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电气控制与PLC习题、测试题及答案


电气与 PLC 控制

习题、测试题及答案

1.接触器的线圈额定电流和额定电压与接触器的额定电流和接触器的额定电压有何区别? 答:线圈的额定电压标注在线包上,与是控制回路的电压一致,其额定电流为额定电压 下流过线圈的电流,而额定电压标注在铭牌上,与主回路的电压一致,其额定电流大于主回 路电流。 2.在什么情况下中间继电器可以取代接触器启动电动机? 答:在控制小功率、轻负载电动机的电路中 3.电动机的启动电流很大,当电动机启动时,热继电器会不会动作?为什么? 答:正常情况下不会动作,因为电动机启动的时间比较短,其电流产生的热效应不足以 使热继电器动作。 4.空气式时间继电器如何调节延时时间?JST 型时间继电器触头有哪几类?画出他们的图形 符号。 答:用螺丝刀调节进气孔气隙大小 其触头有如下类型

5.熔断器为什么一般不用作过载保护? 答: 熔断器主要用于短路保护和严重过载保护, 只有当线路电流达到熔断器熔断短路一 定的时间后,熔断器才熔断,而一般的过载电流远远小于熔断电流,熔断器不会熔断,不能 起到过载保护的作用。 4.试设计可进行两处操作,对一台电动机实现长动和点动的控制电路。 SB3、SB5 点动;SB1、SB4 长动 SB2、SB6 停止 一处为 SB3 点动、SB1 长动、SB2 停止 一处为 SB5 点动、SB4 长动、SB6 停止

5.试设计两台笼型电动机 M1、M2 的顺序起动/停止的控制电路,要求如下: ①M1、M2 能循序启动,并能同时或分别停止。 ②M1 启动后 M2 启动,M1 可点动,M2 单独停止。





SB1、KM1、M1 启动,SB2、KM2、M2 启动 SB3 停 M1,SB4 停 M2 ,SB5 总停

。。。。。。。。。。。。。。

5.设计一个控制电路, 要求第一台电动机启动 10S 后, 第二台电动机自行起动, 运行 10s 后, 第一台电动机停止运行并同时使第三台电动机自行起动, 再运行 15s 后, 电动机全部停止运 行。

7.画出笼型异步电动机的能耗制动控制电路,要求如下。 ①用按钮 SB2 和 SB1 控制电动机 M 的起停 ②按下停止按钮 SB1 时, 应使接触器 KM1 断电释放, 接触器 KM2 通电运行, 进行能耗制动。

③制动一段时间后,应使接触器 KM2 自动断电释放,试用通电延时型和断电延时型继电器 个画出一种控制电路。

第一种

第二种

测试题 1. 下列低压电器中可以实现过载保护的有 ①④ ① 热继电器 ③ 接触器 ② 速度继电器 ④ 低压断路器 ⑤ 时间继电器

2. 在三相笼式电动机的正反转控制电路中,为了避免主电路的电源两相短路采取的措施 是② ① 自锁 ② 互锁 ③ 接触器 ④ 热继电器

3. 在三相笼式异步电动机的 Y-△起动控制电路中,电动机定子绕组接为 Y 型是为了实现电 动机的 ① 起动。 ① 降压 ② 升压 ③ 增大电流 ④ 减小阻抗

4. 在电动机的连续运转控制中,其控制关键是 ① 的应用。 ① 自锁触点 ② 互锁触点 ③ 复合按钮 ④ 机械联锁 5.以下哪些设备可以作为 PLC 的输入设备?①③ ①限位开关 ②接触器的线圈 ③按钮 ④指示灯 1、低压电器通常指工作在额定交流电压 1200V 以下或直流电压 1500V 以下电路中的电器, 一般按基本用途分为配电电器和控制电器两类。 2、三相异步电动机常用制动方法有反接制动、能耗制动以及机械制动。 3、直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变换为稳定直流电源,在数控机床电气控制系 统中需要直流稳压电源给驱动器、控制单元、直流继电器、信号指示灯等提供电源。 4、PLC 由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口、外部设备编程器及电源模块组成。 5、FX2N 系列 PLC 编程元件有输入输出继电器(X 与 Y)、辅助继电器(M)、状态继电 器(S)、定时器(T)、计数器(C)、数据寄存器(D)、和指针(P、I、N)等七大类。 练习题 以下为一些机床基本控制电路原理图,若将其改为 PLC 控制,试画出相应的控制电路输入 输出接线图、梯形图及对应的指令程序。

