机电控制技术复习资料答案.docx
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机电控制技术复习资料答案
机电控制技术课程复习资料
一、请回答下列问题
1、为什么电动机的起动电流很大?
当电动机起动时,热继电器会不会动作?
为什么?
答:
电动机从静态变成动态并达到额定转速时需要很大的力,一般起动电流是额定电流的5〜7倍。
不会。
热继电器有热惯性,起动瞬间不会动作。
2、既然在电动机的主电路中装有婚断器,为什么还要装热继电器?
装有热继电器是否可以不装婚断器?
为什么?
答:
不可以。
熔断器是串接在被保护的电路中,当电路发生短路或严重过载时,它的熔体能迅速自动熔断,切断电路,保护导线和电气设备不致损坏。
而热继电器由于热惯性,当电路短路时不能立即动作使电路迅速断开,因此,不能作短路保护。
3、继电器接触器控制线路中一般应设哪些保护?
各有什么作用?
短路保护和过载保护有什么区别?
答:
一般应设置的保护有:
1)过载保护-一避免电动机长期超载导致的绕组温升超过允许值而损坏绕组绝缘。
2)短路电流保护-一避免巨大的短路电流损坏电器设备。
3)零压和欠压保护-一避免电源电压过低引起的电器的误动作,和电源电压恢复后电动机的自行起动。
4)弱磁保护-一避免因磁场减弱或消失时引起电动机“飞车”现象。
短路保护与过载保护的区别:
短路保护也叫接地保护,是当电路中某处的相对电压为零时而采取的断路保护。
过载保护是电流保护,就是说如果电路中的电流超过额定电流时采取的断路保护。
4、在PLC中用梯形图编程时,同一个线圈是否可以被两次输出(即双线朗现象)?
为什么?
如果出现双线圈现象,会有什么样的后果?
答:
不可以。
在同一扫描周期,两个线圈的逻辑运算结果可能刚好相反,真正起作用的是最后一个的线圈的状态。
5、在PLC中用梯形图编程时,是否允许同一个触点上有双向电流通过?
若不允许,有何解决办法?
试举例说明。
答:
不允许。
例如:
6、PLC有几种输出类型?
各自有什么特点?
答:
继电器输出:
CPU驱动继电器线圈,令触点吸合,使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载,继电器预置输出可设定延时0〜9秒;
晶体管输出:
CPU通过光耦合使晶体管通断,以控制外部直流负载,|响应时间快(约0.2ms),可带外部负痴示
晶闸管输出(乂称可控硅输出)CPU通过光耦合使三端双向可控硅通断,以控制外部交流负载,开路漏电流大,响应时间较快(约1ms)。
7、MCS-51系列单片机的中断处理程序能否存储在64K程序存储器的任意区域?
若不可以说明其原因,若可以则说明如何实现?
答:
可以的。
设置某一个中断程序的入口地址,通过转移指令LCALL调用其入口地址
即可。
8、程序存储器EPROMS数据存储器RAM共用16位地址线和8位数据线,但两个存储空间不会发生冲突,为什么?
试说明其具体原因。
答:
64K字节片片外统一编址的程序存储器、256字节片数据存储器、64K片外数据存储器。
在访问三个不同的逻辑存储空间时,采用不同指令和不同控制信号。
9、F-40何编程控制器,它最多可以接多少个输入信号?
最多可以接多少个负载?
若为了控制需要,编程时对触点X400使用了50次,可以吗?
再多些行吗?
为什么?
答:
24个输入,16个输出。
可以。
X400是软继电器,可以无限次使用。
10、PC中锂电池保护PC哪些容?
答:
保护存放在RAM(随机存储器)中的程序和计数器中的容
11、描述PC的工作方式。
输入状态寄存器、输出状态寄存器、输出锁存器在PC中各起什么作用?
答:
PC采用循环扫描的工作方式,分为输入采样、程序执行、输出刷新3个阶段,形成一个扫描周期。
它是循环连续地顺序逐条执行程序,任一时刻它只能执行一条程序。
输入状态寄存器:
以扫描方式按顺序将所有的输入信号的状态(1、0)读入到输入状
态寄存器,即输入采样。
输出状态寄存器:
按顺序对程序逐一扫描,将结果写入到输出状态寄存器,即程序执行。
输出锁存器:
全部程序执行完成后,将输出状态寄存器中保存的输出寄存器状态转存到输出锁存器中,驱动输出端的外围设备。
即输出刷新。
12、试分别说明用继电器接触器、用可编程序控制器和用单片机来实现控制系统设计的主要优缺点,并指出各适用于什么场合?
