电气控制与PLC期末试题

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科电气控制目 与PLC

班级

姓 名 学 号 时间

燕山大学试卷 密 封 线 共 11 页 第 1 页

题号 一 分数

二 三 四 五

总分

一、简答题（20分）

1、电磁接触器主要由哪几部分组成？简述电磁接触器的工作原理。（4分）

电磁接触器一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。接触器根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。 2、中间继电器的作用主要有哪几个方面？（2分）

(1) 当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。

(2) 当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。

3、简述可编程序控制器（PLC）的定义。（3分）

可编程控制器（PLC）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 4、简答PLC系统与继电接触器系统工作原理的差别。（4分）

组成器件不同； 触点数量不同； 实施控制的方法不同； 工作方式不同。

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题号 一 分数

二 三 四 五

总分

5、电气原理图中所有电器元件的可动部分通常以电器处于非激励或不工作的状态和位置的形式表示，其中常见的器件状态有哪些？（4分）

1) 继电器和接触器的线圈在非激励状态。

2) 断路器和隔离开关在断开位置。

3) 零位操作的手动控制开关在零位状态，不带零位的手动控制开关在图中规定的位置。

4) 机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。

5) 保护类元器件处在设备正常工作状态，特别情况在图样上加以说明。 6、简答三菱FX2N系列PLC的STL步进梯形指令有什么特点？（3分）

转移源自动复位； 允许双重输出； 主控功能。

二、填空题（每空0.5分，共27分）

1、接触器按其线圈的电源类型以及主触点所控制主电路电流的种类，分为触器和 直流 接触器。

2、瞬动触点的通电（或断电）延时型继电器等，相应的时间继电器触点分为 常开延时闭合触点 、 常闭延时断开触点 、 常开延时断开触点 和 常闭延时闭合触点 3、型号为FX2N-32MR的PLC，它表示的含义包括如下几部分：它是内部包括 CPU 、 存储器 、输入输出口及 电源 ；其输入输出总点数为 32 点，其中输入点数为 16 点，输出点数为 16 点；其输出类型为 继电器型 。

4、采用FX2N系列PLC实现定时50s的控制功能，如果选用定时器T10，其定时时间常数值应该设定为K 500 ；如果选用定时器T210，其定时时间常数值应该设定为。

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5、采用FX2N系列PLC对多重输出电路编程时，要采用进栈、读栈和出栈指令，其指令助记符分别为 MPS 、 MRD 和 MPP ，其中 MPS 和 MPP 指令 必须成对出现，而且这些栈操作指令连续使用应少于 11 次。

6、PLC的输出指令OUT是对继电器的于 输入继电器 。

7、PLC开关量输出接口按PLC机内使用的器件可以分为和 晶闸管 型。输出接口本身都不带电源，在考虑外驱动电源时，需要考虑输出器件的类型， 继电器 型的输出接口可用于交流和直流两种电源， 晶体管 型的输出接口只适用于直流驱动的场合，而 晶闸管 8、三菱FX2N系列PLC的STL步进梯形的每个状态提供了三个功能： 驱动处理

9、PLC用户程序的完成分为这三个阶段是采用 循环扫描 工作方式分时完成的。

10、FX2N系列PLC编程元件的编号分为二个部分，第一部分是代表功能的字母。输入继电器用 X 表示，输出继电器用 Y 表示，辅助继电器用 M 表示，定时器用 T 表示，计数器用 C 表示，状态器用 S 表示。第二部分为表示该类器件的序号，输入继电器及输出继电器的序号为 八 进制，其余器件的序号为 十 进制。

11、PLC编程元件的使用主要体现在程序中。一般可以认为编程元件与继电接触器元件类似，具有线圈和常开常闭触点。而且触点的状态随着线圈的状态而变化，即当线圈被选中（得电）时， 常开 触点闭合， 常闭 触点断开，当线圈失去选中条件（断电）时， 常闭 触点闭合， 常开 触点断开。和继电接触器器件不同的是，作为计算机的存储单元，从实质上说，某个元件被选中，只是代表这个元件的存储单元置 1 ，失去选中条件只是代表这个元件的存储单元置 0 。由于元件只不过是存储单元，可以无限次地访问，PLC的编程元件可以有 无数多 个触点。

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密

封

线

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三、程序转换(20分) 1、写出下图所示梯形图对应的指令表，填入下面的表格中。分) (5X0 X1 X4 X5 M2 ( X2 X3 X6 X7 ( M0 M1 Y1 ) Y0 )