3.电动机 Y-Δ 减压起动控制电路

电动机 Y -Δ 降压起动自动控制电路

电动机 Y -Δ 降压起动自动控制电路 4 .自动循环控制

自动循环控制电路

自动循环控制电路

用按钮、继电器、灯泡等设计一个三位抢答器控制电路。

5.能耗制动控制

带变压器的桥式整流能耗制动自动控制电路

1.一般公认的 PLC 发明时间为: C A . 1945 B . 1968 C . 1969 D . 1970

2.十六进制的 F,转变为十进制是多少? C A . 31 B . 32 C . 15 D . 29

3.三菱 PLC 中,16 位的内部计数器,计数数值最大可设定为 B A . 32768 B . 32767 C . 10000 D . 100000

4.FX 系列 PLC 是( B)公司的产品。 A .西德西门子 B .日本三菱 C .美国 HONEWELL D .日本富士

5.PLC 中不包括( C )。 A . CPU B .输入 / 输出部件 C .物理继电器 D .存贮器

6. FX 系列 PLC 中 LDP,表示什么指令 B

A .下降沿 B .上升沿 C .输入有效 D .输出有效 7. FX 系列 PLC,主控指令应采用 B A . CJ B . MC NO C . GO TO D . SUB

8. FX 系列 PLC 中 PLF,表示什么指令? A A .下降沿 B .上升沿 C .输入有效 D .输出有效 9. FX 系列 PLC 中 SET,表示什么指令 D A .下降沿 B .上升沿 C .输入有效 D .置位 10.热继电器在电路中做电动机的什么保护 B A .短路 B .过载 C .过流 D .过压

11.PLC 的输出方式为晶体管型时,它适用于哪种负载。 C A .感性 B .交流 C .直流 D .交直流

12. 二 进 制 数 1011101 等 于 十 进 制 数 的 ( B ) 。 A .92 二、简答题 1. 可 编 程 控 制 器 的 定 义 是 什 么 ? 为 什 么 说 可 编 程 控 制 器 是 一 种 数 字 的 电 子 系 统 ? 答 : 国 际 电 工 委 员 会( IEC )于 1985 年 在 颁 布 的 可 编 程 控 制 器 标 准 草 案 第 二 稿 中 , 给 PLC 做 了 如 下 定 义 : “ 可 编 程 控 制 器 是 一 种 数 字 运 算 器 , 是 一 种 数 字 运 算 操 作 的电子系统,专为工业环境应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内 部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过 数 字 式 、 模 拟 式 的 输 入 和 输 出 , 控 制 各 种 机 械 或 生 产 过 程 。 ” 因 为 PLC 实 际 上 是 一个计算机,内部处理的是数字信号,所以说是一种数字的电子系统。” 因 为 PLC 实 际 上 是 一 个 计 算 机 , 内 部 处 理 的 是 数 字 信 号 , 所 以 说 是 一 种 数 字 的 电 子系统 2. 简 述 可 编 程 控 制 器 的 结 构 ? 可 编 程 控 制 器 是 由 中 央 处 理 器 ,存 储 器 ,I/O 单 元 ,电 源 单 元 ,编 程 器 ,扩 展 接 口 , 编程器接口,存储器接口等部分组成。 3. 简 述 可 编 程 控 制 器 的 常 用 编 程 语 言 ? 答: PLC 常 用 的 编 程 语 言 有 : 顺序功能图 ( SFC ) , 梯形图 ( LD ) , 功能块图 ( FBD ) , 指 令 表 ( IL ) , 结 构 文 本 ( ST ) 。 4 . 简 述 PLC 的 主 要 功 能 。 答 : 1、 逻 辑 控 制 功 能 。 逻 辑 控 制 功 能 实 际 上 就 是 位 处 理 功 能 , 是 可 编 程 控 制 器 的 最基本的功能之一。 2、 定 时 控 制 功 能 。 B .93 C .94 D .95

3、 计 数 控 制 功 能 。 4、 步 进 控 制 功 能 。 5、 数 据 处 理 功 能 。 6 、过 程 控 制 功 能 。有 A/D 、D/A 转 换 功 能 ,可 以 方 便 地 完 成 对 模 拟 量 的 控 制 和 调节。 7、 通 信 联 网 功 能 。 8、 监 控 功 能 。 9、 停 电 记 忆 功 能 。 10 、 故 障 诊 断 功 能

