電氣控制與PLC應(yīng)用期末總復(fù)習(xí).

1、M09電氣工程及其自動化（2）班第5頁2019-7-25考試題型一、填空題二、簡答題三、設(shè)計(jì)題40分）每空1分40分）每小題5到6分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 電動力滅弧、滅弧柵滅弧和磁吹滅弧。5、時間繼電器按延時方式可分為 通電延時和斷電延時。&速度繼電器主要有 定子、轉(zhuǎn)子和觸頭3個部分組成，動作轉(zhuǎn)速在120r/min 左右，復(fù)位轉(zhuǎn)速在100r/min以下。7、低

2、壓斷路器又稱 自動空氣開關(guān) 或自動開關(guān)。8、低壓斷路器相當(dāng)于刀開關(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,漏電保護(hù)器能迅速自動切斷電源， 從 而避免造成事故。10、 漏電保護(hù)器按其檢測故障信號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 直動式、滾輪式和微動式。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，文字符號分為基本文字符號

3、和輔助文字符號。3、三相籠型電動機(jī)減壓啟動的方法有定子繞組串電阻減壓啟動、自耦變壓 器減壓啟動、丫-減壓啟動和延邊三角形減壓啟動 等。4、 三相異步電動機(jī)常用的電氣制動方法有：反接制動、能耗制動、發(fā)電制 動和電容制動等。5、三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有：改變電動機(jī)定子繞組的磁極對數(shù) p、改變電源頻率f 1和改變轉(zhuǎn)差率s等。第三章可編程控制器基礎(chǔ)（14）1、PLC的存儲器單元可分為兩個部分：系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器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

4、出刷新3個階段。5、一個繼電接觸器控制系統(tǒng)必然包括 3個部分：輸入部分、邏輯電路部分 和輸出部分。第四章S7-200 PLC的系統(tǒng)配置（6 ）1、PLC的存儲器主要用于存放：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、功能塊圖和語句表編程語言編程。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位無符號整數(shù)（WORD）、有符號整數(shù)（INT）、32位無符號 雙字整數(shù)（DW

5、ODE）、有符號雙字整數(shù)（DINT）、32位實(shí)數(shù)型（REAL）。3、PlC的存儲器分為程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)3個部分。4、S7-200 PLC定時器的時基有 3 種：1ms、10ms、100ms5、S7-200 PLC定時器有3種類型：TON（通電延時）、TONR（有記憶通電延時）、TOF（斷電延時）。& 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個程序區(qū)：主程序、子程序、中斷程序。9、每一個SCR程序段中均包含3個要素：輸出對象、轉(zhuǎn)移條件、轉(zhuǎn)移目標(biāo)。10、 S7-200系統(tǒng)提供3個

6、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

7、主要有 點(diǎn)對點(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，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，鐵心中不會產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不 會發(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

8、繞制成長而薄的圓筒狀。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，使用時電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)，其線 圈匝數(shù)多而線徑細(xì)。電流繼電器反映的是電流信號，在使用時，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，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，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) 烈振動和噪音，甚至使鐵心松散。因此，交流接觸器鐵心端面

9、上都是安裝一個銅 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，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此渦流產(chǎn)生的磁通02在相位上落后于短路環(huán)外鐵心截面S1中得磁通，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 產(chǎn)生振動和噪音。（3）、對于三相交流電而言，因?yàn)槿嗖荒芡瑫r為零。就相當(dāng)于整個電磁鐵電 流沒有過零點(diǎn)，磁場不會消失，銜鐵就不會振動，故無須加裝短路環(huán)。4、簡述刀開關(guān)安裝時的注意事項(xiàng)？答：刀開關(guān)安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。倒裝時，手柄有可能因自動 下滑而引起誤合閘，造

10、成人身事故。接線時，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)：一是采用儲能合閘方式，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，動觸刀與靜觸刀分離，使電弧迅速拉長而熄滅。二是具有機(jī)械連鎖，當(dāng)鐵蓋打開時，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，欠電壓（欠電流）繼電器吸合，當(dāng)電路電壓（電流）減小 到某一個整定值以下時，欠電壓（欠電流）繼電器釋放，對

11、電路實(shí)現(xiàn)欠電壓（欠 電流）保護(hù)。電路正常工作時，過電壓（過電流）繼電器不動作，當(dāng)電路電壓（電 流）超過某一整定值時，過電壓（過電流）繼電器吸合，對電路實(shí)現(xiàn)過電壓（過 電流）保護(hù)。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)重下降時電動機(jī)欠壓運(yùn)行；（2）防止電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)自行啟動而造成設(shè)備和人身事故；（3）避免多臺電動機(jī)同時啟動造成電網(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)：短路時熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。電動機(jī)長期過載保護(hù)：采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的

