PLC项目实操练习题.docx
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PLC项目实操练习题
“南粤杯”PLC项目技能练习题
第1题
某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔(见下图)。
1、控制要求:
操作人员放好工件后,按下起动按钮X0,Y0变为ON,工件被夹紧,夹紧后压力继电器X1为ON,Y1和Y3使两只钻头同时开始工作,钻到由限位开关X2和X4设定的深度时,Y2和Y4使两只钻头同时上行,升到由限位开关X3和X5设定的起始位置时停止上行。
两个都到位后,Y5使工件旋转60°,旋转到位时X6为ON,同时设定值为3的计数器C0的当前值加1,旋转结束后又开始钻第二对孔。
3对孔都钻完后,计数器的当前值等于设定值3,Y6使工件松开,松开到位时,限位开关X7为ON,系统返回初始状态。
2、实操任务要求
(1)编制主要设备材料表;
(2)I/O地址分配表;
(3)编制PLC控制梯形图;
(4)控制设备安装接线;
(5)检查后加电试运转与故障排除;
(6)记录总结运行结果,编制操作说明书;
第2题
某水利建设工地运料车如图1所示。
运料车由一台三相交流异步电动机拖动,电动机正转时运料车右行,电动机反转时运料车左行;电动机由一台PLC和一台变频器控制,其机械特性运行曲线如图2所示。
一、控制要求
1.运料车原位在1号光电开关处,此时1号光电开关接通。
按下启动按钮SB1后,电磁阀YV1打开给运料车装料,10s后装料完毕电磁阀YV1关闭,运料车正向启动快速右行;右行到3号光电开关处,运料车变为慢速右行;右行到4号光电开关处停止,电磁阀YV2打开卸料,5s后卸料完毕电磁阀YV2关闭,运料车反向启动快速左行;左行到2号光电开关处,运料车变为慢速左行;左行到1号光电开关处停止,电磁阀YV1再次打开给运料车装料,第二个循环开始。
2.运料车可点动右行或左行。
3.运料车在右行或左行时,若遇紧急情况按下停止按钮SB2可随时停车,此时声光报警启动,蜂鸣器鸣叫报警灯闪烁(点亮0.5S,熄灭0.5s),按下复位按钮SB3报警解除。
4.运料6车后,车子自动停在原位。
5.控制系统具有短路、过载、欠压等保护环节。
二、实操任务
1.编制主要设备材料表;
2.PLC的I/O地址分配表;
3.PLC与变频器I/O接线图
4.电动机主回路接线图;
5.编制PLC控制梯形图;
6.控制设备安装接线;
7.检查后加电试运转与故障排除;
8.记录总结运行结果,编制操作说明书;
9.提交材料清单:
PLC的I/O地址分配表;PLC与变频器I/O接线图;电动机主回路接线图;PLC控制梯形图;操作说明书。
第3题水电站技术供水控制。
水电站技术供水由水塔水池供给,水池最大水深为5.0m,当水位下降到2.0m时,工作泵起动,向水池内打水,水位升高,当升至5.0m时,停机。
若在水位降至2.0m,工作泵起动后,水位仍然下降,当降至1.0m时,备用泵起动,两台泵同时向水池打水,并发出备用泵起动报警,当水位升至5.0m时,两台泵同时停机。
使用液位继电器控制水位。
任务要求
(1)控制工艺设计;
(2)电机控制主回路设计(主回路图);
(3)编制设备材料表
(4)绘制I/O接线图;
(5)编制PLC控制梯形图;
(6)控制设备安装接线;
(7)检查后加电试运转与故障排除;
(8)纪录总结运行结果,编制设计报告与操作说明书。
第4题水塔水位控制
实操要求:
利用PLC、液位继电器和变频调速器实现水塔水位的多级速度控制。
水箱水位控制要求:
初始状态:
水箱没有水,液位开关S4断开(S4为OFF)。
