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【电气控制与PLC】习题、测试题及答案


习题 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。

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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 一处为 SB3 点动、SB1 长动、SB2 停止 SB2、SB6 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。 ① ②

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

。。。。。。。 。。。。。。。

-2-

9.某台机床主轴和润滑油泵各由一台电动机带动。要求主轴必须在油泵起动后才能起动,主 轴能正/反转并能单独停车,设有短路、失电压及过载保护等。绘出电气控制原理图。

电源 保 护

电源 开 关

主 轴电 动 机

短路 保 护

润 滑 油泵

主 轴电 动 机控 制

油 泵 电机 控 制

F U1

Q

FU 2

FR 1 KM 3

FR 2

S B5 K M1 K M2 KM 3 S B3

K M1 SB 1 F R1 M1
3

KM 2 SB 2 S B4

K M3

F R2 M2
3

K M2 K M1

KM 1 K M2 K M3

1

2

3

4

5

6

7

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。

FU1

FU2

SB3

KT3

FR1

FR2

FR3

KM1 KM1 KM2 KM3 SB1 KT2 KT1

KM2 KT2

FR1

FR2

FR3
M2 3 3

KM1

KT1

KM2

KT2

KM3

KT3

M1 3

M3

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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
F U2

FR

S B2 SB 2

K M2

KM 1 SB 1 K M2 KM1 KT KT KM 1 K M2

第二种
FU2

FR

S B2 S B2

KM 2

KM 1 S B1 KM 2 KM1 KT KM 1 KM2 KM2 KT

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1.设计一个工作台前进后退控制线路。工作台由电动机 M 带动,行程开关 ST1、ST2、分别 装在终点和原点。要求:前进到终点后停顿一下再后退到原点停止;前进过程中能立即后 退到原点。 (画出主、控制电路,并用文字简单说明)

第一种方法
F U2

FR

S B3

KM 1 SB 1 SB 2 KM 2 SQ 1 KM 1

SB 2

KM 2 KT

SQ 1

KM 1 SQ 2 KM2 KT

第二种方法

FU 2

FR

KM 1 SB1 SB2 K M2 SQ1 KM 1 KT

SB 2

KT

KM 2

KM1 SQ 2 K M2

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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 ② 速度继电器 ③ 接触器 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 6. 右图为三相笼式异步电动机的正反转控 制电路,用文字说明指出图中的错误。 主电路没有短路保护——Q 与 KM1 之间需 增设熔断器 FU; 电动机不能反转——KM2 与 FR 之间的连 线任意调换两相。 没有电气互锁,会引起电源短路——KM1 线圈前串联 KM2 常闭辅助触点,KM2 线 圈前串联 KM1 常闭辅助触点。 不能实现过载保护——KM1、KM2 线圈后 应串联 FR 的常闭触点 7. 用 PLC 控制一个工作台运行,其动作程 序为: 工作台由原位开始前进,到终端后自动停止;在终端停留 2min 后自动返回原位停 止; 要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或再次起动; 电网停电后再来电工作台不会 自行运动。请画出主电路、PLC 接线图、PLC 梯形图。 (有必要的保护措施) 。

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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。

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(1)主电动机 M1 的点动控制 若需要检修或调整车床是,要求主动电动机 M1 点动控制 工作原理:合 QS 点按 SB2 KM1 得电 松开 SB2 KM1 失电 M 停车 (2)主电动机 M1 的正、反转控制线路 正转:合 QS 按下 SB3 KM3 得电
? R 短接 ? ? ? ? M 全压起动 ? KA 得电 ? KM 1得电 ?

M 串 R 降压启动

(3)主电动机 M1 的反接制动控制 正向反接制动:正转时 ? KS1(10-12)闭合 ? 按下 SB1
? KM 3断开 ? R 串入主电路 ? ? KM 1失电 ? ? KM 2 得电 ? 正向反接制动 ? ? KA 失电 ?