12、熱慣性較大，即使 發(fā)熱元件流過幾倍于額定值得電流，熱繼電器也不會立即動作。因此在電動機(jī)啟動時間不太長的情況下，熱繼電器不會動作，只有在電動機(jī)長期過載時，熱繼電 器才會動作，用它的常閉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，接觸器 KM斷電釋放，電動機(jī)停 止轉(zhuǎn)動。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時，接觸器線圈不會自行通電，電動機(jī)也不會自行 啟動，只有在操作人員重新按下啟動按鈕后，電動機(jī)才能啟動。自鎖、互鎖保護(hù)：將其中一個接觸器的常閉觸頭串入另一個接觸器線圈電路 中，則任何一個接觸器先通電后，即使按下相反方向的啟動按鈕，另

13、一個接觸器 也無法通電。hojvffl3、簡述三相異步電動機(jī)反接制動的控制過程？答:工作過程：合上開關(guān)QK - 按下啟動按鈕SB2 -接觸器KMi通電-電動 機(jī)M啟動運(yùn)行-速度繼電器KS常開觸頭閉合，為制動做準(zhǔn)備。制動時按下停 止按鈕SBi - KMi斷電-KM2通電（KS常開觸頭尚未打開）-KM 2主觸頭閉 合，定子繞組串入限流電阻 R進(jìn)行反接制動 -n0寸，KS常開觸頭斷開 -KM2 斷電，電動機(jī)制動結(jié)束。1-1 L2圖單向運(yùn)行的三相異步電動機(jī)反接制動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？這種方式對輸入、輸出的響應(yīng)產(chǎn)生怎樣的影響？答：采用集中采樣、

14、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 會使輸出對輸入的響應(yīng)產(chǎn)生之后，并有可能丟失和錯漏高頻輸入信號；此外，當(dāng) I/O點(diǎn)數(shù)較多且用戶程序較長時，輸出信號的頻率也必然會受到限制。2、從軟硬件兩個角度說明PLC的高抗干擾性能？答：硬件方面：對主要部件進(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；故障檢測功能；信息 保護(hù)和恢復(fù)功能；循環(huán)掃描時間和超時報警等。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 檢測到該脈沖？為什么？答：不能保證檢測到該脈沖。因?yàn)镻CL對輸入的處理

15、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。在這一時段外，PLC不響應(yīng)任何輸入信號的變化，因此假如某一輸入脈沖的時間寬度小于 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檢測到該脈沖信號。第五章S7-200 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位無符號整數(shù)(WORD)、有符號整數(shù)(INT)、32位無符號雙字整 數(shù)(DWODE)、有符號雙字整數(shù)(DINT)、32位實(shí)數(shù)型(REAL)。)-第

16、 7、 解:DOLDOALDAN8題I0.010.3I0.110.42、 根據(jù)梯形圖寫出語句表程序。P1Segmento I Titolo del segmentoConm曰nto del segmentd10.0 10.1 10.2 001QOJT37T H-pH H-pH / I()I0.2INTON*30 JL137Q0.2I |C s )4101Q0,3LDTONSLDSII(s )1Q0.1Q0.1T37， 30Q0.2，4I0.1Q0.3，1Segmcnto 11SHRE匚 hirMn110.5-L 11E. 17 U1DATA1via-SBIT+4aNQ3.0 c10.4C HQ

17、323、修改梯形圖中的語法錯誤。Segmento 1T34T34iri tonPT+30000-CEOQ3lO32767，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。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：M09電氣工程及其自動化（2）班第9頁2019-7-25Segmento 1T341INTON+30000-PTT54Segmento 1I0.0(b)第九章S7-200可編程控制器的通信與網(wǎng)絡(luò)1、簡述并行通信的通信過程。答：并行通信是指所傳送數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接收。并行通信傳遞數(shù)據(jù)塊，但

18、 由于一個并行數(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，會導(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互相干擾問題，使得 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生錯誤。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，在長距離傳送時，通信線路簡單且成本低，但傳遞速度比并行 速度低，故常用于長距離傳送且速度要求不高的場合。近年來，串行通信技術(shù)有 了

19、很快的發(fā)展，通信速度甚至可以達(dá)到 MB/s的數(shù)量級，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、什么時異步通信？什么時同步通信？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)通信中得一個重要問題，同步不好，輕者導(dǎo)致 誤碼增加，重者使整個系統(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)一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)是一幀一幀的傳