第一章

常用低压电器

1-1 开关设备通断时,触头间的电弧是怎样产生的?通常哪些灭弧措施?
答:当开关电器的触头分离时,触头间的距离很小,触头间电压即使很低,但电场强 度很大(E=U/d),在触头表面由于强电场发射和热电子发射产生的自由电子,逐渐加速 运动,并在间隙中不断与介质的中性质点产生碰撞游离,使自由电子的数量不断增加,导 致介质被击穿,引起弧光放电,弧隙温度剧增,产生热游离,不断有大量自由电子产生, 间隙由绝缘变成导电通道,电弧持续燃烧。 为了加速电弧熄灭,常采用以下灭弧方法。 (1)吹弧(2)拉弧(3)长弧割短弧(4)多断口灭弧(5)利用介质灭弧 (6) 改善触头表面材料

1-3 在电动机的控制线路中,熔断器和热继电器能否相互代替?为什么?
答:二者不能相互替换,热继电器和熔断器在电动机保护电路中的作用是不相同的。热 继电器只做长期的过载保护, 而熔断器只做短路保护, 因此一个较完整的保护电路, 特别是电动机电路,应该两种保护都具有。

1-4 简述交流接触器在电路中的作用,结构和工作原理。
答:交流接触器是利用电磁吸力进行操作的电磁开关。常用来控制电动机,电热设备, 电焊机等和继电器配合,还可以作为过电流和过电压的保护动作的执行元件。 结构:由触头系统、电磁系统和灭弧系统三部分组成。 工作原理:当吸引线圈两端加上额定电压时,动、静铁芯间产生大于反作用弹簧弹力的 电磁吸力,动、静铁芯吸合,带动动铁芯上的触头动作,即常闭触头断开,常开触头闭合; 当吸引线圈端电压消失后,电磁吸力消失,触头在反弹力作用下恢复常态。由于吸引线圈中 通入的是交流电,铁芯中产生交变磁通,形成交变的电磁吸力,造成动铁芯吸合不牢产生振

动和噪音。振动易使电器结构松散,寿命减低,同时使触头接触不良,易于熔焊和蚀损。噪 声污染环境,使工人感到疲劳。为了减小铁芯振动和噪音,在铁芯极面下安装短路环。

1-5 自动空气开关有哪些脱扣装置?各起什么作用?
答:空气开关的脱扣机构包括有:过电流脱扣器——当线路发生短路或严重过载时,电 磁脱扣器的电磁吸力增大,将衔铁吸合,向上撞击杠杆,使上下搭钩脱离,实现自动跳闸, 达到切断电源的目的。 失压脱扣器——用于电动机的失压保护。 热脱扣器——当电路过载时,过载电流流过发热元件,双金属片受热弯曲,撞击杠杆, 搭钩分离,主触头断开,起过载保护作用。 分励脱扣器——当需要断开电路时按下跳闸按扭, 分离电磁铁线圈通入电流, 产生电磁 吸力吸合衔铁,使开关跳闸。

1-6 如何选择熔断器?
答:选择熔断器首先根据三个技术参数额定电流、额定电压和极限分断能力。然后根据 被保护电路的要求首先选择熔体的额定电流, 然后根据使用条件与特点选定熔断器的种类和 型号。

1-7 时间继电器 JS7 的延时原理是什么?如何调整延时范围?画出图形符号并 解释各触头的动作特点。
答:当线圈通电时,动铁芯和固定在动铁芯上的托板被铁芯电磁引力吸引而下移。这时 固定在活塞杆上的撞块因失去托板的支托在弹簧作用下也要下移, 但由于与活塞杆相连的橡 皮膜也跟着向下移动时,受进气孔进气速度的限制,橡皮膜上方形成空气稀薄的空间,与下 方的空气形成压力差,对活塞杆下移产生阻尼作用。所以活塞杆和撞块只能缓慢地下移。经 过一段时间后,撞块才触及微动开关的推杆,使常闭触头断开、常开触头闭合,起通电延时 作用。 延时范围可通过延时调节螺钉调节空气室进气孔的大小来改变,延时范围有 0.4-60S 和 0.4-180S。

1-8 从接触器的结构上,如何区分是交流还是直流接触器?
答:两者结构和工作原理基本相同,均由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成。但直 流接触器的电磁机构采用沿棱角转动拍合式铁心,线圈中通入直流电不会产生涡流。而交 流接触器采用 E 形硅钢片叠压铆成,以减小交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损耗。

1-9 线圈电压为 220V 的交流接触器,误接入 220V 直流电源上;或线圈电压为 220V 直流接触器,误接入 220V 交流电源上,会产生什么后果 ?为什么?