答:
继电器控制系统优点:
具有结构简单、容易掌握、维护方便、价格低廉,
缺点:
采用硬接线方式装配而成,只能完成固定的生产工艺控制功能。
一旦生产工艺过程改变,则控制柜必须重新设计、重新配线.适应性差。
PLC控制系统优点:
具有可靠性高、功能齐全,适应性好、易学易懂,便于推广应用;
缺点:
硬件成本比较高。
用途:
对各种恶劣的工业环境下的工业对象的控制。
单片机控制系统优点:
体积小、功耗小、价格便宜;硬件通用化、应用灵活化;可靠性较高、抗干扰能力较强;控制功能强、运算速度快;应用系统的研制周期短。
缺点:
设计电路结构复杂,功能单一。
13、电气原理图中QS、FU、KM、KI、KT、SB、SQ分别是什么电气元件的文字符号?
答:
QS:
刀开关,转换开关;
FU:
熔断器;
KM:
接触器;
KI:
电流继电器;
KT:
时间继电器;
SB:
按钮开关;
SQ:
行程开关,接近开关。
14、什么叫”自锁”、”互锁(联锁)”?
试举例说明各自的作用。
答:
自锁:
是在接触器线圈得电后,利用自身的常开辅助触点保持其所在回路的接通状态。
互锁:
指多组控制电路相互制约,即一个动作禁止其他动作。
▲15、下列哪些指令属于MCS-51单片机写外部数据存储器的操作指令:
MOVA,Rl;MOVXDPTR,A;MOVXA,DPTR:
MOVCA,A+PC:
MOVXA,Rl:
MOVCA,A+DPTR:
MOVXRl,A
▲16、下列哪些指令属于MCS-51单片机读外部数据存储器的操作指令:
MOVXA,RO;MOVA,Rl:
MOVXDPTR,A:
MOVCA,A4-PC:
MOVCA,A+DPTR:
MOVXA,DPTR;
MOVXRl,A
17、ACALL、LCALL和AJMP.LJMP、SJMP这两类指令有何异同?
试指出这5条指令的转移地址围。
答:
相同点:
5个指令都是实现程序的转移。
不同点:
CALL指令是用用于子程序调用,调用结束后返回主程序;而JMP执行
程序跳转后不返回主程序
转移地址围
ACALL:
适用于目标地址在当前2Kb围的子程序调用;
LCALL:
适用于目标地址在当前64Kb围的子程序调用;
AJMP:
适用于目标地址在当前2Kb围无条件跳转;
LJMP:
适用于目标地址在当前64Kb围无条件跳转;
SJMP:
-128'+127,在256字节围相对转移。
18、何谓机械开关的弹跳?
消除弹跳影响的方法有哪几种?
答:
由于一般按^都属于机械式的按^开关,所以当按下按^时,免不了由于机械的弹簧片来回振荡,而产生弹跳。
消除弹跳的方法有很多种,但可分为软件及硬件消除弹跳二大类。
软件措施:
10〜20ms延时
硬件措施:
设计RC滤波器、单稳态触发器、双稳态触发器等逻辑电路来消除。
19、何谓编码键盘和非编码键盘?
各有何优缺点?
采用非编码键盘的工作过程有哪几步?
答:
编码键盘一一键盘上闭合键的识别由专用的硬件译码器实现并产生键编号或键值的键盘,如BCD码键盘、ASCII码键盘等;
非编码键盘一一靠软件识别的键盘。
非编码键盘的工作过程:
1)首先判断键盘中有无键被按下;
2)消除抖动;
3)计算键值。
20、什么叫“点动”、“长动”?
