机电传动控制设计题.docx

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机电传动控制设计题

1、要求三台电动机lM、2M、3M按一定顺序启动：

即1M启动后，2M才能启动，2M启动后3M才能启动；停车时则同时停。

试设计此控制线路?

试用PLC设计出控制程序。

解：

此题的关键技术在于：

将前一台电动机的交流接触器的辅助常开触点串接在下一台电动机的交流接触器线圈回路中。

继电器-接触器控制线路图如下；PLC外部接线图如下；

梯形图及程序；

LD

401

OUT

431

OR

430

LD

403

ANI

400

OR

432

OUT

430

ANI

400

LD

402

AND

431

OR

431

OUT

432

ANI

400

END

AND

430

2、试设计一台电动机的控制线路。

要求能正反转并能实现能耗制动。

3、设计一台异步电动机的控制线路。

要求：

①能实现启、停的两地控制；③）能实现点动调整；②能实现单方向的行程保护；④要有短路和长期过载保护；

4、试设计一条自动运输线，有两台电动机，1M拖动运输机，2M拖动卸料机。

要求：

①1M先启动后，才允许2M启动；②2M先停止，经一段时间后1M才自动停止，且2M可以单独停止；③两台电动机均有短路、长期过载保护。

试用PLC设计出控制程序。

LD

400

ANI

403

OR

430

ANI

450

ANI

450

OUT

431

OUT

430

LD

402

LD

430

OR

450

OUT

200

OUT

450

MC

200

MCR

200

LD

401

END

OR

431

1SB、2SB分别是1M、2M的启动按纽，4SB是2M的单独停止按纽，3SB是停止按纽。

5、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器（主电

路未画出），控制线路可使润滑有规律地间歇工作。

试分析此线路的工作原理，并说明开关S和按钮SB的作用?

