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一、填空题 （一）电气控制部分 1低压电器是指工作电压在交流 V 或直流 V 以下的各种电器。 Ans：1200、1500 2写出两种常见灭弧方法： 、 。 Ans：电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧、栅片灭弧(其中任意两个) 3速度继电器的图形符号为 ，文字符号为 。 Ans： ， KS 4速度继电器的常开触头图形符号是 ，行程开关的常闭触头图形符号 是 。 Ans： 、 5行程开关的常开触点图形符号为 ，通电延时继电器线圈的图形符号 为 ，速度继电器的文字符号为 。 Ans： KS 6断电延时型时间继电器线圈的图形符号 ，行程开关的常开触点图形符号 为 ；速度继电器的常开触点图形符号 。 Ans： 7时间继电器按延时方式可分为 和 两种类型。 Ans：通电延时继电器、断电延时继电器 8对于单台电动机负载，应根据 计算熔体的额定电流。 Ans： （1.5-2.5）IN 9对于额定电流为 10A 的电机，起 保护的热继电器整定值应为 。 Ans：过载、10A 10对于额定电流为 10A 的电机，起 保护的熔断器整定值应为 。 Ans：短路、15-25A（在此区间任意值皆可） 11选取交流接触器，其主触点额定工作电流应 电动机额定工作电流，其线圈的 工作电压应 控制电源电压。 （、=） Ans：、= 12连续运动与点动控制的区别仅在于 。 Ans：能否自锁 13为了防止两个接触器线圈同时得电，采用的保护环节称为 。 Ans：互锁 14零压保护的目的是 。 Ans：防止电机自行起动 15三相笼型异步电动机常用的减压起动方法有：Y换接、 、 等。 Ans：定子串电阻降压起动、自耦变压器降压起动、延边三角形降压起动（任意两个） 16三相鼠笼异步电动机的常用降压起动方式有 、 、 和延边三角形降压起动四种。 Ans：Y/降压起动、自藕变压器降压起动、定子串电阻或电抗器起动 17三相绕线式异步电动机采用转子串电阻起动，随着所串电阻的不停增加，起动电 流 ，起动转矩 。 （如何变化） Ans：一直降低、先增加后减小 18直流电机的电气制动方法有 、 两种。 Ans：能耗制动、反接制动 19交流接触器的结构由 、 、 和其他部件组成。 Ans：电磁机构 、 触头系统 、 灭弧装置 20电磁结机构是电磁式电器的 元件，电磁线圈按电压种类分为 和 两种 Ans：感测元件、交流、直流 21电气控制系统图分为 、 和 三类。 Ans：电气原理图 、 电器元件布置图 电气安装接线图 22电气原理图按通过电流的大小分为 和 电路。 Ans：主电路 辅助电路 23辅助线路包括 、 、 和信号回路等电路 Ans：控制回路、照明回路、保护回路 24在机床电气线路中异步电机常用的保护环节有 、 和 。 Ans：短路 、 过载 、 零压和欠压 （二）PLC 部分 1PLC 的编程语言主要有 、梯形图、 。 Ans：语句表、逻辑功能图、顺序功能图、高级语言中的任意两个 2STEP7 提供的编程语言有 、 、 。 Ans：梯形图、语句表、逻辑功能图 3从结构上看，PLC 可分为 、 及分散式三种形式。 Ans：整体式、模板式 4S7300 系列的 PLC 是中型模块式 PLC，构成系统的主要模块有 模块、 模块、 模块等。 Ans：电源、CPU、I/O 5PLC 的软件构成分为 、 两部分。 Ans：系统软件、用户软件 6S7-300PLC 硬件组态中，CPU 应插入 号槽，若 4 号槽位配置一 16 点数字量输入模 块，则其对应的地址范围为 ；若 5 号槽位配置一 2 通道的模拟量输入 模块，则其对应的地址范围为 。 Ans： 2、I0.0- I1.7、PIW272、PIW274 7S7-300PLC 硬件组态中，电源应插入 号槽，若 5 号槽位配置一 16 点数字量输出模 块，则其对应的地址范围为 。 Ans：1、I4.0- I5.7 8S7-300PLC 中若将 8 点的数字量输出模块放在 4 号位置，对应的地址范围 为 ， 若将 8 点的输入模块放在 5 号位置， 对应的地址范围为 。 Ans：Q0.0-Q0.7、I4.0-I4.7 9PLC 常用数字量输出模块类型有 、晶闸管输出、 。 Ans：晶体管输出、继电器输出 10PLC 常用数字量输出模块类型有 、继电器输出、 。 Ans：晶体管输出、晶闸管输出 11 PLC 的常用输出模块类型有 、 及 3 种。 Ans：继电器输出、可控硅输出、晶体管输出 12S7-300PLC 若 5 号槽位配置一 16 点数字量输入模块则其对应的地址范围 为 ， 若6号槽配置一8点的数字量输出模块则对应的地址范围为 。 