END

步数 1 2 3 4 5 6 7

指令 LD ANI LDI AND ORB LD AND

元件 X0 X1 X2 X3

步数 8 9 10 11 12

指令 LD AND ORB ANB LD AND ORB

元件 X6 X7

步数 15 16 17 18

指令 MPS AND OUT MPP OUT END

元件

M2 Y0

M0 M1

19 20

Y1

X4 X5

13 14

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密

封

线

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2、画出与下面表格中语句表对应的梯形图。分) (5步数 1 2 3 4 5 6 7指令 LD AND LD ANI LDI AND ORB元件 X0 X1 X10 X11 M0 M1步数 8 9 10 11 12 13 14指令 AND ORB LDI ANI ORB OUT T0 K100 X2 X3元件 X5步数 15 16 17 18 19 20指令 LD ORI ANB AND OUT END T0 Y0元件 M2 M3

X0

X1

K100 ( T0 ) X5 M2 T0 ( Y0 )

X10

X11

M0

M1

M3

X2

X3

END

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密

封

线

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3、采用梯形图以及指令表的形式对以下状态转移图编程。 (10分)M8002 S0 X0 Y0

S21 X1 S22

Y1

S31 T0

Y3

Y2 K50 T0

S32

Y4 K100 T1

T1 S40 X2 Y5 RET END

梯形图：

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指令表：

步数 指令

1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12

LD SET STL OUT LD SET SET STL OUT LDI SET STL

元件 M8002 S0 S0 Y0 X0 S21 S31 S21 Y1 X1 S22 S22

步数 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 24

指令 OUT OUT STL OUT LD SET STL OUT OUT STL

元件 Y2 T0 K50 S31 Y3 T0 S32 S32 Y4 T1 K100 S22

步数 25 26 27 29 30 31 32 33

指令 STL LD SET STL OUT LDI SET RET END

元件 S32 T1 S40 S40 Y5 X2 S0

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封

线

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四、作图题(16分) 1、画出特殊辅助继电器 M8000、M8002、M8012和 M8013的时序图。分) (4PLC运行 M8000一个扫描周期 M8002 M8012 M8013周期为 100ms周期为 1s

2、根据下面的梯形图程序，画出 PLC运行时 M10、M11和 Y0的时序图。分) (6X0 PLS M10 Y0 M10 M11 ( ) Y0 ( Y0 )

M10

M11

END

X0 M10 M11 Y0一个扫描周期

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3、画出下列常用低压电器的图形符号。（4分） 1)三极低压断路器、熔断器

2)接触器线圈、常开主触点、常开和常闭辅助触点

3)常开触点按钮、常闭触点按钮和复合按钮

4)热继电器的热元件和常闭触点

转换角度 45º

1－2 3－4 5－6

×

0º

4、根据下面万能转换开关接线图绘制其图形符号（2分） 回路号

45º ×

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密

封

线

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五、分析设计题。 (17分) 1、根据下图回答问题。分) (9L1 L2 L3 L11 QF SB1L21

L11 SB1

L11 SB1

L11 KM1 SB2 KM1 KM2 KM2 KM1 SB3 KM2 SB2 KM1 SB3 KM2 SB2 SB3 KM2 KM1 KM2 KM1 KM2 KM1

KM1 KM2 SB3 SB2 KM1 KM2

FR

FR L21 L21

FR L21

FR

M 3~

主电路

控制电路 a

控制电路 b

控制电路 c

1)从图中的主电路部分可知， KM1和 KM2分别闭合，若则电动机的定子绕组所接两相电源对调，结果电动机转向不同。 2)控制电路 a由相互独立的正转和反转起动控制电路组成，两者之间没有约束关系，可以分别工作。按下 SB2, KM1得电工作；按下 SB3, KM2得电工作；先后或同时按下 SB2、SB3,则 KM1与 KM2同时工作，两相电源供电，这是不能允许的。

电路被同时闭合的 KM1与 KM2的主触点短路

3)把接触器的常闭辅助触点相互串联在对方的控制回路中，就使两者之间产生了制约关系。接触器通过常闭辅助触点形成的这种互相制约关系称为互锁。 4)控制电路 b中，正转和反转切换的过程中间要经过停，显然操作不方便。 5)控制电路 c利用复合按钮 SB2、SB3可直接实现由正转切换成反转，反之亦然。

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2、根据上面的主电路与控制电路 c的要求，设计基于三菱 FX2N系列的 PLC控制系统配置接线图，并编制相应的 PLC控制程序。分) (8 PLC控制系统配置接线图：KM2

~220V~220V

KM1

N 100-224VAC

L

COM Y0

Y1输出端

FX2N

24DC023A 0.1(-) 0.2(+) COMSB 1

X0 X1

X2 X3SB 3

输入端

SB 2

PLC控制程序：

RF