《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业附答案Word文档格式.docx
《《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业附答案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业附答案Word文档格式.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
6.电磁式继电器与电磁式接触器同是用来通断电路的，它们有何不同？
接触器的触头有主触头和辅助触头，主触头用于开闭大电流的主电路，辅助触头用于开闭小电流的控制电路。
继电器用在控制电路中，流过触头的电流比较小，不需要灭弧装置，也没有主触头和辅助触头之分。
7．在电器控制中，熔断器和热继电器保护作用有何不同？
为什么？
熔断器用于短路保护，热继电器用于过载保护。
熔断器只能保护用电设备不超过最大电流，而不能反映用电设备的发热状况。
热继电器是按照电流的热效应工作的电器，它用来防止用电设备长期过载造成的过热现象。
8.比较接近式行程开关与机械式行程开关的优缺点。
接近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；
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
9．比较交、直流电磁铁的特点。
直流电磁铁的特点：
①励磁电流的大小仅取决于励磁线圈两端的电压及本身的电阻，而与衔铁的位置无关。
②直流电磁铁的吸力在衔铁起动时最小，而在吸合时最大，
交流电磁铁的特点：
①励磁电流与衔铁位置有关，当衔铁处于起动位置时，电流最大；
当衔铁吸合后，电流就降到额定值。
②吸力与衔铁位置有关，但影响比直流电磁铁小的多，随着气隙的减小，其吸力将逐渐增大，最后将达到1.5~2倍的初始吸力。
10.一台三相异步电动机，额定功率为5.5KW，额定电压为380V，额定电流为11.25A，起动电流为额定电流的7倍，试选用对它进行控制和保护用的按钮、接触器、热继电器和组合开关。
解：
电动机的额定电流
，起动电流为
控制电路采用交流220V供电。
则起动按钮（优先选绿色）和停止按钮（优先选红色）选用额定电压≥220V的即可。
接触器选用交流接触器，主触点的额定电压≥380V，额定电流应≥78.75V，励磁线圈选择额定电压交流220V，频率50Hz。
热继电器的额定电流应≥1.05IN=1.05×
11.25=11.8A。
组合开关的额定电压为交流380V，三极触点，额定电流≥78.25A即可。
在下表中填上电器的图形符号和文字符号。
名称
文字符号
图形符号
线圈（元件）
常开触点
常闭触点
刀开关
Q
接触器
KM
时间继电器
延时闭合
ST
延时断开
延时闭合和延时断开
空气断路器
QF
按钮
SB
速度继电器
KS
热继电器
FR
熔断器
FU
行程开关
11．简述电磁工作台的工作原理及其优缺点。
电磁工作台的励磁线圈通入直流励磁电流后，磁通φ由铁心进入面板的N区，穿过被加工的工件而进入S区，然后由箱体外壳再返回铁心，形成一闭合磁路。
于是，被加工的工件就被紧紧吸在面板上。
切断励磁电流后，由于剩磁的影响，工件仍将被吸在工作台上，要取下工件必须在励磁线圈通入脉动电流去磁。
电磁工作台不但简化了夹具，而且还具有装卸工件迅速、加工精度较高等一系列优点。
只要机床的切削力不太大，一般都可采用。
缺点是对加工后的产品要做去磁处理。
12.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？
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。
13．自锁环节怎样组成？
它起什么作用？
并具有什么功能？
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。
14．什么是互锁环节，它起到什么作用？
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。
15．试设计一台异步电动机的控制线路。
要求：
（1）能实现起、停的两地控制；
（2）能实现点动调整；
（3）能实现单方向的行程保护；
（4）要有短路和过载保护。
图1
如图1所示，左侧为主电路，右侧为控制电路。
SB1和SB2是长动起动按钮，SB3和SB4是停止按钮，SB5是点动按钮，行程开关ST的常闭触点起行程保护作用，熔断器起短路保护作用，热继电器起过载保护作用。
16．一台双速电动机，试按下述要求设计控制电路。
（1）分别用两个按钮操作电动机的高速和低速起动，用一个总停止按钮操作电动机的停止；
（2）起动高速时，应先接成低速经延时后再换接到高速；
（3）应有短路保护和过载保护
如图2所示，SB2为低速起动按钮，SB3为高速起动按钮，SB1为停止按钮。
当SB2按下时，KML得电并自锁，在主电路中其常开触点闭合，出线端D1、D2、D3接电源，D4、D5、D6端悬空，此时电动机绕组为三角形接法，每相绕组中两个线圈串联，成四个极，电动机为低速；
当SB3按下时，先是KML得电并自锁，此时为低速运行，经过延时后，KML断电，而KM和KMH得电，此时出线端D1、D2、D3短接，而D4、D5、D6接电源，则绕组为双星形，每相绕组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速运行。
图2
17．今有两台电动机，每次只允许一台运转且一台只需单方向运转，另一台要求能正反转。
两台电动机都要求有短路保护和过载保护，试画出其电路。
