電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考答案

一、名詞解釋（共5小題，每小題6分，共30分）1、電氣控制系統(tǒng)及電氣圖答：電氣控制系統(tǒng)是由許多電氣設(shè)備及電氣元件按照一定的規(guī)定連接而成的，能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)控制。電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成構(gòu)造、工作原理及安裝、調(diào)試、維修等需要用統(tǒng)一的形式來體現(xiàn)，即電氣圖。電氣圖的表達(dá)辦法有：電氣原理圖、安裝接線圖、元件布置圖。電氣圖要根據(jù)國家電氣制圖原則，用規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)和繪制原則來繪制。2、傳感器答：傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息（電量或非電量），按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其它所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、解決、存儲(chǔ)、顯示、統(tǒng)計(jì)和控制等規(guī)定。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。3、可編程邏輯控制器PLC答：可編程邏輯控制器（PLC），它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、次序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對顧客的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制多個(gè)類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。重要由電源、中央解決單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功效模塊和通信模塊等構(gòu)成。4、變頻器答：變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過變化電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器重要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微解決單元等構(gòu)成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)節(jié)輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)成節(jié)能、調(diào)速的目的，變頻器尚有諸多的保護(hù)功效，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。5、觸摸屏答：觸摸屏是一種可接受觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動(dòng)多個(gè)連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動(dòng)的影音效果。觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是現(xiàn)在最簡樸、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。二、簡答題（共5小題，共70分）1、簡述電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的普通原則。（本題10分）答：⑴最大程度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的規(guī)定。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根據(jù)重要來源于生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝的規(guī)定。⑵設(shè)計(jì)方案要合理。在滿足控制規(guī)定的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡樸、經(jīng)濟(jì)、便于操作和維修，不要盲目追求高指標(biāo)和自動(dòng)化。⑶機(jī)械設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)應(yīng)互相配合。許多生產(chǎn)機(jī)械采用機(jī)電結(jié)合控制的方式來實(shí)現(xiàn)控制規(guī)定，因此要從工藝規(guī)定、制造成本、構(gòu)造復(fù)雜性、使用維護(hù)方便等方面協(xié)調(diào)解決好機(jī)械和電氣的關(guān)系。⑷確保控制系統(tǒng)安全可靠地工作。2、簡述電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的普通環(huán)節(jié)。（本題10分）答：⑴擬訂設(shè)計(jì)任務(wù)書。設(shè)計(jì)任務(wù)書是整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)，又是設(shè)備竣工驗(yàn)收的根據(jù)，由技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)部門、設(shè)備使用部門和任務(wù)設(shè)計(jì)部門等共同完畢。⑵擬定電力拖動(dòng)方案。電力拖動(dòng)方案選擇是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，也是后來各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)和先決條件。