试举例说明各自的作用(作图说明)。
答:
长动一一生产设备在正常情况下需要连续不停的工作;
点动一一手按下按钮时,电动机正常运行;手松开按钮时,电动机立即停止工作。
点动多用于生产设备的调整或某些需手动操作的场合。
LD(Load):
动合触点(常开触点)与母线连接指令。
P65
LDI(Loadinverse):
动断触点(常闭触点)与母线连接指令。
OUT(Out):
线圈驱动指令
AND(And):
动合触点(常开触点)串联连接指令。
P65
ANI(Andinverse):
动断触点(常闭触点)串联连接指令。
OR(Or):
动合触点(常开触点)并联连接指令。
P66
ORI(Orinverse):
动断触点(常闭触点)并联连接指令。
ORB(Orblock):
电路块并联连接指令。
用于支路的并联连接.。
P66
ANB(Andblock):
电路块串联连接指令cP67
RST(Reset):
计数器和移位寄存器清除指令。
P68
PLS(Pluse):
脉冲输出指令,又称微分输出指令。
P69
SFT(Shift):
移位指令,使移位寄存器中的容作移位的指令。
P69
S,R指令S(Set):
置位指令,指令。
R(Reset)复位指令P70
MC.MCR指令MC(MasterControl)主控指令:
MCR(MasterControlRest)主控复位指令
CJP.EJP指令CJP(Conditionjump):
转移开始指令,EJP(Endofjump):
转移结束指令;转移指令乂称跳步指令:
•
END指令:
程序执行结束指令。
二、试给出下列指令程序的梯形图
00
LD
X400
05
OUTM20010
OUTM201
15
OUTM202
20
LD
M201
01
OR
M200
06
LDX40111
LDX402
16
LDM200
21
ANI
M202
02
LDI
X403
07
ANDM20012
ANDM201
17
OUTY430
22
OUT
Y432
03
ORI
M202
08
ORM20113
ORM202
18
LDM201
23
END
04
ANB
09
ANDM20014
ANDM201
19
OUTY431
三、试给出下列指令程序的梯形图
ORM202
OUTY431
END
00LDM2O306LDM20012LDM20118ORX40224
01ANDX40307ANDX40013ANDX40I19ORM20325
02ORM7108ORM20114ORM20220ANIM2002
03ORM20009ANIM20215ANIM2O321OUTM203
04ANIM20110OUTM20116OUTM20222OUTY432
05OUTM20011OUTY43017LDM20223LDM201
四、试给出下列指令程序的梯形图五、试设计一个三相交流异步电机Ml、M2的低压电器控制系统(含主电路),其要求如下:
0LDX0I
1ANDX04
2OUTM100
3LDM100
4ANDX02
5ORM101
6ANIT50
7OUTM101
8LDM101
9ANIM103
10OUTY31
11LDY31
12OUTM102
13OUTT50
14Kll
15LDX07
16OUTMl03
17LDX02
18PLSM104
19LDM104
!
0OUTY32
21END
(1)
(2)
(3)
(4)
按动Ml的起动按钮,Ml起动并连续工作;
Ml工作情况下,合上手开关.M2起动并连续工作;
Ml、M2任一过载,Ml、M2都停止工作;
M2有短路保护,并可断开而独立停止工作;(?
)按停止按钮,则Ml、M2都停止工作。
(5)
六、某机床主轴、润滑油泵和冷却液泵各由一台电动机(分别为Ml、M2、M3)带动,要求:
(1)主轴必须在润滑油泵开动10S后才能起动:
(2)冷却液泵与机床主轴同步工作;
(3)主轴能正反转并能手控停车,有短路及过载保护;
(4)按停止按钮,则Ml、M2、M3都停止工作.
试用低压电器绘出电气控制原理图(含主电路九
七、用低压电器设计一个抢答电路,即有3个答题人甲、乙、丙,每人台上有一个按钮(依次为SB1、SB2、SB3)和一个指示灯(依次由KAI、KA2、KA3驱动)。
出题人提出问题后,答题人按动按钮,仅仅是最早按按钮的人有输出。
答题完毕,出题人按复位按钮(SBO),引出下一个问题。
试画出该系统的控制电路图。
八、一个铁路道口安装有两个禁行警示灯(火车来前左右灯轮流点亮,不可以两个同时点亮),控制要求如下:
(1)可手动控制左灯亮或右灯亮:
(2)按自动运行按钮后,左灯亮0.5S(右灯火),然后右灯亮0.5S(左灯火),再转回左灯
亮0.5S(右灯灭),••••周而复始,直至按下停止按钮结束工作。
试画出该控制系统的主电路(灯电流3A/220VAC).PLC的I/O接线图,并编出PLC梯形图
九、有一个电动机性能试验,控制要求如下:
(1)可手动正转、反转:
(2)自动运行时,正转10S一一停1S一一反转10S一一停1S,反复运行5.5h,然后发出声光信
号,并停止运行。
试画出该控制系统的主电路、PLC的I/O接线图,并编出PLC梯形图程序.