本装置上电后,按动启动按钮,电动阀Y通电(Y为ON)水箱开始注水,水箱水位达到S4高度后,液位开关S4闭合(S4为ON),水箱水位达到S3高度(水满)时,液位开关S3闭合(S3为ON)→注水电动阀Y断电(Y为OFF),水箱停止注水。
此后,随着水塔水泵抽水过程的进行,水箱液面逐渐降低,液位开关S3(S3=OFF)复位,随着抽水过程的继续进行,水箱液面继续降低,当液面低于开关S4时,液位开关S4复位(S4为OFF)→电动阀Y再次通电(Y为ON)水箱(自动)注水,水位达到S3时再次停止注水。
如此循环,使水箱水位保持在S3~S4之间。
水塔水位控制要求:
水塔水位(水深5米),其中最高和最低液位使用液位继电器检测,其它液位用开关替代。
水泵电机要求使用变频调速器控制,水泵电机共设置低速、中速、全速三个抽水速度,水泵电机全速运行时,变频调速器停止工作。
当水箱水位高于S4液位,并且水塔水位(水深5米)低于水塔最低允许液面开关S2时(液位开关S2为OFF)→水泵电动机M开始全速运行,向水塔抽水,水深达到3米时,水泵电动机M中速运行,水深达到4米时,水泵电动机M低速运行,当液面达到最高液位开关S1时→水塔电机M停止抽水(M为OFF);循环控制使得水塔水位自动保持在S1~S2之间变化。
任务要求
(1)控制工艺设计;
(2)电机控制主回路设计(主回路图);
(3)编制设备材料表
(4)绘制I/O接线图;
图1水塔水位模拟图
(5)编制PLC控制梯形图;
(6)控制设备安装接线;
(7)检查后加电试运转与故障排除;
(8)纪录总结运行结果,编制设计报告与操作说明书。
第5题
现在开始计时,从阅读材料到完成全部工作任务,只有4h(240min)的时间。
请你仔细阅读材料,理解系统的工作情况、动作要求,合理安排时间,按要求在规定的时间内完成工作任务。
系统的工作情况和保护要求:
一、系统的组成
该系统水箱拉丝机控制系统,其组成如图1所示。
图1水箱拉丝机控制系统
二、系统的工作情况
水箱拉丝机是钢帘线制品厂最常见的一种电气控制设备,该系统工作分为手动穿丝和自动运行两个过程。
1、手动穿丝过程
手动穿丝过程中,操作工人需要将粗钢丝从磨具内穿出,这时系统处于点动控制状态,工人踩下脚踏板时SQ2接通,牵引电机M1以750r/s的速度带动机械轴承转动,绿色运行指示灯HL1闪烁,工人牵引钢丝从磨具内穿过;当松开脚踏板时电机M1停止,红色停止指示灯HL2亮(停止且非故障状态此灯常亮)。
此过程中收线电机M2不运行。
2、自动过程
当工人穿完钢丝,将其缠绕在收线轮上后并固定,此时接近开关SQ1接通。
按下启动SB1按钮牵引电机M1和收线电机M2同时启动。
机械上已按产品规格不同设置了减速比,只要两电机转速相等,即可实现将拉细后的钢丝完全缠绕到收线轮上,不会出现断丝和松丝的现象。
电机M1、M2均采用变频器控制,启动后M1、M2速度同步分段定,具体过程如下:
按下启动按钮后,M1、M2先以750r/s低速运行,30秒后待系统稳定自动切换到高速运行状态,此时两电机转速准为1500r/s。
电机累计运行2h后系统自动停止,黄色指示灯HL3闪烁,提示工人收线轮满,应更换新收线轮;更换新收线轮后,按下报警复位按钮SB3,HL3停止闪烁,此时才允许重新启动系统。
自动过程中,若收线轮未固定紧或者脱落使得SQ1断开,则立即停止系统运行,红色停止指示灯HL2闪烁报警,直到工人解决故障并按下报警复位按钮SB3红色指示灯HL2才停止闪烁(故障状况下系统无法启动)。
系统启动后工人也可通过停止停止按钮SB2,停止系统运行。
3、水箱液位控制
因钢丝在拉拔过程中非产生很大的热量,并且磨具与钢丝之间存在着很大的摩擦,容易损坏磨具,所以需要向水箱内注入冷却润滑液(简称润滑液)。
润滑液控制为自动控制。