答:若将交流接触器误接入直流电源上,交流接触器将烧毁;因阻抗减小,电流增大。 若将直流接触器误接入交流电源上,直流接触器将不能正常工作;因阻抗增大,电流减小, 吸力不足,启动电流降不下去,此外还有涡流存在。

1-10 交流接触器铁芯上的短路环起什么作用?若此短路环断裂或脱落后 ,在 工作中会出现什么现象?为什么?
答:短路环是为了减小铁心震动和噪音而设置的装置。当短路环断裂或脱落后,震动和 噪音增大。

1-11 带有交流电磁铁的电器如果衔铁吸合不好(或出现卡阻)会产生什么问 题?为什么?
答:如果出现卡阻或吸合不好,因线圈中长时间流国电流会导致线圈损坏;。

1-12 某机床的电动机为 JO2-42-4 型,额定功率 5.5KW,额定电压 380,额 定电流为 12.5A,起动电流为额定电流的 7 倍,现用按钮进行起停控制,需有 短路保护和过载保护,试选用接触器、按钮、熔断器、热继电器和电源开关的 型号。
答:按钮型号:LA19-11 接触器型号:CJ10-20 熔断器型号:RL1-30 热继电器型号:JR16-20 电源开关型号:DZ15-100A

1-13 电动机的起动电流很大,起动时热继电器应不应该动作?为什么?
答:启动时热继电器不应动作;若热继电器动作,则电动机将启动,不能正常工作。

第二章 电器控制线路的基本控制环节
2.1 分析图 2.43 中各控制电路按正常操作时会出现什么现象?若不能正 常工作加 以改进。

答: 图(a)不能自锁 图(c)启动后不能停止 图(e)启动后不能停止 图(g)不能自锁

图(b)不能启动 图(d)不能自锁 图(f)不能自锁 图(h)不能自锁

2.2 设计可从两地对一台电动机实现连续运行和点动控制的电路。 答:按控制要求电路图如下所示:

2.3

试画出某机床主电动机控制线路图。要求:⑴可正反转;⑵可正向点

动;⑶两处起停。

答:要求电路图如下所示

2.11

叙述图 2.23 所示电路的工作原理。
答:该图为按时间原则进行能耗制动的控制线路。KM1 通电并自锁电动机已单

向正常运行后,若要停机。按下停止按钮 SB1,KM1 断电,电动机定子脱离三相交流 电源;同时 KM2 通电并自锁,将二相定子接入直流电源进行能耗制动,在 KM2 通电 同时 KT 也通电。电动机在能耗制动作用下转速迅速下降,当接近零时,KT 延时时间 到,其延时触点动作,使 KM2、KT 相继断电,制动结束。 该电路中,将 KT 常开瞬动触点与 KM2 自锁触点串接,是考虑时间继电器断线或 机械卡住致使触点不能动作时,不致于使 KM2 长期通电,造成电动机定子长期通入直 流电源。该线路具有手动控制能耗制动的能力,只要使停止按钮 SB1 处于按下的状态, 电动机就能实现能耗制动。

2.12

一台△—YY 接法的双速电动机,按下列要求设计控制线路,

(1)能低速或高速运行; (2)高速运行时,先低速起动; (3)能低速点动; (4)具有必要的保护环节。

2.13

根据下列要求画出三相笼型异步电动机的控制线路。(1)能正反转;

(2)采用能耗制动(3)有短路、过载、失压和欠压等保护。

2.14

直流电动机起动时,为什么要限制起动电流?限制起动电流的方法有哪
答:支流电动机的启动冲击电流可达到额定电流的 20~30 倍,过大的电流可能导致电

几种?这些方法分别适用于什么场合?
动机换向器和电枢绕组的损坏, 同时对电源的也是沉重的负担, 大电流产生的转矩和加速度 对机械部件也将产生强烈的冲击。
限制启动电流的方法有加大电枢电路电阻或降低电枢电压的方法来限制启动电流。

2.15

直流电动机的调速方法有哪几种?

答:直流电动机的转速调节有以下四种方法:改变电枢回路电阻值调速、改变励磁电流调 速、改变电枢电压调速和混合调速。

2.16

直流电动机的制动方法有哪几种?各有什么特点?

答:直流电动机的电气制动方法有:能耗制动、反接制动和再生发电制动等方式 能耗制动的特点是:制动平稳,但准确性不高。 反接制动的特点是:设备简单,制动力强。 2-14 画出两台电机能同时启动和同时停止,并能分别启动和分别停止的控制电路原理 图。
FU FR1 FR2 SB1

SB4 SB2 SB5 SB3 KM1 KA KM2 KA SB6

KM1

KM2

KA


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