试用PLC设计出控制程序。

答：

这是一个自动间歇润滑的控制线路。

开关S、按钮1SB的作用及电路的工作过程如下：

（1）S是进行自动间歇润滑的控制开关，1KT-决定润滑时间，2KT-决定不润滑时间，电路的工作过程：

合上开关S，KM的线圈得电，电动机M转动，进行润滑；

1KT的线圈得电，触点1KT延时后闭合，K的线圈得电，常开触点K闭合，自锁；常闭触点K断开，KM线圈失电，停止润滑；1KT的线圈失电。

2KT的线圈得电，延时后常闭触点2KT断开，K的线圈失电，常开触点K断开，2KT的线圈失电，2KT的常闭触点瞬时合。

常闭触点K闭合，KM线圈又得电，润滑。

1KT的线圈又得电，延时重复以上动作。

（2）1SB为手动（点动）润滑操作按钮。

LD

400

LD

450

ANI

100

OR

100

OR

401

ANI

450

OUT

430

OUT

100

LD

400

LD

100

ANI

100

OR

451

OR

401

OUT

451

OUT

450

K15

K15

END

6、试设计1M和2M两台电动机顺序启、停的控制线路。

试用PLC设计出控制程序。

①1M启动后，2M立即自动启动；②1M停止后，延时一段时间，2M才自动停止；

②2M能点动调整工作；④两台电动机均有短路、长期过载保护。

1SB、是1M、2M的启

动按纽，3SB是2M

的点动按纽，2SB是

停止按纽，4SB是总

停止按钮。

LD

401

OUT

450

OR

431

K3

ANI

402

LD

450

ANI

404

OR

403

OUT

431

ANI

404

LD

401

OUT

432

OR

431

END

ANI

402

ANI

404

7、试设计某机床主轴电动机控制线路图。

要求：

①可正反转，且可反接制动；②正转可点动，可在两处控制启、停；③有短路和长期过载保护；④有安全工作照明及电源信号打；

8、试设计一个工作台前进一退回的控制线路。

工作台由电动机M拖动，行程开关1ST、2ST分别装在工作台的原位和终点。

要求：

①能自动实现前进—后退一停止到原位；②工作台前进到达终点后

停一下再后退；③工作台在前进中可以人为地立即后退到原位；④有终端保护；试用PLC设计出控制程序。

LD

401

K3

OR

430

LD

402

ANI

402

OR

450

ANI

404

OR

431

ANI

431

ANI

403

OUT

430

ANI

430

LD

404

OUT

431

OUT

450

END

其它练习题：

1、试设计一台电动机拖动小车的控制线路。

要求能正反转并能实现在A、B两点间的自动往复运动。

要求绘出主电路和控制电路。

2、试用F-40M型PLC设计一运输线，1M拖动运输机，2M拖动卸料机，要求：

（1）1M先启动，经一段时间后，2M才允许启动；

（2）2M停止后，才允许1M停止。

设计要求完成：

（1）绘出电动机主电路；

（2）绘出PLC安装接线图；（3）绘出PLC梯形图；编写PLC指令程序。

LD

403

OUT

450

OR

432

K

5

AND

401

LD

402

ANI

405

OR

432

3、试用F-40M型设计三相鼠笼异步电动机

ANI

406

ANI

404

启动的控制程序。

要求绘出主电路和控制电路。

OUT

431

AND

450

LD

403

ANI

405

OR

432

ANI

406

AND

431

OUT

432

ANI

405

END

ANI

406

LD

401

ANI432

OR

430

OUT

431

ANI

400

LDI

431

OUT

430

ANI

432

ANI

432

OUT

451

OUT

450

K

2

K

10

LD

451

LD

430

OR

432

OUT

100

OUT

432

MC

100

MCR

100

LDI

450

END

1、常见基本控制电路的工作原理和工作过程？

（正反转控制电路/起动控制电路/制动控制电路）——本题以正反转为例说明

答：

正反转控制原理：

使用两个接触器使通入电动机的三相电源中的任意两相交换。

动作过程：

正转-停止-反转

按下正转按钮SB2，接触器按下停止按钮SB1，接触器按下反转按钮SB3，接触器

KM1的线圈得电自锁，电动机正转。

KM1的线圈失电，电动机转。

KM2的线圈得电自锁，电动机反转。

2、试说明下图所示的反接制动控制的工作原理及工作过程。

答：

反接制动控制原理：

改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向旋转磁场作用

于转子，从而产生强力制动力矩。

工作过程：

合上电源开关QS，按下起动SB2，接触器KM1线圈获电吸合，KM1主触点吸合电动机起动运转，当电动机转速升高到一定数值时，速度继电器KS的动合触点闭合，为反接制动做准备。

停车时，按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，而接触器KM2线圈获电吸合，KM2主触点闭合，串入电阻R进行反接制动，电动机定子绕组产生一个反向电磁转矩（即制动转矩），迫使电动机转速迅速下降，当转速降至100r/min一下时，速度继电器KS的动合触点断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机断电，制动结束。

3、如下图所示的控制线路。

问：

（1）控制线路的作用？

（2）先按起动按钮SB2，再按停止按钮SB1时，写出控制线路的工作过程？

（3）此控制线路能否实现手动调整？

为什么？

答：

（1）反接制动控制线路

（2）控制线路的工作过程如下：

按下SB2KM1＋电动机正转运行

按下SB1

SB1常闭触点断开，KM1－

KM1常闭触点断开，KM2－

速度继电器BV

常开触点闭合，

＋制动开始

速度

－

制动结束

）

SB1

KM2

n0,BVKM2（

（3）能实现手动调整。

因为当主轴转动时，BV闭合，并不能接通KM2的线圈，实现制动。

4、转换PLC控制系统。

将行程开关控制的正反转循环电路转换成PLC梯形图，写出程序指令，并说明哪些元件接在输入端X上，哪些元件接在输出端Y上。

SB1

SB2

SB3

ST4

KM2

KM1

ST2

KM1

ST1

SB3

SB2

KM2

ST1

ST3

KM1

KM2

X401

X402

X400

X404

X406

Y431

Y430

ST2

X403

Y430

答：

X402

X401

X400

X403X405

Y430

Y431

X404

Y431

输入：

SB1：

X400；SB2；X401；SB3：

X402；ST1：

X403；ST2：

X404；ST3：

X405；ST4；X406。

输出：

KM1,Y430；KM2,Y431。

指令：

LDX401

LDX402

ORX403

ORX404

ORY430

ORY431

ANIX402

ANIX401

ANIX400

ANIX400

ANIX404

ANIX403

ANIX406

ANIX405

ANIY431

ANIY430

OUTY430

OUTY431

5、设计控制3台异步电动机M1、M2、M3的主回路及控制回路满足如下要求：

M1启动运行10秒后M2启动运行，在M2启动运行20秒后M3启动运行，在M3启动运行30秒后使M1停止运行并继续保持M2和M3运行直到发出总停指令。

画出设计图（包含主回路和控制回路），并对电路作简要说明。

Eu01`v02w03

Q1

KR3

KR2

KR1

FU1

SB1

KT3

KM1

SB2

KM1

KM1

FU2

FU3

KM2

KR1

KR2

KM3

KR3

M21

M22

M1

M2

M23

3~

M3

3~

3

~

KT1

10s

KT1

KM2

20s

KM2KT2

KM3

KT2

KT3

30s

答：

SB1为总停止按扭；按下SB2，KM1锝电并自锁同时KT1得电开始延时，延时10秒后，KT1的延时闭和的动和触点闭和使KM2得电并自锁，同时使KT2得电开始延时，延时20秒后，KT2的延时闭和的动和触点闭和使KM3得电，同时KT3得电开始延时，延时30秒后，KT3的延时断开触点断开