水箱内装有两个液位传感器,分别为上限位L1和下限位L2。
当水箱内液位低于L2时,系统自动打开电磁阀YV,此时由供水管道自动向箱内注入润滑液;当液位到达L1时,自动关闭电磁阀YV,停止注入润滑液。
三、主要设备的主要参数
1.可编程控制器PLC:
三菱FX2N—48MR
2.电动机
M1:
UN=380V,PN=2.8kW,接法△,工作方式分段速度
M2:
UN=380V,PN=1.0kW,接法△,工作方式分段速度
3.变频器
UF1:
UN=380V,PN=3.0KW参考型号:
ABBACS550-01-04A1-4
UF2:
UN=380V,PN=1.5kW参考型号:
ABBACS550-01-06A9-4
4.接触器
线圈电压U=220V,触头UN=380V,IN=10A
5.电磁阀YV:
UN=220V,
6.按钮UN=220V,IN=5A
7.指示灯工作电压U=220V
请你按要求完成下面的工作任务:
任务一、画出PLC与外围设备的连接图
任务:
请你完成PLC的I/O分配,并在图3上画出PLC的I/O分配图。
要求:
1.用黑色铅笔绘图;
2.用国家规定的符号和文字符号;
3.按图2的示例,在图形的前面或后面标注该元件的文字符号,在连接导线上标注该导线的线号。
示例:
图2I/O端子分配示例
任务二、连接电路
任务:
请你根据控制系统的动作和控制要求,连接组成该控制系统的所有电气设备。
组成使生产机械能按要求工作的电路。
要求:
1.所有导线与接线端子的连接应牢固、可靠;每个接线端子上连接的导线不超过2条,连接导线的露铜长度不超过2mm;
2.元件板上的元件与元件板外的设备或元件必须通过接线端子排连接,不能直接连接;
3.所有导线与接线端子的连接处应套上异型管(号子管),异型管有导线标号;
4.所有导线必须放入线槽内;
5.系统中使用的元件安装在元件板上,请按表一的对应的元件连接电路。
表一系统使用元件与元件板上元件对照表
序号
系统中的元件
元件板上元件
1
电动机M1的接触器
KM1
2
电动机M2的接触器
KM2
3
变频器UF1
UF1
4
变频器UF2
UF2
5
电磁阀YV接触器
KM3
6
限位开关SQ1用按钮代替
SQ1
7
脚踏开关SQ2用按钮代替
SQ2
8
液位继电器L1
L1
9
液位继电器L2用按钮代替
L2
10
启动按钮SB1
SB1
11
停止按钮SB2
SB2
12
报警复位按钮SB3
SB3
13
运行指示灯
HL1
14
停止+报警指示灯
HL2
15
产量到达指示灯
HL2
16
17
18
19
任务三、画出控制程序的梯形图
任务:
根据生产机械的动作顺序、保护要求,在图4上的空白处画出PLC控制程序的梯形图。
任务:
完成控制指令表程序的编制。
任务五、程序的输入与运行
任务:
将你编写的控制程序输入PLC,调试并运行程序。
要求:
1.需要通电调试、运行程序,请报告监考老师,经老师同意后并在老师的监护下,才能通电调试和运行;
2.程序的运行应完全符合控制要求。
完成全部工作任务后,请你报告监考老师,让监考老师记录你交卷的时间。
另外请你配合赛场有关工作人员,按要求在有关的表格上签名。
第6题
两种液体混合装置控制系统
要求:
有两种液体A、B需要在容器中混合成液体C待用,初始时容器是空的,所有输出均失效。
按下启动信号,阀门X1打开,注入液体A;到达I时,X1关闭,阀门X2打开,注入液体B;到达H时,X2关闭;开启搅拌器R,搅拌5s钟;打开阀门X3,释放液体C;当最低位液位传感器L=1时,关闭X3进入下一个循环。
按下停止按钮,要求停在初始状态。
启动信号X0,停止信号X1,H(X2),I(X3),L(X4),阀门X1(Y0),阀门X2(Y1),搅拌器R(Y2),阀门X3(Y3)
