电气控制与PLC应用期末总复习Word下载.docx
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第三章可编程控制器基础(14’)
1、PLC的存储器单元可分为两个部分:
系统程序存储器和用户程序存储器。
2、PLC的输入单元通常有直流、交流和交直流3种类型。
3、PLC的输出方式通常有继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式3种方式。
4、PLC的运行周期一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。
5、一个继电接触器控制系统必然包括3个部分:
输入部分、逻辑电路部分和输出部分。
第四章S7-200PLC的系统配置(6’)
1、PLC的存储器主要用于存放:
系统程序、用户程序和工作状态数据。
2、S7-200PLC的接口模块有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和智能模块等。
第五章S7-200PLC的指令系统(34’)
1、使用SIMATIC指令集,可以用梯形图、功能块图和语句表编程语言编程。
2、S7-200PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位字节型(BYTE)、16位无符号整数(WORD)、有符号整数(INT)、32位无符号双字整数(DWODE)、有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。
3、PlC的存储器分为程序区、系统区、数据区3个部分。
4、S7-200PLC定时器的时基有3种:
1ms、10ms、100ms。
5、S7-200PLC定时器有3种类型:
TON(通电延时)、TONR(有记忆通电延时)、TOF(断电延时)。
6、S7-200PLC计数器有3种类型:
增计数、减计数、增减计数。
7、S7-200PLC寻址方式有3种:
立即寻址、直接寻址、间接寻址。
8、用户程序可分为3个程序区:
主程序、子程序、中断程序。
9、每一个SCR程序段中均包含3个要素:
输出对象、转移条件、转移目标。
10、S7-200系统提供3个顺序控制指令:
顺序控制开始指令(LSCR)、顺序控制转移指令(SCRT)、顺序控制结束指令(SCRE)。
第九章S7-200可编程控制器的通信与网络(22’)
1、按照传输数据的时空顺序,数据的通信可分为并行通信和串行通信两种。
2、串行通信按信息传输格式分为同步通信和异步通信。
3、按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式3种。
4、数据通信的网络拓扑结构有树型、星型、总线型和环型等。
5、自由口通信指令包括自由口发送指令XMT和自由口接收指令RCV。
6、S7-200通信电缆主要有Profibus网络电缆和PC/PPI电缆。
7、S7-200支持的通信协议主要有点对点接口协议(PPI)、多点接口(MPI)和PROFIBUS。
8、互联和通信是网络的核心,网络的拓扑结构、传输控制、传输介质和通道利用方式是构成网络的四大要素。
第二部分简答题
第一章常用低压控制电源
1、交、直流接触器电磁系统的区别:
答:
(1)、交流接触器线圈通以交流电,主触头接通、分断交流主电路。
当交变磁通穿过铁心时,将产生涡流和磁滞损耗,使铁心发热。
为减少铁损,铁心用硅钢片冲压而成。
为了便于散热,线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。
(2)、直流接触器线圈通以直流电,铁心中不会产生涡流和磁滞损耗,所以不会发热。
为了方便加工,铁心用整块钢块制成。
为使线圈散热良好,通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。
2、电压继电器和电流继电器的区别:
电压继电器反映的是电压信号,使用时电压继电器的线圈与负载并联,其线圈匝数多而线径细。
电流继电器反映的是电流信号,在使用时,电流继电器的线圈与负载串联,其线圈匝数少而线径粗。
3、单相交流电磁机构我为什么要设置短路环?
它的作用是什么?
三相交流电磁铁要否装设短路环?
(1)由于单向交流接触器铁心的磁通是交变的,故当磁通过零时,电磁吸力也是零,吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开,磁通过零后电磁吸力又增大,当吸力大于反力时,衔铁又被吸合。
这样,交流电源频率的变化,使衔铁产生强烈振动和噪音,甚至使铁心松散。
因此,交流接触器铁心端面上都是安装一个铜制的短路环。
(2)、短路环将铁心端面分隔成两部分,当交变磁通穿过短路环所包围的截面积S2在环中产生涡流时,根据电磁感应定律,此涡流产生的磁通Φ2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中得磁通Φ1,由Φ1、Φ2产生的电磁吸力为F1、F2,作用在衔铁上的合成电磁吸力为F1+F2,只要此合力始终大于其反力,衔铁就不会产生振动和噪音。
(3)、对于三相交流电而言,因为三相不能同时为零。
就相当于整个电磁铁电流没有过零点,磁场不会消失,衔铁就不会振动,故无须加装短路环。
4、简述刀开关安装时的注意事项?
刀开关安装时,手柄要向上,不得倒装或平装。
倒装时,手柄有可能因自动下滑而引起误合闸,造成人身事故。
接线时,应将电源线接在上端,负载接在熔丝下端。
这样,拉闸后刀开关与电源隔离,便于更换熔丝。
5、铁壳开关操作机构具有的特点?