? 转速 ? 100 转

? KS 1(10 ? 12 )断开 ? KM 2失电 ? M 停车

(4)刀架的快速移动和冷却泵控制 快速移动: 转动刀架手柄 ? 压下 SQ ? KM5 吸合 ? M3 得电 ? 刀架快速移动 冷却泵控制: M2 为冷却泵电动机,它的起动和停止通过按钮 SB6 和 SB5 控制。 (5)监视电路分析 通过电流表来监视主电动机绕组的正常工作电流。 (6)照明电路 照明灯采用 36V 的安全电压供电,开关 SA 控制

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。 1、两台电动机顺序起动联锁控制电路

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两台电动机顺序起动联锁控制线路

2.自动限位控制电路

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自动限位控制电路

自动限位控制电路 3.电动机 Y-Δ 减压起动控制电路

- 11 -

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

- 12 -

自动循环控制电路

自动循环控制电路

- 13 -

用按钮、继电器、灯泡等设计一个三位抢答器控制电路。
SB0

SB1 KA2 KA3

KA1

SB2 KA1

KA2

SB3 KA1

KA3

KA3

KA2

KA1

HL1

KA2

HL2

KA3

HL3

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

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《PLC》试题集
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 B.93 C.94 D.95

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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 。 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 5. PLC 与 继 电 器 控 制 的 差 异 是 什 么 ? 答 : PLC 与 继 电 器 控 制 的 差 异 是 : (1)组 成 器 件 不 同 。 PLC 是 采 用 软 继 电 器 , J-C 采 用 硬 件 继 电 器 等 元 件 。(2)触 点 数 量 不 同 。PLC 触 点 可 无 限 使 用 ,J-C 触 点 是 有 限 的 。 (3)实 施 的 控 制 方 法 不 同 。 PLC 采 用 软 件 编 程 解 决 , J-C 是 采 用 硬 件 接 线 解 决 。 6. 简 述 PLC 系 统 的 现 场 调 试 方 法 ? 答 : 1. 信 号 模 拟 。 2. 信 号 监 视 。 3. 寻 找 /替 换 与 换 线 。 4. 变 量 监 控 与 修 改 。 5. 输 出 /输 入 强 制 。 三.程序转换 1、 由 梯 形 图 转 换 为 指 令 表 。

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LD X000 MPS AND X001 OUT Y000 MRD LD X002 AND X003 ANB OUT Y001 MRD OUT Y002 MPP LD X004 OR X005 ANB OUT Y003 END 2、由梯形图转换为指令表。

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LD X000 MPS AND X001 MPS AND X002 OUT Y001 MPP LD X003 OR X004 ANB OUT Y002 MPP AND X005 MPS AND X006 OUT Y003 MPP LD X007 AND X010 LD X011 AND X012 ORB ANB OUT Y004 END 3.写出下列梯形图的指令表程序 LD X000 AND X001 LD X002 AND X003 ORB LDI X004 AND X005 ORB OUT Y006 END
- 18 -

4.写出下列梯形图的指令表程序 LD X000 OR X005 LD X001 AND X002 LDI X004 AND X003 ORB OR X006 ANB OR X007 OUT Y006 END 5.画出下列指令对应的梯形图。 指令表: 0 LD 1 AND 2 MPS 3 AND 4 OUT 5 MPP 6 OUT 7 LD 8 MPS 9 AND X004 解: Y001 X003 18 X002 Y000 15 X000 X001 12 10 OUT 11 MRD AND X005 13 14 OUT Y005 MRD Y004

AND X006 16 17 OUT MPP AND X007 19 OUT Y007 Y006

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五、设计题 1. 有 一 条 生 产 线 , 用 光 电 感 应 开 关 X1 检 测 传 送 带 上 通 过 的 产 品 , 有 产 品 通 过 时 X1 为 ON,如 果 在 连 续 的 20 秒 内 没 有 产 品 通 过 ,则 灯 光 报 警 的 同 时 发 出 声 音 报 警 信 号 ,用 X0 输 入 端 的 开 关 解 除 报 警 信 号 ,请 画 出 其 梯 形 图 ,并 写 出 其 指 令 表 程 序 。 解 : X0: 报 警 复 位 ; X1: 光 电 检 测 ; X10: 启 动 ; X11: 停 止