混合装置控制系统PLC控制要求
请用PLC控制两种液体混合的一个自动工作过程,包括以下四个步骤:
(1)手动按下起动按钮(SB1),阀门X1打开,注入液体A;
(2)液位到达I时,X1关闭,阀门X2打开,注入液体B;
(3)液位到达H时,X2关闭,开启搅拌器R,搅拌5s钟;
(4)打开阀门X3,释放液体C,当最低位液位传感器L=1时,关闭X3进入下一个循环。
直到按下停止按钮停止所有工作。
实操任务要求:
(1)编制主要设备材料表;
(2)I/O地址分配表;
(3)编制PLC控制梯形图;
(4)控制设备安装接线;
(5)检查后加电试运转与故障排除;
(6)记录总结运行结果,编制操作说明书;
(7)提交材料清单:
PLC接线图、设备材料表、I/O地址分配表、操作说明书。
第7题
一、油循环控制系统的要求:
(1)按下启动按钮SB1后,泵1、泵2通电运行,由泵1将油从循环槽打入淬火槽,经沉淀槽,再由泵2打入循环槽,运行15min后,泵1、泵2停。
(2)在泵1、泵2运行期间,如果沉淀槽的水位到达高水位,液位传感器SL1接通,此时泵1停,泵2继续运行1min。
(3)在泵1、泵2运行期间,如果沉淀槽的水位到达低水位,液位传感器SL2由接通变为断开,此时泵2停,泵1继续运行1min。
(4)当按下停止按钮SB2时,泵1、泵2同时停。
二、实操任务要求:
(1)电机控制主回路设计(主回路图);
(2)编制主要设备材料表;
(3)I/O地址分配表;
(4)编制PLC控制梯形图;
(5)控制设备安装接线;
(6)检查后加电试运转与故障排除;
(7)纪录总结运行结果,编制操作说明书;
(8)提交材料清单:
电机控制主回路图、PLC接线图、设备材料表、I/O地址分配表、操作说明书。
第8题
送料小车控制系统的设计
1.送料小车系统说明
送料车示意图如图B.1所示。
该车由电动机拖动,电动机正转,车子前进,电动机反转,车子后退。
控制任务说明如下:
(1)单周期工作
按动送料按钮,预先装满料的车子便自动前进。
到达卸料处,SW2自动停止运行,开始卸料,经过10s时间后卸料完毕,送料车回到装料处(SW1),装满料等待下一次送料。
(2)自动循环方式工作
要求送料车在装料处装料后,当按动送料按钮时,送料车开始送料,到达卸料处停10s进行卸料后,自动返回装料处装料,预设装料时间是20s,送料车在20s后自动到卸料处卸料,然后再返回装料,如此反复,自动运行。
(3)小车可以紧急停止,而且可以手动控制送料车的前进和后退。
2.设计要求
根据系统说明要求和目标,理清输入/输出信号的关系和状态,列出I/O分配表,绘制PLC硬件接线图和顺序功能图,设计控制梯形图程序或语句表。
3.设计报告
报告内容包括设计思路和方案,器件的选择,I/O地址分配表,功能图,梯形图,程序清单,调试过程和心得。
图送料小车示意图
第9题
上料爬斗的PLC控制
1、上料爬斗自动循环要求
图1为上料爬斗示意图,爬斗由三相异步电动机M1拖动,将物料提升到上限后,自动翻斗卸料,翻斗时撞行程开关SQ1,随即M1反向下降,达到下限,撞行程开关SQ2后,停留30s,同时启动皮带传送电动机M2,向料斗加料,30s(物料基本加满)后,皮带传送电动机自行停止,料斗则自动上升……如此不断循环。
图1上料爬斗示意图
2、上料爬斗的控制系统PLC控制要求
(1)手动按下正、反向起动按钮SB1/SB2,料斗开始上升或下降运自动循环行,上料爬斗按照自动循环
要求动作。
(2)手动按下停止按钮(SB3)料斗和皮带传送电动机可以停在任意位置。
(3)上料爬斗电动机采用断电抱闸制动装置。
(4)电路有必要的电气保护和连锁控制。
3、实操任务要求
(1)编制主要设备材料表;