十、一个由PLC控制的设备,其工作过程如下:
按一下按钮SB1,Ml起动,驱动机构甲运动(离开SQ1),当碰到行程开关SQ2时,指示灯HL亮,Ml停止运行。
仅当HL亮后,按一下SB2使M2起动,驱动机构乙运动(离开SQ3),当碰到SQ4时,T450和T451开始定时,并M2停止。
直到T451定时(82S)到,机构乙返回原点SQ3,接着T450定时(84S)到,机构甲返回原点SQL
试画出该控制系统的主电路、PLC的I/O接线图,并编出PLC梯形图程序。
十一、设某一8位单片机的测试设备需扩展外部存储器,其中程序存储器EPROM为4K,选用2732芯片(4K),地址从3000H开始,数据存储器RAM为4K,选用6116芯片(2K)。
(1)试画出单片机与这些芯片的连接图。
(2)写出2732始末地址和两片6116芯片的始末地址。
十二、简述MCS-51系列单片机系统的存储器结构,需指出各部分的地址空间。
现己知位地址为20H,试指出其在部数据存储器中的具体位置。
十三、利用8051单片机和D/A转换器设计一个输出0~+4.0V的波形发生器系统,其中D/A转换器采用DAC0832芯片
(1)试画出单片机与DAC0832的连接电路图(DAC0832为单缓冲工作方式,地址为BFFFH)
(2)编写D/A转换器输出50个正向锯齿波形,然后输出50个负向锯齿波形的程序。
十四、利用8051单片机和D/A转换器设计一个输出0~+2.5V的波形发生器系统,其中D/A转换器采用DAC0832芯片
(1)试画出单片机与DAC0832的连接电路图(DAC0832为单缓冲工作方式,地址为F7FFH)
(2)编写D/A转换器连续输出100个三角波形的程序.
十五、设用ADC0809(地址为DFF8H-DFFFH)以中断方式采集IN5通道输入的模拟量
(1)画出ADC0809与单片机的连接图
(2)编写采集4次数据的程序,结果存入片60H-63H单元中。
东南大学考试卷(A卷)
课程名称机电控制技术考试学期05-06-3得分
适用专业机械设计制造及其自动化考试形式开卷—考试时间长度120分钟
一、选择蔑(每小嬲1分,共15分)
1.在机电传动系统中,把多轴系统折算成单轴系统时其折算前后负载轴转速不变转动惯量不变而负载较轻时速度能迅速上升,则通
<0)
A.转矩不变B.
C.功率不变D.
2.在牵引机车上使用的直流电机要求启动阶段特性较软.
常该电机使用的励磁方法为
A.他励B.串励
3.换向器在直流发珥机中起的作用是
C.并励
D.复励
(C)
(C)
(C)
顼)
A
A.把电枢绕组中的交流电变为电枢出线端的直流电
B.把电枢绕组中的直流电变为电枢出线端的交流电
C.用于改变励磁磁通的方向
D.用于改变电磁转矩的方向
4・在电机结构确定的情况下,决定三相电动机的同步转速大小的是
A.电源电压B.负载大小C.电源频率D.绕组电阻
5.同步电动机通以一定三相交流电源带动负载运行时的转速
A.随电源电压而变化B,随负载而改变
C.不变D.随励磁电流而变化
6.直流力矩电动机一般都做成粗而扁,其主要目的是
A.提高转速B.降低控制电压
C.提高转矩和过裁能力D.减小噪音
7.交流电磁机构线圈因误接入同电压等级的直流电源后,则
A.衔铁振动B.衔铁不动
C.线圈电流过大D.工作正常
8.与普通行程开关相比较.微动开关在使用中的突出优点
A.结构尺寸微小B.触点通行电流微小
C.触点分断电压微小D.触点瞬间动作
9.下列说法正确的是
A.PLC是一个通用的计算机控制系统
B.PLC是一个只能实现逻辑运算的装置
C.PLC是一个只能实现逻辑控制的装置
D.PLC是一个专用的过程控制器
10.PLC普通开关量输入端能够响应的输入信号的最高频率一般在
A.几百赫兹B.几林兹
C.几千赫兹D.几十赫兹
11.下列半导体器件中可以构成线性放大器的器件是
A.整流二极管B.三极管
C.晶闸管D.发光二极管
12.
(A>
单相半波可控整流电感性负载无续流二极管电路中,晶匍管关断的时刻
A.电源电压过零点以后B.触发脉冲消失时
(4)
C.电源电压过零点以前D.电源电压过零点
13.在直流调速系统中.机械特性硬的系统比机械特性软的系统
A.调速范围宽B.调速范围小
C.调速范围一样D.硬度与调速范围无关
14.
(C)
在单闭环速度负反馈直流调速系统中,要使系统稳态时速度无静差,动态稳定性又较好,则应采用的调节器是
A.P调节器B.J调节器
C.PI调节器D.PD调节器
15.交流调速系统长期工作在低速状态下,则宜采用的调速方法是
A.调压调速B.变频调速
C.定子串电阻调速D.转子串电阻调速
2.填空通(每格2分,共30分)
16.玛头运煤的皮带运输机的机械特性属于_
17.
18.在各种励磁方式的电机中,不能空载运行的电机是.