如图3所示。
电动机M2可单向运行，KM3为其控制接触器；
电动机M3可正反转运行，KM1和KM2分别为正、反转接触器。
图3
18．为了限制点动调整时电动机的冲击电流，试设计它的电器控制线路。
要求正常运行时为直接起动，而点动调整时需串入限流电阻。
如图5所示。
SB1为长动起动按钮，SB3为点动起动按钮。
KM2
《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业
（2）
1.简述机电设备电器控制线路的基本设计步骤。
机电设备电器控制线路的基本设计步骤如下：
1拟定技术条件（任务书）；
2选择电气传动形式及控制方案；
3选择电动机；
4设计电器控制原理图；
5选择电气元件，并制定电气元件明细表；
6设计操作台、电气柜、标准电气元件和专用安装零件；
7绘制电气设备总布置图、电气安装图以及电气接线图；
8编写设计说明书和使用说明书。
2.在选择机电设备拖动用的电动机时，应主要考虑哪些内容？
1答：
不需要调速且对起动性能也无过高要求的设备应优先选择鼠笼式异步电动机。
2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。
3需要补偿电网功率因数及获得稳定的工作速度时，优先选用同步电动机。
4对只需要几种速度，而不要求无级调速的生产设备，为了简化变速机构，可选用多速异步电动机。
5需要大的起动转矩和恒功率调速的生产设备，宜采用直流串励或复励电动机。
6对要求大范围无级调速，且要求经常起动、制动、正反转的生产设备，则可选用带调速装置的直流电动机或鼠笼式异步电动机。
3．试问下列控制线路是否合理（注：
图中KM1、KM2为交流接触器，YA为直流电磁铁）？
若不合理，应怎样改正？
（a）
（a）不合理，交流接触器的线圈不能串联，应改为并联形式。
（b）不合理，应改为起动按钮和停止按钮直接连接，以减少连接导线。
（c）不合理，同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠的很近，不能分别接在电源的不同相上，另外，电器线圈的一端应接在电源的同一端。
应将K2的线圈和行程开关ST的常闭触点换个位置。
（d）不合理，大容量的直流电磁铁线圈YA与继电器K的线圈直接并联，在K1断开时，由于电磁铁YA线圈的电感大，储存的磁能经继电器线圈放电，使继电器K重新吸合，从而产生误动作。
应将电磁铁的线圈和继电器的线圈分别由K1常开触点控制。
4．现有三台电动机M1、M2、M3要求起动顺序为：
先起动M3，经10s后起动M2，再经20s后起动M1。
而停车时要求：
首先停M1，经20s后停M2，再经10s后停M3。
试设计该三电动机的起、停控制线路。
见图3所示，KM3、KM2、KM1分别为M3、M2、M1的通电接触器；
SB1为起动按钮，SB2为停止按钮。
5．设计一条由两台电动机拖动的装配车间的一输送机控制线路，应满足下列要求：
（1）M1电动机与M2电动机均单向运转；
（2）M1电动机起动工作后，M2电动机才能起动工作；
（3）M2电动机先停机，而后M1电动机才能停机；
（4）M1电动机过载时，两台电动机同时停机，M2电动机过载时，仅M2电动机停机；
（5）要有必要的保护环节。
试画出控制电路。
见图1所示，SB3、SB1、KM1、FR1分别为M1电动机的起动按钮、停止按钮、通电接触器和热继电器；
SB4、SB2、KM2、FR2分别为M2电动机的起动按钮、停止按钮、通电接触器和热继电器。
6．设计组合机床的两台动力头的电气控制线路。
设计要求如下：
（1）加工时两台动力头电动机同时起动；
（2）两台动力头电动机单向运转；
（3）两台动力头电动机，在加工完成后各自停机；
（4）若其中一台动力头电动机过载，另一台动力头电动机也应停机。
画出其控制电路。
见图2所示，SB1为两台动力头电动机的起动按钮；
SB2、KM1、FR1分别为其中一台动力头电动机的停止按钮、通电接触器和热继电器；
SB3、KM2、FR2分别为另一台动力头电动机的停止按钮、通电接触器和热继电器；
7.PLC主要特点有哪些？
PLC的发展趋势如何？
可靠性高，通用性强，使用灵活性、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、高可靠性高、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。
8.比较PLC控制和继电接触器控制、微机控制的优缺点。
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。
9.继电接触器控制系统，PLC控制有哪些相同和不同之处？
相同的是都用于控制。
PLC与继电器控制系统区别
前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。
前者用“软件”，后者用“硬件”。
10．PLC基本硬件由哪几部分组成？
PLC硬件是以微处理器为核心的输人输出接口电路构成。
微处理器电路：
完成PLC的控制功能。
输入接口电路：
完成开关量的输人，模拟量的输入，高速脉冲的输人。
输出接口电路：
完戚开关量的输出，模拟量的输出。
通讯、网络接口：
完成通讯和联网功能。
11．什么叫扫描工作方式？
什么叫扫描周期？
它主要受哪些因数影响？
当PLC运行时，用户程序中有众多的程序需要去执行，但CPU是不能同时执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。
由于CPU的运算处理速度很高，使得出现的结果从宏观看来似乎是同时完成的。
这种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。