(2)I/O地址分配表;
(3)编制PLC控制梯形图;
(4)控制设备安装接线;
(5)检查后加电试运转与故障排除;
(6)记录总结运行结果,编制操作说明书;
(7)提交材料清单:
PLC接线图、设备材料表、I/O地址分配表、操作说明书。
第10题多台电动机的PLC控制
第一台电动机起动5s后,第二台电动机运行;5s后,第二台电动机停止;再过5s,电动机全部停止。
要求用PLC来完成电路的控制。
时间:
三小时。
一、考核要求
1.参赛选手应遵守竞赛规则,遵守赛场纪律,服从统一指挥和安排,爱护竞赛场地的设备与器材。
2.在竞赛过程中,参赛选手要严格按照安全规程进行操作,防止触电和损坏设备等意外事故的发生。
3.考生进入考场,不允许自带电脑及其他存储介质。
4.考生进入考场,不能自带文字及图纸资料。
5.实操过程形成的所有的文字与图纸资料均要求手工完成。
6.参赛考生提前半小时进入赛场。
二、提交考核材料及要求;
1.电机控制主回路设计(主回路图);
2.PLC控制I/O接线图;
3.PLC控制梯形图;
4.控制设备安装接线,要求工艺良好;
5.检查后加电试运转与故障排除;
6.整理设计资料(1~2项)、编制操作说明。
三、评分标准
1.如果出现重大安全事故(人身伤害、主要设备损坏),则终止比赛,取消比赛资格。
2.出现短路跳闸事故酌情扣10分~20分。
3.不能在规定时间内完成项目及不符合动作要求的扣5~10分。
4.接线与图纸不符(原理、线号)的扣1~5分。
5.图纸不规范(元器件图形符号与文字符号)扣1~5分。
6.盘面不整洁的扣1~5分。
7.着装不规范,不穿绝缘鞋(胶底)扣1~3分。
8.同等考核分数,以技能考核完成时间先后排名次。
第11题装配车间料车的PLC控制
任务:
装配车间有料车一部,料车在轨道上行驶,需要装配的组件由上料点装入料车,具有相同功能的装配点有三个。
料车装满料后可根据各装配点的需料请求驶往各装配点。
料车采用半自动管理,每个装配点都有一名员工,当装配点需料时按下“需料按钮”,料车将驶往该装配点,料车在该装配点停留一段时间供该点下料,下料时间到后料车即可响应其它装配点的需料请求,一车料可供各装配点使用若干次;当某装配点发现料车无料时按下“上料按钮”,料车即驶往上料点上料。
一、设备组成描述
设备的组成如图1所示
图1设备组成
设备使用的控制元件及功能,指示元件及其功能如表1所示
表1设备使用的控制元件及功能
序号
名称与文字符号
功能
1
按钮SB1
装配点A需料请求按钮和上料请求按钮
2
按钮SB2
装配点B需料请求按钮和上料请求按钮
3
按钮SB3
装配点C需料请求按钮和上料请求按钮
4
单臂行程开关SQ0
上料点F限位
5
单臂行程开关SQ1
装配点A限位
6
单臂行程开关SQ2
装配点B限位
7
单臂行程开关SQ3
装配点C限位
8
指示灯HL
装配点可请求料车指示
9
交流接触器KM1
料车电机M正转(右行)控制
10
交流接触器KM2
料车电机M反转(左行)控制
11
三相电机M
料车行驶电机
二、设备工作描述
设备工作的工作状态如下:
1、初始状态
系统电源接通后料车自动驶往上料点F上料。
2、上料
料车驶过SQ0,SQ0受压闭合,料车停车装料,装料时间15s钟,装料时间到则料车请求可用,指示灯HL亮,可以响应A、B、C点的需料请求信号。
注意:
料车在SQ0位置上不停,料车驶过SQ0后行驶一段后才停止。
3、A点下料装配
当A点的需料请求被响应,料车驶往A点,料车过SQ1,SQ1受压闭合,料车停车下料,下料时间10s钟,下料时间到则料车请求可用,指示灯HL亮,可以响应B点和C点需料请求信号。
注意:
料车在SQ1位置上不停,料车驶过SQ1后行驶一段后才停止。