⑶拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇基本原則。⑷選擇控制方式?？刂品绞降倪x擇應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，最大程度地滿足工藝的規(guī)定。⑸設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，并合理選用元器件，編制元器件明細(xì)表。⑹設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的多個(gè)施工圖紙。⑺編寫設(shè)計(jì)闡明書和使用闡明書。3、簡述電氣原理圖設(shè)計(jì)的普通規(guī)定。（本題12分）答：⑴電氣控制原理應(yīng)滿足工藝的規(guī)定。重要考慮控制方式，起動(dòng)、反向、制動(dòng)及調(diào)速的規(guī)定，設(shè)立多個(gè)聯(lián)鎖及保護(hù)裝置。⑵控制電路電源種類與電壓數(shù)值的規(guī)定。控制電源有交流電源和直流電源之分，交流電源重要有220V和110V，直流電源重要有110V和24V。⑶確保電氣控制電路工作的可靠性、安全性。避免控制電路出現(xiàn)“競爭”與“冒險(xiǎn)”現(xiàn)象，以及寄生電路的存在。⑷應(yīng)含有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)?？刂齐娐吩谑鹿薁顩r下，應(yīng)能確保操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機(jī)械的安全，并能有效地制止事故的擴(kuò)大。⑸操作、維修方便?？刂齐娐窇?yīng)從操作與維修人員的工作出發(fā)，力求操作簡樸、維修方便。⑹控制電路力求簡樸、經(jīng)濟(jì)。在滿足工藝規(guī)定的前提下，控制電路應(yīng)力求簡樸、經(jīng)濟(jì)。盡量選用原則電氣控制環(huán)節(jié)和電路，縮減電器的數(shù)量，采用原則件和盡量選用相似型號(hào)的電器。4、簡述電氣控制裝置的工藝設(shè)計(jì)。（本題18分）答：⑴電氣設(shè)備的總體布置設(shè)計(jì)。電氣設(shè)備總體布置設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)電氣控制原理圖，將控制系統(tǒng)按照一定規(guī)定劃分為若干個(gè)部件，再根據(jù)電氣設(shè)備的復(fù)雜程度，將每一部件劃分成若干單元，并根據(jù)接線關(guān)系整頓出各部分的進(jìn)線和出線號(hào)，調(diào)節(jié)它們之間的連接方式。⑵繪制電器元件布置圖。操作和監(jiān)視器件布置在儀表板或門板上，較重的電器元件安裝在電控柜下方，發(fā)熱元件安裝在電控柜上方，強(qiáng)電弱電分開布線，布置電器元件時(shí)應(yīng)預(yù)留布線、接線、和調(diào)節(jié)操作的空間。⑶繪制電氣控制裝置的接線圖。在接線圖中，各電器元件的外形和相對位置要與實(shí)際安裝的相對位置一致。⑷電控柜和非原則零件圖的設(shè)計(jì)。電控柜構(gòu)造要緊湊、有通風(fēng)孔、便于安裝、調(diào)節(jié)及維修、外形美觀，并與生產(chǎn)機(jī)械相匹配；非原則的電器安裝零件，如開關(guān)支架、電氣安裝底板、控制柜的有機(jī)玻璃面板、扶手等，應(yīng)根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)規(guī)定，繪制其零件圖。⑸清單匯總。在電氣控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)多個(gè)圖紙，對本設(shè)備需要的多個(gè)零件及材料進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，列出元件清單、原則件清單、材料消耗定額表，方便生產(chǎn)管理部門做好生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。⑹編寫設(shè)計(jì)闡明書和使用闡明書。設(shè)計(jì)闡明和使用闡明是設(shè)計(jì)審定、調(diào)試、使用、維護(hù)過程中必不可少的技術(shù)資料，應(yīng)包含拖動(dòng)方案的選擇根據(jù)，系統(tǒng)的重要原理與特點(diǎn)，重要參數(shù)的計(jì)算過程，設(shè)備調(diào)試的規(guī)定和辦法，設(shè)備使用、維護(hù)規(guī)定，使用注意事項(xiàng)等。5、在進(jìn)行PLC的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要注意哪些問題？（本題20分）答：⑴PLC選型。西門子PLC控制的強(qiáng)項(xiàng)是過程控制與通信控制，三菱PLC控制的強(qiáng)項(xiàng)是離散控制和運(yùn)動(dòng)控制，如在中央空調(diào)、污水解決、溫度控制等系統(tǒng)中選用西門子PLC，在機(jī)械手、伺服定位等系統(tǒng)中選用三菱PLC。⑵輸入端開關(guān)（如按鈕）普通都用常開觸點(diǎn)，但注意急停開關(guān)必須接常閉觸點(diǎn)，盡管從邏輯上講，急停開關(guān)接常開觸點(diǎn)是可行的，但如果急停開關(guān)接常開觸點(diǎn)，由于某些狀況下，急停開關(guān)的連線斷開，系統(tǒng)仍然能正常工作，但緊急狀況，特別是重大事故發(fā)生時(shí)，急停開關(guān)將不能起到作用，很容易發(fā)生事故。如果急停開關(guān)接常閉觸點(diǎn)，只要急停開關(guān)的連線斷開，系統(tǒng)就不能正常工作，因此，“急停開關(guān)”總是能起到作用。⑶輸出端若用直流電源，則最佳與接觸器或繼電器線圈并聯(lián)一種續(xù)流二極管，續(xù)流二極管起續(xù)流作用。顧客應(yīng)注意二極管的接法，若接反，則會(huì)短路；若用交流電源，則最佳與接觸器或繼電器線圈并聯(lián)一種浪涌吸取器。⑷若接觸器的電源是220V交流電，電磁閥的電源是2