机电一体化总复习试题及答案.docx
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机电一体化总复习试题及答案
机电一体化总复习试题及答案
LT
运动控制卡:
使用伺服机构来控制机器的位置和速度。
RS-232/RS-485模块:
用于串行通信的标准接口卡。
CAN总线接口卡:
具有多主控协议、实时能力、纠错功能和强抑噪能力。
1.简述工业控制计算机的硬件组成结构及其作用。
答:
主板:
将采集到的实时信息按照预定程序进行必要的数值计算、逻辑判断、数据处理、及时选择控制策略并将结果输出到工业过程。
系统总线:
分为内部和外部总线,内部总线是工控机内各组成部分之间进行信息传送的公共通道;外部总线是工控机与其他计算机和智能设备进行信息传送的公共通道。
输入/输出接口:
是工控机和外部设备或生产过程之间进行信号传递和变换的连接通道。
入机接口:
用于操作员与计算机之间进行嘻嘻交换。
通信接口:
是工控机与其他计算机和智能设备进行信息传送的通道。
系统支持:
功能主要包括监控定时器、电源掉电监测、后备存储器和实时日历时钟。
磁盘系统:
存储的载体。
2.简述工业控制计算机的软件组成及其作用。
答:
系统软件:
管理工控机的资源,并以渐变的形式向用户提供服务。
工具软件:
是技术人员从事软件开发的辅助软件,以提高软件生产效率和改善软件产品质量。
应用软件:
是系统设计人员针对某个生产过程而编制的控制和管理程序。
3.模拟数据采集系统通常由那几部分组成,各有什么作用?
答:
传感器:
把被测的物理量(如压力、温度等)作为输入参数,将其转换为电量(电流、电压、电阻等)后输出。
多路模拟开关:
将多路模拟信号分别与A/D转换器接通,逐一进行A/D转换,以达到分时享用A/D转换器的目的。
放大器:
运算放大。
采样/保持器:
保持在A/D转换过程中信号的电压不变,以保证转换精度,以及在A/D转换完成后跟踪信号电压的变化。
A/D转换器及其单片机接口:
将模拟信号转变为数字量。
4.功率输出的常用接口方式有哪些?
答:
功率晶体管接口、光电耦合器隔离、双向晶闸管接口
5.机电一体化系统中的计算机接口电路通常使用光电耦合器,请问光电耦合器的作用有哪些?
答:
隔离和抗干扰,保护低压与高压电路还有脉冲放大作用。
6.简述PLC系统与继电器接触器控制系统的区别。
答:
1)控制方式:
继电器控制系统的控制是采用硬件接线实现的,是利用继电器机械触点完成既定的逻辑控制。
PLC控制系统采用存储逻辑,可改变内存中的程序来改变控制逻辑,称软接线。
2)工作方式:
继电器控制系统采用并行的工作方式,PLC控制系统采用串行工作方式。
3)控制速度:
继电器控制系统控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,毫秒级,机械触点有抖动现象。
PLC控制系统是由程序指令控制半导体电路来实现控制,速度快,微秒级,严格同步,无抖动。
4)定时与计数控制:
继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制,其精度不高,受环境影响大,调整困难。
继电器控制系统不具备计数功能。
PLC控制系统用半导体集成电路作定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,调整时间方便,不受环境影响。
另外PLC系统具备计数功能。
5)可靠性和维护性:
继电器控制系统可靠性较差,线路复杂,维护工作量大,PLC控制系统可靠性较高,外部线路简单,维护工作量小。
7.机电一体化系统中的常用传感器有哪些,并举例说明?
答:
位置传感器、位移传感器、速度传感器与加速度传感器、力、压力、力矩传感器、温度传感器、视觉传感器
8.简述热电偶的四大基本定律?
P192
答:
(1)均质导体定理:
由同一导体构成的热电偶不能产生热电势
(2)中间导体定律:
A、B构成热电偶,将冷端断开,并接入第三种导体C,若保持C两端的温度相等,则回路中的总电势不变。
(3)中间温度定律:
热电偶AB(T、T0)产生的热电势等于热点偶AB(T,Tn)和热电偶AB(Tn,T0)产生的热电势的代数和。
(4)标准电极定律:
热电偶AB(T、T0)产生的热电势等于热点偶AC(T,T0)和热电偶CB(T,T0)产生的热电势的代数和。
9.简述电阻应变式加速度计的工作原理。
答:
电阻应变式加速度计由质量块、悬臂梁、应变片和阻尼液组成,当传感器随被测物体运动的加速度为a时,在质量块m上产生惯性力F=m*a,受惯性力作用,悬臂梁产生变形,通过应变片可以测量出悬臂梁的变形量,进而可以得到加速度a的数值。
10.简述顺序控制系统的分类。
答:
时间顺序控制系统、逻辑顺序控制系统、条件顺序控制系统
11.什么是步进电机?
简述步进电机的分类。
答:
用电脉冲信号进行控制,将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电机;分类:
反应式步进电动机、永磁式步进电动机、混合式步进电动机
12.简述自动化制造系统的常见类型。
答:
刚性半自动化单机、刚性自动化单机、刚性自动线、刚性综合自动化系统、一般数控机床、加工中心、混合成组制造单元、分布式数控系统、柔性制造单元、柔性制造系统、柔性制造线、计算机集成制造系统
13.简述机电一体化系统的设计原则、设计类型及设计方法。
答:
设计原则:
机电互补原则、功能优化原则、自动化、省力化原则、效益最佳原则、开放性原则;
设计类型:
开发性设计、适应性设计、变异性设计;
设计方法:
机电互补法、机电综合法、组合法。
22、机电一体化系统的性能评价内容有哪些?
答:
技术性评价、经济性评价、安全性评价、综合评价
三、应用题
1.采用PLC设计二台电动机A、B工作的系统。
(1)按钮X1为A电动机起动,按钮X2为A电动机停止(输出Y1);
(2)按钮X3为B电动机起动,按钮X4为B电动机停止(输出Y2);
(3)只有A电动机在工作中,B电动机才能工作。
要求:
画出梯形图,写出指令表。
2、设计一台电动机按要求动作的PLC控制系统。
具体要求:
系统只有一个按钮。
按一下,电动机正转5s再反转5s,如此重复3次后自动停止。
试完成设计任务:
(1)列出PLC系统I/O分配表;
(2)画出梯形图。
(3)写出指令表。
3、现有一电气控制的电动机Y-Δ减压起动控制电路,原理图如下。
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。
4、工厂自动往复运动搬运小车的主电路如图(a)所示,原电气控制电路如下图(b)所示。
现要求采用PLC控制,画出I/O接线图,并试设计相应的PLC控制电路及其程序。
5、下图为小车送料过程示意图。
现采用可编程控制器控制,写出小车PLC控制的梯形图。
小车的送料过程为:
当小车处于左限位开关ST1处时,按下启动按钮,小车向右运行;碰到右限位开关ST2后,小车开始装料,装料时间为15秒;然后小车向左运行,碰到左限位开关ST1后,小车开始卸料,卸料时间为10秒;至此完成一次动作。
任何时候压下停止按钮,小车将停止动作。
根据上述描述写出用PLC控制的梯形图。
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