PLC的CPU从第一条语句运行到最后一条语句为一周，运行一周所需的时间称为扫描周期。
受I/O总线、CPU等因素的影响。
12.为什么称PLC的内部继电器为软继电器？
和硬件继电器相比，软继电器的触点在使用上有何特点？
PLC内部的继电器并不是实际的硬继电器，而是PLC内部的存储单元。
因此，称为“软继电器”，梯形图是由这些“软继电器”组成的梯形图控制线路图，它们并不是真正的物理连接，而是逻辑关系的连接，称为“软连接”。
当存储单元某位状态为1时，相当于某个继电器线圈得电；
当该位状态为0时，相当于该继电器线圈断电。
软继电器的常开触点、常闭触点可以在程序中使用无数多次。
13.PLC的工作过程分为哪几个工作阶段，各完成什么任务？
（1）输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输人端点，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中。
此时，输入映像寄存器被刷新。
接着，进入程序执行阶段和输出刷新阶段，在此阶段输入映像寄存器与外界隔离，无论输入情况如何变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输人采样阶段，才重新写入输入端的新内容。
所以一般来说，输人信号的宽度要大于一个扫描周期，否则很可能造成信号的丢失。
由此可见，输入映像寄存器的数据完全取决于输入端子上各输入点在上一刷新期间的接通和断开状态。
（2）程序执行阶段
根据PLC梯形图程序扫描原则，一般来说，PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。
当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器中“读入”采集到的对应输入端子状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件（“软继电器”）的当前状态。
然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。
对元件映像寄存器来说，每一个元件（“软继电器”）的状态会随着程序执行过程而变化。
（3）输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通／断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过输出端子和外部电源，驱动外部负载。
由此可见，输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果，输出锁存器中的数据由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定，而输出端子的接通和断开状态，完全由输出锁存器决定。
14.什么是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？
PLC以扫描方式执行操作，在扫描过程中PLC的输人／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／输出滞后的原固有如下几个方面：
①输八滤渡器有时间常数
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、程序没计安排直接影响输人／输出得知后时间。
15.PLC的性能指标主要有那些？
PLC是怎样分类的？
I/O总点数，即输入或输出的点数总数量，是PLC很重要的指标。
PLC机器产品不同I/O能力也不同。
一般小型PLC机在256点以下（无模拟量）。
中型PLC机在256～2048（模拟量64～128路）。
而大型机2048点以上（模拟量128～512路）。
按控制规模分类主要以开关量计数，模拟量的路数可折算成开关量的点数，一般一路相当于8点~16点。
根据I/O点数通，PLC大致可分为微型机，小型机、中型机、大型机、超大型机。
《机电控制与可编程序控制器技术》平时作业（3）
1、进行系统配置时有那些方法？
具体含义是什么？
1）类比法，通过相同规模系统的类比，大致确定可选用的厂家产品及机型。
2）估算法，估算I/O点数及模拟量路数，并确定要选用的机型。
3）计算法，依完整性原则计算所需的模块数。
这里可能有多个方案，那就应计算出各个方案的结果。
4）计算各个方案的投入费用，并依经济性原则选其中最优者。
2、CPM1APLC最多可扩展多少个I/O点的系统，I/O点如何编号？
3个扩展I/O模块，目前可以到160点。
输入通道0.000.01。
。
1.001.01。
2.002.01。
3.003.01.。
输出通道10.0010.01.。
11.0011.02。
11.00
3、CPM1APLC的继电器区域数据区有哪些？
内部继电器区（IR）、特殊辅助继电器区（SR）、暂存继电器区（TR）、保持继电器（HR）、辅助记忆继电器（AR）、链接继电器区（LR）、定时器/计数器（TIM/CNT）、数据存储区（DM）。
4、CPM1APLC的内部继电器是怎样划分的？
那些继电器有断电保护功能？
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状态。
5.CPM1APLC为什么要设计时间常数可调的输入滤波器？
说明其用途？
有些输入信号极不稳定会带有脉冲毛刺，那么通过加长时间常数，可以防止PLC误读到这些带有毛刺的脉冲信号。
时间常数其实也就是信号采集的周期范围，一定要输入的信号周期大于时间常数，PLC才会认可这个输入信号
6．200H?