4、B点下料装配
当B点的需料请求被响应,料车驶往B点,料车过SQ2,SQ2受压闭合,料车停车下料,下料时间10s钟,下料时间到则料车请求可用,指示灯HL亮,可以响应A点和C点需料请求信号。
注意:
料车在SQ2位置上不停,料车驶过SQ2后行驶一段后才停止。
5、C点下料装配
当C点的需料请求被响应,料车驶往C点,料车过SQ3,SQ3受压闭合,料车停车下料,下料时间10s钟,下料时间到则料车请求可用,指示灯HL亮,可以响应B点和A点需料请求信号。
注意:
料车在SQ3位置上不停,料车驶过SQ3后行驶一段后才停止
6、A点需料请求
料车可用时,并且没有停在A点,按下SB1,料车从B、C点F驶往A点。
7、B点需料请求
料车可用时,并且没有停在B点,按下SB2,料车从A、C点F驶往B点。
8、C点需料请求
料车可用时,并且没有停在C点,按下SB3,料车从B、A点F驶往C点。
9、A点上料请求
料车停在A点时,在料车下料的10s钟内按下SB1,料车从A点驶往F点上料。
10、B点上料请求
料车停在B点时,在料车下料的10s钟内按下按下SB2,料车从B点驶往F点上料。
11、C点上料请求
料车停在C点时,在料车下料的10s钟内按下按下SB3,料车从C点驶往F点上料。
12、料车请求可用指示
料车在上料点完成上料、在下料点完成下料后,料车请求可用,指示灯HL亮,上料、下料和行驶中料车请求不可用,指示灯HL灭。
13、右行
接通交流接触器KM1线圈,控制电机M正转,小车右行
14、左行
接通交流接触器KM2线圈,控制电机M反转,小车左行
15、料车停止
采用反接制动,反接制动时间为1s
设备工作的过程是:
系统上电后料车自动驶往上料点F,SQ0受压,料车反接制动停止,15s后上料完成,指示灯HL亮表示可以请求料车下料
装载满料的料车,A、B、C三点都可请求料车,按下对应点的需料请求按钮料车即驶往该点,以B点为例说明,当HL指示灯亮时,按下SB2按钮料车驶往B点,同时料车请求不可用,指示灯HL灭,SQ2受压后料车反接制动停止在B点开始下料,10s后下料完成,指示灯HL亮表示可以响应其它点需料请求。
料车响应了装配点的需料请求下完料后仍可响应其它点的需料请求,直到料车内的料用完,例如在B点下完料后,指示灯HL亮,此时如果A点的SB1按下发需料请求,料车将驶往A点;如果C点SB3按下发需料请求,料车将驶往C点
当某一装配点发现料车无料时,在料车停在该点时,在料车下料的10s钟内按下上料请求按钮,则料车上料。
以B点为例,当料车停在B,操作员发现料车无料,在10s钟内按下按下SB2,料车驶往F点上料.注意每个点的需料请求按钮和上料请求按钮是同一个按钮.
设备工作过程如图2所示
图2设备工作过程
任务一:
安装设备控制板
控制板上要安装的元件如表2所示
表2控制板上要安装的元件
序号
元件类型
数量
名称
说明
1
按钮
3
SB1SB2SB3
动合按钮
2
单臂行程开关
4
SQ0SQ1SQ2SQ3
3
空气开关
1
QS
4
保险管
2组
FU1(3)FU2
(2)
FU1为三相电源保险,有3只;FU2为PLC220V交流电源、负载电源保险
5
交流接触器
2
KM1KM2
线圈为220V交流接触器
6
PLC
1
P
自备
7
导轨
若干
根据需要,最多可用3根
8
固定螺丝和导线
若干
根据需要
9
木质面板
1
固定元件
10
标签
若干
根据需要
安装要求:
1、各元件在安装板上的位置自己确定
2、所有连接导线一律走明线,不允许从安装板的背面走线,按照维修电工走线要求接线
3、接好线后用标签写上对应元件的名称并贴在元件上或元件旁。
4、除电机外的所有元件都安装在控制板上。
5、画出PLC的输入/输出配线图和电机控制的主电