使KM1失电。

1从b→a停下，然后动力头

2从c→d停下，

6、如下图所示的控制线路，实现动作过程：

动力头

接着两个动力头同时回退，分别退回到

b点与c点停住。

问：

（1）为什么ST2的常开触点不自锁，ST4要用两个常开触头自锁？

）

（2）要求动力头2到达d点后延迟一段时间后两个动力头再各自后退，应怎样办？

答：

（1）ST2被动力头1压下时，接通KM2＋，动力头2的电机正转，动力头2从c→d，在此过程中动力头1不动，ST2的状态不被改变，所以ST2不用自锁（2分）。

当动力头2运动到d时，压下ST4，

接通KM3、KM4，动力头1、2同时回退，分别退回b点与c点停住。

此时动力头2要运动，ST4的状

态会被改变，所以必须要自锁，同时为保证动力头1、2均退回原点，必须用两个常开触点（KM3、KM

4）自锁（）。

（2）使用一个时间继电器（，ST4接通KT延时），KT的延时闭合触点取代开始ST4的常开触点）。

7、设计继电器接触器控制系统并转换PLC控制系统。

设计两台电动机顺序起动联锁控制线路,要求M1电动机起动1s之后M2起动；要求主回路有短路保

护和过载保护和总开关；控制回路有过载保护，有起动按钮和停止按钮；M2起动后时间继电器不得电。

⑴试画出继电接触控制线路的主回路和控制回路，并对电路进行简要说明；⑵再将该继电器

接触器控制系统转化为三菱F1系列的PLC控制系统，要求画出PLC接线图，梯形图并写出指令表。

答：

继电接触控制线路图如图所示。

按下SB2,KM1得电并自锁同时KT时间继电器线圈得电开始计时，M1电动机起动，计时时间到，KT延时闭合的动合触电闭合使KM2线圈得电并自锁，M2电动机起动。

PLC的接线图如下：

PLC的梯形图如下：

指令表：

0

LD

X400

1

0R

Y430

2

ANI

X401

3

ANI

X402

4

0UT

Y430

5LD

Y430

6

ANI

Y431

7

0UT

T450

8

K

10

9

LD

T450

10

0R

Y431

11

AND

Y430

12

ANI

X402

13

ANI

X403

14

0UT

Y431

8、可编程序控制器是通过一种周期工作方式来完成控制的，请问：

每个周期包括哪三个阶段？

答：

输入采样，程序执行，输出刷新。

9、将下列梯形图转化为欧姆龙C系列的指令表。

LD

0001

LD

0001

AND

0002

ORNOT0002

LDNOT

0003

LD

0003

AND

0004

OR

0004

ORLD

ANDLD

LD

0005

LDNOT0005

ANDNOT

0006

OR

0006

ORLD

ANDLD

OUT

0502

OUT

0501

10、双速电动机的变速控制线路如下，试分析它的工作过程，将该继电器接触器控制系统转化为三菱F1系列的PLC控制系统，要求画出PLC接线图，梯形图并写出指令表。

答：

PLC的接线图如下：

PLC的梯形图如下：

0

8LDIX401

LDIX402

9ANDY431

1ANDY430

10

0RX402

2

0RX401

11ANIX400

3

ANIX400

12ANIY430

4

ANIY431

13ANIX404

5

ANIY432

14

0UTY431

6ANIX403

15

ANDY431

7

0UTY430

16

0UTY432

按下低速按钮SB2,KM2线圈得电并自锁，联锁接点断开，接触器

KM1得电，电动机定子绕组作

三角形联结，电动机低速运行。

当要转为高速运行时，则按下高速起动按钮

SB3，SB3常闭接点

断开使KMl失电释放，与此同时，SB3常开接点闭合，KM2获电吸合，KM3也得电吸合，于是电动机定子绕组联结成双星形，此时电动机高速运行。

KM2合上后KM3才得电合，这是为了避免KM3合上时电流很大。

按下停机按钮SBl时，常闭接点断开，使KM1或KM2和KM3线圈断电，电动机停止。

1、试说明下图电路的功能（是什么控制电路），并分析其工作原理。

答：

是一台三相异步电动机降压启动的控制电路。

其工作过程：

（1）按1SB，1KM的线圈得电，1KM常开触点闭合，自锁、M的定子中接入电阻R降压启动。

KT的线圈得电延时，KT常开触点闭合，2KM的线圈得电，2KM常闭触点断开，1KM的线圈失电，1KM常开触点断开，2KM常开触点闭合，M正常运转。

（2）按2SB，2KM的线圈失电，M停转。

2、试用F-40M型PLC的指令写出其指令语句表。

LD

400

LD

500

ANI

401

PLS

102

LD

402

LD

501

ANI

403

OUT

210

ORB

LD

502

ANI

404

SFT

210

LD

405

LD

102

LD

406

RST

210

ANI

407

LD

213

ORB

OUT

530

OR

430

LD

217

OUT

430

OUT

537

END

三．改错题（将图中不合理或错误或不可编程的地方改正，要求画出改好的图，

6分）

1、试设计一台电动机拖动小车的控制线路。

要求能正反转并能实现在A、B两点间的自动往复运动。

要求绘出主电路和控制电路。

1、

2、要求三台电动机lM、2M、3M按一定顺序启动：

即1M启动后，2M才能启动，2M启动后3M才能启动；停车时则同时停。

设计要求完成：

绘出电动机主电路及控制线路；绘出PLC安装接线图；绘出PLC梯形图；

编写PLC指令程序。

LD

401

OUT

431

OR

430

LD

403

ANI

400

OR

432

OUT

430

ANI

400

LD

402

AND

431

OR

431

OUT

432

ANI

400

END

AND

430