20、送。在幀格式中，一個字符由4個部分組成： 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。 由定時信號（時 鐘）來實(shí)現(xiàn)收發(fā)端同步，一旦檢測到與規(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、串電阻降壓啟動-30Vfr|33 GZI圖定子繞組串電阻起動控制線路啟動過程如下：合丄刀開關(guān)QRf按下起動按鈕SB1接觸器Kh通電一KM.主觸頭閉合-時間繼電器KT通電（廷時t秒）-定了繞組串R起動.-KT延時閉合常開觸頭一接觸器KJ線圈通電RM?主觸頭閉合，短接R L電動

21、機(jī)M全壓投入運(yùn)行 常閉輔助觸頭斷開一|-KM丄斷電KT斷電2、星三角降壓啟動啟動過程如下：合上刀開關(guān)QK-按下起動按鈕接觸器口 I通電一KR主觸頭閉合一M通電 接觸器R3S.通電一皿兀主觸頭閉合，I f時間繼電器KT通電一（延時t秒）1定了繞組聯(lián)結(jié)成星型，M減壓起動匚KT延時打開常閉觸頭-KMy斷電RT延時閉合常開觸頭pKMA通電-KMa主觸頭閉合，定了繞組結(jié)成形 LkM也常閉輔助觸頭斷開一KT線圈斷電L電動機(jī)叮加以額定電壓止常運(yùn)行0M09電氣工程及其自動化（2）班第11頁2019-7-253、正、反轉(zhuǎn)控制Li S Lja)圖(a)的工作過程如下：正轉(zhuǎn)控制 合上刀開關(guān)QQ 按下正向啟動按鈕SB

22、2正向接觸器KMi通電-KMi主觸頭和自鎖觸頭閉合 -電動機(jī)M正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制 合上刀開關(guān)QQ 按下正向啟動按鈕SB3-反向接觸器KM2通電KM2主觸頭和自鎖觸頭閉合 電動機(jī)M反轉(zhuǎn)4、能耗制動L L3圖能耗制動控制線路三相異步電動機(jī)能耗制動時，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，與旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn) 生制動力矩。制動結(jié)束必須及時切除直流電源。工作過程如下：合I打DF關(guān)QKf按卜起動按劇SB廠按觸器K1叫通電f電動機(jī)M啟動制動時，按卜夏合按鈕生已-KMt斷電-電動機(jī)M斷斤交流電源一K%斷比也動機(jī)朋時間繼電器KT相定子繞組通入戲流電，開始從耗制動

23、I通電-延時t-KT延時打開常閉觸頭-KM曲電廠 電動機(jī)阿切斷立流電-能耗制動結(jié)束 “術(shù)115、多臺電動機(jī)順序啟動（兩臺）Lj LjLgab)圖兩臺電動機(jī)順序起動控制線路在圖（a）中，接觸器KM1控制電動機(jī)M1的啟動、停止；接觸器KM2控制電 動機(jī)M2的啟動、停止?，F(xiàn)要求電動機(jī) M1啟動后，電動機(jī)M2才能啟動。工作過程如下：合上刀開關(guān)QQ 按下啟動按鈕SB2接觸器KMi通電電動機(jī)Mi啟動KM 1 常開輔助觸頭閉合按下啟動按鈕SB4接觸器KM 2通電電動機(jī)M2啟動電動機(jī)順序控制的接線規(guī)律是：1）要求接觸器KMi動作后接觸器KM2才能動作，故將接觸器KMi的常開 觸頭串接于接觸器KM2的線圈電路中

24、。2）要求接觸器KMi動作后接觸器KM2不能動作，故將接觸器KMi的常閉 輔助觸頭串接于接觸器KM2的線圈線路中。延伸：若將KM2常開觸點(diǎn)并聯(lián)在SBi上，此時可以實(shí)現(xiàn)順序停止，即先停止 電動機(jī)M2，再停止電動機(jī)Mi。PLC程序設(shè)計(jì)1、電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制(1) 1/0分配表輸入SB1SB2SB3I0.0I0.1I0.2輸出KM1KM2KM4Q0.0Q0.1Q0.2(2) 三相異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制梯形圖Seginento 1 Tiolo del segmertto | 匚ofnni訥o del weflmento1010MO.OMC.D3s南北黃燈)南北紅燈東西綠燈nnn東西黃燈J da Wa圖交通信號燈時序圖I/O分配表啟動按鈕IOJ停止按鈕SB10.2南北向虹燈HL” HL2QO.O南北向黃燈HLr HLQOJ南北向綠燈HL計(jì)HL6Q02南北向紅燈HL“ HLyQ