操作机构具有两大特点:
一是采用储能合闸方式,在手柄转轴与底座间装有速断弹簧,以执行合闸或分闸,在速断弹簧的作用下,动触刀与静触刀分离,使电弧迅速拉长而熄灭。
二是具有机械连锁,当铁盖打开时,刀开关被卡住,不能操作合闸。
铁盖合上,操作手柄使开关合闸后,铁盖不能打开。
6、如何从工作状态来分析是欠电流(欠电压)还是过电流(过电压)继电器?
电路正常工作时,欠电压(欠电流)继电器吸合,当电路电压(电流)减小到某一个整定值以下时,欠电压(欠电流)继电器释放,对电路实现欠电压(欠电流)保护。
电路正常工作时,过电压(过电流)继电器不动作,当电路电压(电流)超过某一整定值时,过电压(过电流)继电器吸合,对电路实现过电压(过电流)保护。
1、为什么电动机要设零电压和欠电压保护?
(1)防止电源电压严重下降时电动机欠压运行;
(2)防止电源电压恢复时,电动机自行启动而造成设备和人身事故;
(3)避免多台电动机同时启动造成电网电压的严重下降。
2、电气控制线路常用的保护环节有哪些?
各采用什么电气元件?
短路保护:
短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用。
电动机长期过载保护:
采用热继电器FR。
由于热继电器的热惯性较大,即使发热元件流过几倍于额定值得电流,热继电器也不会立即动作。
因此在电动机启动时间不太长的情况下,热继电器不会动作,只有在电动机长期过载时,热继电器才会动作,用它的常闭触头使控制电路断电。
欠电压、失电压保护:
通过接触器KM的自锁环节来实现。
当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压(如停电)时,接触器KM断电释放,电动机停止转动。
当电源电压恢复正常时,接触器线圈不会自行通电,电动机也不会自行启动,只有在操作人员重新按下启动按钮后,电动机才能启动。
自锁、互锁保护:
将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中,则任何一个接触器先通电后,即使按下相反方向的启动按钮,另一个接触器也无法通电。
3、简述三相异步电动机反接制动的控制过程?
工作过程:
合上开关QK→按下启动按钮SB2→接触器KM1通电→电动机M启动运行→速度继电器KS常开触头闭合,为制动做准备。
制动时按下停止按钮SB1→KM1断电→KM2通电(KS常开触头尚未打开)→KM2主触头闭合,定子绕组串入限流电阻R进行反接制动→n≈0时,KS常开触头断开→KM2断电,电动机制动结束。
图单向运行的三相异步电动机反接制动控制线路
第三章可编程控制器基础
1、PLC为什么采用集中采样、集中输出的工作方式?
这种方式对输入、输出的响应产生怎样的影响?
采用集中采样、集中输出的工作方式可减少外界干扰的影响。
但是这种方法会使输出对输入的响应产生之后,并有可能丢失和错漏高频输入信号;
此外,当I/O点数较多且用户程序较长时,输出信号的频率也必然会受到限制。
2、从软硬件两个角度说明PLC的高抗干扰性能?
硬件方面:
对主要部件进行了良好的屏蔽;
电源部分具有良好的滤波;
I/O回路与CPU电路之间采用光电耦合器隔离等。
软件方面:
采用软元件,大量减少硬件电路和继电器;
故障检测功能;
信息保护和恢复功能;
循环扫描时间和超时报警等。
3、如果数字零输入的脉冲宽度小于PLC的循环周期,是否能保证PLC检测到该脉冲?
为什么?
不能保证检测到该脉冲。
因为PCL对输入的处理集中字循环周期的某一段进行,即所谓的输入刷新阶段。
在这一时段外,PLC不响应任何输入信号的变化,因此假如某一输入脉冲的时间宽度小于PLC的循环扫描周期,则很可能当PLC进入输入刷新阶段之前,脉冲已经消失,所以不能保证PLC检测到该脉冲信号。
第五章S7-200PLC的指令系统
1、S7-200PLC的指令参数所用的基本数据类型有哪些?