2.液 体 混 合 装 置 如 图 所 示 ,上 限 位 、下 限 位 和 中 限 位 传 感 器 被 液 体 淹 没 时 为 ON, 阀 A、 阀 B 和 阀 C 为 电 磁 阀 , 线 圈 通 电 时 打 开 , 线 圈 断 电 时 关 闭 。 开 始 时 窗 口 是 空 的 , 各 阀 门 均 为 OFF。 按 下 起 动 按 钮 后 , 打 开 阀 A, 液 体 A 流 入 容 器 , 中 限 位 开 关 变 为 ON 时 ,关 闭 阀 A,打 开 阀 B,液 体 B 流 入 容 器 。当 兴 衰 成 败 到 达 上 限 位 开 关 时 ,关 闭 阀 B,电 动 机 M 开 始 运 行 ,搅 动 液 体 ,60 秒 后 停 止 搅 动 ,打 开 阀 C, 放 出 混 合 液 , 当 兴 衰 成 败 降 至 下 限 位 开 关 之 后 再 过 5S, 容 器 放 空 , 关 闭 阀 C, 打 开 阀 A, 又 开 始 下 一 周 期 的 工 作 。 按 下 停 止 按 钮 , 在 当 前 工 作 周 期 的 工 作 结 束 后 , 才 停 止 工 作( 停 在 初 始 状 态 ) 。画 出 PLC 的 外 部 接 线 图 和 控 制 系 统 的 程 序( 包 括 状 态转移图、顺控梯形图) 。

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解:

X10:启 动 ; X11: 停 止

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六、设计: (每题 10 分) 1、 设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路,并具有短路、过载保护。?

2、 设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路,并具有短路、过载保护。(B)

3、 设计一个三相异步电动机星型——三角形减压起动的主电路和控制电路,并具有短路、 过载保护。(B)

4、 设计一个三相异步电动机单向反接串电阻制动的主电路和控制电路,并具有短路、过载

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保护。(B)

5、 某机床有两台三相异步电动机,要求第一台电机起动运行 5s 后,第二台电机自行起动, 第二台电机运行 10s 后,两台电机停止;两台电机都具有短路、过载保护,设计主电路 和控制电路。(B)

6、 某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制,要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才 能运行,主轴电机能正反转,并能单独停机,有短路、过载保护,设计主电路和控制电 路。(B)

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7、 一台三相异步电动机运行要求为:按下起动按钮,电机正转,5s 后,电机自行反转,再 过 10s,电机停止,并具有短路、过载保护,设计主电路和控制电路。(A)

8、 设计两台三相异步电动机 M1、M2 的主电路和控制电路,要求 M1、M2 可分别起动和 停止,也可实现同时起动和停止,并具有短路、过载保护。?

9、 一台小车由一台三相异步电动机拖动,动作顺序如下:1)小车由原位开始前进,到终 点后自动停止。2)在终点停留 20s 后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中, 任意位置都能停止或起动,并具有短路、过载保护,设计主电路和控制电路。(A)

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10、设计三相异步电动机交流接触器控制的全压起动主辅控制电路,具有短路保护,热保护 功能。 (C)

七、分析题(每题 10 分) 1、根据下图,分析它的工作原理

按下 SB2,KM1 吸合并自保,电机运行,速度达到 140 转/分以上时,KS 触点闭合。 按下 SB1,KM1 断电,KM2 吸合,进行反接制动,速度达到 100 转/分以下时,KS 触点断开,制动结束,电机慢慢停止转动。 2、分析点动控制电路的工作原理

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按下 SB,KM 线圈得电,KM 触点闭合,电机转动;松开 SB, KM 线圈失电,KM 触点断开,电机停转。 3、分析起动、自保控制电路的工作原理

按下 SB2,KM1 线圈得电,KM 吸合,主触电接通电机电源,电机运行;同时辅助触 点闭合,接通控制回路,并保持。松开 SB2,由于辅助触点已经闭合了控制回路,靠 辅助触点继续接通控制回路,电机继续运行。按下 SB1,KM1 断电,辅助触点断开, 主触点断开电机电源,电机慢慢停止转动。 4、分析多点控制电路的工作原理

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