电枢在直流电动机中起的作用—一*顷:
粗荏勤加
19.四极三相异步电动机的同步转速为1800转/分,则三相电流的频率为HZ
20.卷扬机采用绕线式异步电机拖动提升重物,当到达一定高度时若要重物停止在空中不动,
则可取的方法
21.有一台电容分相式单相异步电动机,当断开电容后通电启动,启动时的启动转矩为项
22.直流测速发电机在使用中的拾为检(险y£响转速测量正确度.
23.直流电磁机构线圈因误接入同电压等级的交流电源,结果会_
24.电子式接近开关与普通行程开关相比较,突出优点是使用寿命长和-
25.PLC输入继电器的状态由蛉At澎方称£)
花粉,刊
26.在PLC梯形图程序中,双线圈输出会导致
27.处于触发导通状态的晶闸管关断的条件是.
28.把直流电变为电压可调和频率可调的交流电供给负载称为
29.在直流调速系统中,最合适的反馈量是
决定。
30.对于交流电机来说,变频器中逆变器的PAM、PWM、SPWM调制方式中最理想的方式
3.简答建(每小分,共25分)
31.什么是有静差调速系统?
指出其控制特点及其调节器的类型•
32.有一台三相异步电动机,正常启动运行为△接法,在额定电压Un下启动时,其启动转矩Ts产Tn(Tn为额定转矩),若采用Y△换接启动,试问当负载转矩Ti.・35%Tn时,电动机能否启动?
33.简要说明PLC的基本工作原理
34.简要说明下图所示的PLC梯形图逻辑控制功能
10.0
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31・依靠被调虽(例如转速)与给定量之间的偏差聚进行调说使被调量接近给定量.但又
-必须偏差的反馈’系统(2分):
该系统稳态时有误差(1分);
34.梯形图逻辑控制功能为延时产生-个扫描周期宽度的脉冲输出(2分):
输入信号【0.0产生•个定时启动脉冲,接通辅助继电器M0.0(1分):
辅助缗出器M00触点接通定时器T33,到达定时设定值(5秒)时,T33触点接通输
出00.0而00.0触点出通伸电出夔位(2分):
35.调压调速.方法简单,侣只能用于小功率小范围调速(1分);
串级调速.可以宽范围调速,指标较好,较节能,但技术复杂,功率因数低,维护费用高(2分);
'变频调速、可以縻范围调速,性能指标高,节能,但技术复杂.设备一次投入费用高(2分):
四、设计、计算境(每题1。
分,共30分)
36有一机电传动系统如图所示,已知每根轴的飞轮惯量和转速分别为GO=87.4Nm,n,==2500r/min;GD22=245Nm3,n2=1000r/min:
G£)32=735Nm2.n3=500r/mm.负载转矩T『=98Nm,电动机拖动转矩TM=29.4Nm2r电动机拖动生产机械运动时的传动效率%=。
9・试成
(1)生产机械轴的加速度是多少?
(2)生产机械轴上加装飞轮惯量GD3=612.5Nm2的飞轮,此时生产机械轴加速度是多少?
(1)把电动机的转矩Tm和所有的飞轮惯量GD2都折算到生产机械轴上去。
电动机转矩折算到生产机械轴上的等效转矩为
九=九儿=久胃%=29.4><端'。
.9人,5
=132.3N・/w
折算到生产机械轴上总飞轮惯量为
(2分)
GO;=GQ《(a)2+G。
:
(冬)2+GD;
〃3〃3
=784借5哙牛n
=3675N•根
(2分)
故生产机械轴的加速度为
dn.7W一兀,、132.3-98,/・、..】dtGDI.3675
375375
=3.5(r/min)ea
(2分)
(2)将飞轮装在生产机械轴上,此时的
GD*=G";(a)2+g/);(4)2+GD;+(;D2
=(I960+980+735+612.5)N•m2
=4287.5?
/•m2
(2分)
dn,IKi-L」132.3-98,/•、・i
^r=iBir(r/m,n)ev=^287j-(r/m,n)*v
375、375
二3(/7min)>51
(2分)
37.按照电器制图规范.设计并绘制鼠笼式三相异步电机的控制电路。
要求能实现正、反转运行,并具有必要的保护措施。
分别绘制主回路和控制回路°
37.解:
主电路如下图(a)(5分,其中电源开关及保护2分,正反向控制2分,电机保护1分)
控制电路如下图(b)(5分,其中电源保护】分,正反向控制2分,连锁保护2分)
38.选择一种可编程控制器,用可编程控制器控制鼠笼式三相异步电机实现正,反转运行。
主回黔皆相同.设计并绘制用可编程控制器控制的控制电路和
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