ)1、PLC為什么采用集中采樣、集中輸出的工作方式？這種方式對(duì)輸入、輸出的響應(yīng)產(chǎn)生怎樣的影響？答：采用集中采樣、集中輸出的工作方式可減少外界干擾的影響。但是這種方法會(huì)使輸出對(duì)輸入的響應(yīng)產(chǎn)生之后，并有可能丟失和錯(cuò)漏高頻輸入信號(hào)；此外，當(dāng)I/O點(diǎn)數(shù)較多且用戶程序較長(zhǎng)時(shí)，輸出信號(hào)的頻率也必然會(huì)受到限制。2、從軟硬件兩個(gè)角度說明PLC的高抗干擾性能？答：硬件方

14、面：對(duì)主要部件進(jìn)行了良好的屏蔽；電源部分具有良好的濾波；I/O回路與CPU電路之間采用光電耦合器隔離等。軟件方面：采用軟元件，大量減少硬件電路和繼電器；故障檢測(cè)功能；信息保護(hù)和恢復(fù)功能；循環(huán)掃描時(shí)間和超時(shí)報(bào)警等。3、如果數(shù)字零輸入的脈沖寬度小于PLC的循環(huán)周期，是否能保證PLC檢測(cè)到該脈沖？為什么？答：不能保證檢測(cè)到該脈沖。因?yàn)镻CL對(duì)輸入的處理集中字循環(huán)周期的某一段進(jìn)行，即所謂的輸入刷新階段。在這一時(shí)段外，PLC不響應(yīng)任何輸入信號(hào)的變化，因此假如某一輸入脈沖的時(shí)間寬度小于PLC的循環(huán)掃描周期，則很可能當(dāng)PLC進(jìn)入輸入刷新階段之前，脈沖已經(jīng)消失，所以不能保證PLC檢測(cè)到該脈沖信號(hào)。第五章 S7

15、-200 PLC的指令系統(tǒng)1、S7-200 PLC的指令參數(shù)所用的基本數(shù)據(jù)類型有哪些？答：S7-200 PLC的指令參數(shù)所用的基本數(shù)據(jù)類型有 1位布爾型(BOOL)、8位字節(jié)型(BYTE)、16位無符號(hào)整數(shù)(WORD)、有符號(hào)整數(shù)(INT)、32位無符號(hào)雙字整數(shù)(DWODE)、有符號(hào)雙字整數(shù)(DINT)、32位實(shí)數(shù)型(REAL)。2、根據(jù)梯形圖寫出語(yǔ)句表程序。P170-第7、8題M09電氣工程及其自動(dòng)化(2)班第 21 頁(yè)2022-1-5解: D I0.0O I0.3LD I0.1O I0.4ALDAN I0.2= Q0.1LD Q0.1TON T37，30S Q0.2，4LD I0.1S Q

16、0.3，1解: LD I0.4EUSHRB I0.5，V3.0，4LD I0.1LPSA V3.0S Q3.0，2LRDA V3.1R Q3.1，1LRDA V3.2S Q3.2，3LPPA V3.3S Q3.3，13、修改梯形圖中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。(a) (b)解：圖（a）：預(yù)設(shè)值PV32767，超范圍。圖（b）：(1)字邏輯指令操作數(shù)應(yīng)是字尋址，VD30應(yīng)改為VW30。(2)雙字邏輯指令操作數(shù)應(yīng)是雙字尋址，VW20應(yīng)改為VD20，VW100應(yīng)改為VD100。改正后的程序見下圖：(a) (b)第九章 S7-200可編程控制器的通信與網(wǎng)絡(luò)1、簡(jiǎn)述并行通信的通信過程。答：并行通信是指所傳送數(shù)據(jù)的各位同

17、時(shí)發(fā)送或接收。并行通信傳遞數(shù)據(jù)塊，但由于一個(gè)并行數(shù)據(jù)有多少位二進(jìn)制數(shù)就需要多少根傳送線，所以通常用于近距離傳輸。在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致線路復(fù)雜，成本高，而且在傳輸過程中，容易因線路因素使電壓標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變化，最常見的是電壓衰減和信號(hào)互相干擾問題，使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤。如果通信距離小于30m可采用并行通信，例如計(jì)算機(jī)(PC)與打印機(jī)的通信，PLC的內(nèi)部元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間。2、簡(jiǎn)述串行通信的通信過程。答：串行通信是指所傳送的數(shù)據(jù)按順序一位一位地發(fā)送或接收。串行通信只需一根到兩根傳輸線，在長(zhǎng)距離傳送時(shí)，通信線路簡(jiǎn)單且成本低，但傳遞速度比并行速度低，故常用于長(zhǎng)距離傳送且速度要求不高的場(chǎng)合。近年

18、來，串行通信技術(shù)有了很快的發(fā)展，通信速度甚至可以達(dá)到MB/s的數(shù)量級(jí)，因此在分布式控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。如果通信距離大于30m，則要采用串行通信方式，如計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與PLC之間、PLC與PLC之間等。3、什么時(shí)異步通信？什么時(shí)同步通信？答：串行通信按照信息傳輸格式分為同步通信和異步通信。在串行通信中，發(fā)送端與接收端之間的同步問題是數(shù)據(jù)通信中得一個(gè)重要問題，同步不好，輕者導(dǎo)致誤碼增加，重者使整個(gè)系統(tǒng)不能正常工作。為解決這一傳送過程中得問題，在串行通信中采用了兩種同步技術(shù)異步通信和同步通信、（1）異步通信：異步傳送也稱起止式傳送，它是利用起止法來達(dá)到收發(fā)同步。在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一

19、幀的傳送。在幀格式中，一個(gè)字符由4個(gè)部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶效驗(yàn)位、停止位。（2）同步通信：同步傳送在數(shù)據(jù)開始處就用同步字符來指示。由定時(shí)信號(hào)（時(shí)鐘）來實(shí)現(xiàn)收發(fā)端同步，一旦檢測(cè)到與規(guī)定的同步字符相符合，接下去就連續(xù)按順序傳送數(shù)據(jù)。第三部分 設(shè)計(jì)題電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)要求：主電路、控制電路、主要元件說明1、串電阻降壓?jiǎn)?dòng)圖 定子繞組串電阻起動(dòng)控制線路啟動(dòng)過程如下：2、星三角降壓?jiǎn)?dòng)圖 星-三角形減壓起動(dòng)控制線路啟動(dòng)過程如下：3、正、反轉(zhuǎn)控制a)圖(a)的工作過程如下：正轉(zhuǎn)控制 合上刀開關(guān)QK按下正向啟動(dòng)按鈕SB2正向接觸器KM1通電KM1主觸頭和自鎖觸頭閉合電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)

20、控制 合上刀開關(guān)QK按下正向啟動(dòng)按鈕SB3反向接觸器KM2通電KM2主觸頭和自鎖觸頭閉合電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)4、能耗制動(dòng)圖 能耗制動(dòng)控制線路 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，切斷定子繞組的交流電源后，在定子繞組任意兩相通入直流電流，形成一固定磁場(chǎng)，與旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩。制動(dòng)結(jié)束必須及時(shí)切除直流電源。工作過程如下：5、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)(兩臺(tái)）圖 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)控制線路 在圖(a)中，接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)、停止；接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)M2的啟動(dòng)、停止?，F(xiàn)要求電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)M2才能啟動(dòng)。工作過程如下：合上刀開關(guān)QK按下啟動(dòng)按鈕SB2接觸器KM1通電電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)KM1常開輔助觸頭閉合按下啟動(dòng)按鈕SB4接觸器KM2通電電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)電