S7-200PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位字节型(BYTE)、16位无符号整数(WORD)、有符号整数(INT)、32位无符号双字整数(DWODE)、有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。
2、根据梯形图写出语句表程序。
P170-第7、8题
解:
DI0.0
OI0.3
LDI0.1
OI0.4
ALD
ANI0.2
=Q0.1
LDQ0.1
TONT37,30
SQ0.2,4
SQ0.3,1
LDI0.4
EU
SHRBI0.5,V3.0,4
LPS
AV3.0
SQ3.0,2
LRD
AV3.1
RQ3.1,1
AV3.2
SQ3.2,3
LPP
AV3.3
SQ3.3,1
3、修改梯形图中的语法错误。
(a)(b)
解:
图(a):
预设值PV>
32767,超范围。
图(b):
(1)字逻辑指令操作数应是字寻址,VD30应改为VW30。
(2)双字逻辑指令操作数应是双字寻址,VW20应改为VD20,VW100应改为VD100。
改正后的程序见下图:
第九章S7-200可编程控制器的通信与网络
1、简述并行通信的通信过程。
并行通信是指所传送数据的各位同时发送或接收。
并行通信传递数据块,但由于一个并行数据有多少位二进制数就需要多少根传送线,所以通常用于近距离传输。
在远距离传输时,会导致线路复杂,成本高,而且在传输过程中,容易因线路因素使电压标准发生变化,最常见的是电压衰减和信号互相干扰问题,使得传输的数据发生错误。
如果通信距离小于30m可采用并行通信,例如计算机(PC)与打印机的通信,PLC的内部元件之间、主机与扩展模块之间。
2、简述串行通信的通信过程。
串行通信是指所传送的数据按顺序一位一位地发送或接收。
串行通信只需一根到两根传输线,在长距离传送时,通信线路简单且成本低,但传递速度比并行速度低,故常用于长距离传送且速度要求不高的场合。
近年来,串行通信技术有了很快的发展,通信速度甚至可以达到MB/s的数量级,因此在分布式控制系统中得到了广泛的应用。
如果通信距离大于30m,则要采用串行通信方式,如计算机之间、计算机与PLC之间、PLC与PLC之间等。
3、什么时异步通信?
什么时同步通信?
串行通信按照信息传输格式分为同步通信和异步通信。
在串行通信中,发送端与接收端之间的同步问题是数据通信中得一个重要问题,同步不好,轻者导致误码增加,重者使整个系统不能正常工作。
为解决这一传送过程中得问题,在串行通信中采用了两种同步技术—异步通信和同步通信、
(1)异步通信:
异步传送也称起止式传送,它是利用起止法来达到收发同步。
在异步通信中,数据是一帧一帧的传送。
在帧格式中,一个字符由4个部分组成:
起始位、数据位、奇偶效验位、停止位。
(2)同步通信:
同步传送在数据开始处就用同步字符来指示。
由定时信号(时钟)来实现收发端同步,一旦检测到与规定的同步字符相符合,接下去就连续按顺序传送数据。
第三部分设计题
电气控制线路的基本原则和基本环节
设计要求:
主电路、控制电路、主要元件说明
1、串电阻降压启动
图定子绕组串电阻起动控制线路
启动过程如下:
2、星三角降压启动
图星-三角形减压起动控制线路
3、正、反转控制
a)
图(a)的工作过程如下:
正转控制合上刀开关QK→按下正向启动按钮SB2→正向接触器KM1通电→KM1主触头和自锁触头闭合→电动机M正转
反转控制合上刀开关QK→按下正向启动按钮SB3→反向接触器KM2通电→KM2主触头和自锁触头闭合→电动机M反转
4、能耗制动
图能耗制动控制线路
三相异步电动机能耗制动时,切断定子绕组的交流电源后,在定子绕组任意两相通入直流电流,形成一固定磁场,与旋转着的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。
制动结束必须及时切除直流电源。
工作过程如下:
5、多台电动机顺序启动(两台)
图两台电动机顺序起动控制线路
在图(a)中,接触器KM1控制电动机M1的启动、停止;
接触器KM2控制电动机M2的启动、停止。
现要求电动机M1启动后,电动机M2才能启动。
合上刀开关QK→按下启动按钮SB2→接触器KM1通电→电动机M1启动→KM1常开辅助触头闭合→按下启动按钮SB4→接触器KM2通电→电动机M2启动
电动机顺序控制的接线规律是:
1)要求接触器KM1动作后接触器KM2才能动作,故将接触器KM1的常开触头串接于接触器KM2的线圈电路中。
2)要求接触器KM1动作后接触器KM2不能动作,故将接触器KM1的常闭辅助触头串接于接触器KM2的线圈线路中。
延伸:
若将KM2常开触点并联在SB1上,此时可以实现顺序停止,即先停止电动机M2,再停止电动机M1。
PLC程序设计
1、电动机的正、反转控制
(1)I/O分配表
输入
SB1
SB2
SB3
I0.0
I0.1
I0.2
输出
KM1
KM2
KM4
Q0.0
Q0.1
Q0.2
(2)三相异步电动机正、反转控制梯形图
2、电动机的Y-△减压启动
KM3
Q0.3
(2)电动机的Y-△减压启动梯形图
3、十字路口交通信号灯的PLC控制
(1)交通信号灯的示意图和波形图
图交通信号灯示意图
图交通信号灯时序图
(2)I/O分配表
(3)十字路口交通信号灯的PLC控制梯形图
4、天塔之光
(1)控制要求
合上启动开关后,按以下规律显示:
L1→L1、L2→L1、L3→L1、L4→L1、L2→L1、L2、L3、L4→L1、L8→L1、L7→L1、L6→L1、L5→L1、L8→L1、L5、L6、L7、L8→L1→L1、L2、L3、L4→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8→L1----循环执行,断开启动开关程序停止运行。
SD
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
(3)天塔之光控制梯形图【以列顺序】
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