PLC是那些型号PLC的统称？
C200HX/C200HG/C200HE的统称。
7.C200H?
PLC有那些特点？
（1）最大I/O点数。
最大I/O点数1184点。
（2）处理速度。
基本指令执行时间0.1μs/条。
（3）用户程序存储器。
最大3124字，具有保护功能。
（4）数据存储器容量。
6K字。
（5）指令系统基本指令14条，特殊指令231条。
（6）编程方式。
（7）内部定时器和计数器。
（8）安装机架。
（9）I/O系统。
（10）通讯联网能力。
（11）提供两种Component网络总线。
（12）C200H的特殊I/O单元可以用在C200Ha系列的PLC。
8.C200H?
PLC的数据区是如何划分的？
PLC数据存储器的分区引用了继电器控制系统的术语，将数据存储器分为几个继电器区，每一个继电器区都划分为若干个连续通道，继电器地址由5位数组成，前3位为通道号，后2位为该通道继电器号。
9.C200H?
PLC的基本组成有那几部分？
C200HaPLC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。
10．高密度单元有哪些型号，与标准I/O单元有何区别？
高密度I/O单元不使用所在的槽号所分配到得通道，而是根据设置的I/O号分配IR030~IR049中的通道。
对于32点的单元，每个单元分配2个通道，对于64点的单元，每个单元分配4个通道。
11.模拟量输入单元具有哪些功能？
模拟量输入单元它可将现场设备（如传感器等）输出的多种模拟量信号转换成PLC可读的数字量形式。
它接受CPU单元发来的指令和相关参数完成相应的功能，并将执行的结果和状态返回给主CPU。
一旦其开关设置CPU指令和参数传送完毕，模拟量输入单元就可独立地完成A/D转换及各项规定的功能，并不需要主CPU干预。
它还可以对自身运行状态和外部输入信号范围进行监视，它对外部输入信号进行连续的、周期性的循环采样和转换。
CPU将模拟量输入单元的结果和状态返回均是通过相应的IR区和DM区来实现的。
12．模拟量输出单元具有哪些功能？
模拟量输出单元将PLC的数字量转换为模拟信号输出，以驱动现场模拟装置。
模拟量输出单元可以不需要主CPU干预而独立运行，按照主CPU给定的参数输出各路模拟量，并将运行状态提供给CPU。
命令、参数和状态的传送也是通过相应的IR区和DM区来进行的。
模拟量输出单元提供三种输出功能：
输出限幅、输出极限报警和脉冲输出，这些功能必须用编程器来设置，在用户程序中不能改变这些数据。
13．温度传感器单元有哪些功能？
温度传感器单元有C200H-TS001/TS101，用于输入热电偶或热电阻温度传感器信号的特殊功能单元。
它相当于变送器和A/D转换器两者的功能，能够直接监测温度传感器的输出信号，并将其转换为相应的温度数值传送给PLC。
14.高数计数单元有哪几种工作模式？
有哪几种信号输入方式？
线性模式、环形模式、预置模式、门控模式、闩锁计数器工作模式、采样计数器工作模式。
信号输入方式有：
相位差输入；
正、反向计数器脉冲输入；
计数脉冲和计数方向输入。
15.存继电器TR的作用是什么？
暂存继电器区简称TR区，只有8个二进制位，寻址范围为TR00-TR07，TR区用于存储程序分支点上的数据，对于有许多输入分支点的程序这是很有用的。
16.编程时是怎样处理梯形图分支的？
编程时一般应用IL（连锁）与ILC（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。
17．写出下图中的梯形图的语句表？
（a）
LD 00000
AND 00001
LD 00100
ANDNOT 00101
LDNOT 20000
AND 20001
ORLD
AND 00102
LD 00002
ANDNOT 00003
AND 00004
LDNOT 00103
AND 00104
ANDNOT 20002
OR 20003
ANDLD
OUT 01000
END
（b）
LD
升级会员 