Ans：I4.0-I5.7、Q8.0-Q8.7 13S7-300PLC 若 4 号槽位配置一 32 点数字量输入模块则其对应的地址范围 为 ，若 6 号槽配置一 16 点的数字量输出模块则对应的地址范围 为 。 Ans：I0.0-I3.7、Q8.0-Q9.7 14指令 A I0.0 的寻址方式属于 ，L W#16#12 的寻址方式属 于 。 Ans：直接寻址、立即数寻址 15指令 L MD12 的寻址方式属于 。 Ans：直接寻址 二、简答与分析题 （一）电气控制部分 1比较下图 a、b 的区别。并解释自锁、互锁的概念及作用。 Ans：b 图比 a 图多了按钮的互锁，从而能实现正转与反转之间的直接切换。 自锁是将线圈的常开触点与起动触点并联， 在起动触点断开后， 依靠此触点能够实现起 动后接触器线圈的持续供电， 实现电机的连续运转， 使用本环节可以做到对电动机的严重欠 压与失压保护。 互锁是将各自常闭触点串联于对方线圈回路， 以防止两个接触器线圈同时得电， 从而避 免在主电路中形成短路。 2标出主电路交流接触器的符号，指出它是什么控制电路？写出它的控制原理。 Ans： （电源通断）KM1、 （三角形）KM2、 （星形）KM3正确标注 本图为 Y/降压起动控制电路。 按下起动按钮 SB1 后，KM1 线圈通电并实现自锁，同时通过 KM2、KT 常闭触点使得 KM3 线圈得电，电机 Y 型起动，同时 KT 线圈得电，一段时间后，其常闭触点断开，使得 KM3 线 圈断电，其常开触电的闭合使得 KM2 线圈得电，KM2 的常闭触点断开也使得 KT 线圈断电， 但 KM2 因自锁而持续得电，电机一直三角形运行，直到按下停止按钮 SB2。 3根据右图回答问题（三相异步电动机额定电流为 20A） ： 1）如何选择熔断器 FU2的熔体额定电流 IFU？ 2）热继电器 FR 的整定电流为多少？ 3）接触器的额定电压、额定电流、吸引 线圈的额定电压分别为多少？ 4）该控制线路中有哪些保护环节？（回 答任意两种即可） Ans：1）熔体额定电流在 30A30A50A50A 之间 2）热继电器的整定电流为 20A20A； 3） 接触器的额定电压： 380V380V,额定电流： 20A20A,吸引线圈的额定电压：380V380V 4）短路保护，过载保护，欠压/失压保护 （回答任意两种即可） 4阅读右图并回答问题 1）该控制线路实现什么功能？ 2）简述该控制线路的工作原理？ Ans：1）双速电机的高低速控制； 2） 按下低速起动按钮 SB2， 接触器 KM1 通电 并自锁； 定子绕组接成型， 电机低速运行； 按下高速起动按钮 SB3，接触器 KM2、KM3 通电并自锁，定子绕组接成双 Y 型，电机高 速运行； 5标出控制电路中(1)(2)处的器件标号，指出它是什么控制电路？写出它的控制原理。 Ans：KM2、KM1 可逆运行反接制动 原理：当按下正向起动按钮 SB2，则 KM1 线圈 通电并自锁，电机正向起动运行，当按下停止 按钮 SB1，KM1 断电，此时电机仍然有正向运转 速度（KS-1 接通） ，所以随着 KM1 互琐用常闭 触点闭合，KM2 线圈通电，开始反接制动，随 着速度的下降，KS-1 断开，也就断开了 KM2 线 圈，制动结束。反向起动与制动原理同正向。 6SB、SQ、FR、KS、KA、QS 分别表示什么低压器件？画出各自的常开触点图形符号。 （本题 6 分） Ans： SB-控制按扭 SQ -行程开关 FR-热继电器 KS-速度继电器 KA-中间继电器 QS-刀开关 7热继电器与熔断器在电动机电路中各起什么作用？能否互相替代？为什么？ Ans：热继电器作用是过载保护。 熔断器作用是短路保护或严重过载保护。 不能互相替代。 因为熔断器是当熔体中流过太大的电流而使得熔体在短时间内熔断，达到保护目的； 而热继电器是检测到略大于额定值的电流， 该电流保持一段时间后才断开电路， 从而避开起 动与短暂无害的过载情况。 8叙述常用的电气保护器件与环节及各自所实现的保护。 Ans：熔断器 短路保护 热继电器 过载保护 互锁 防止两个或两个以上线圈同时得电 自锁 零压或严重欠压保护 过（欠）压继电器 过（欠）保护 过电流继电器 过电流保护 熔焊保护 防止接触器主触点熔焊在起动时造成事故 9简述电弧产生的原因并列出常见灭弧方法。 Ans：当触点断开大电压电流电路时，在动静触头之间形成强电场，使得其间的空气被电离， 形成电弧。 常见灭弧方法：电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧、栅片灭弧 10交、直流电磁式电器在电磁机构上有哪些不同？ Ans：直流电磁铁因为线圈通电衔铁吸合后磁通量恒定不变，铁芯正常用整块铸铁或工程纯 铁制成。 交流电磁铁为了减小磁滞与涡流损耗， 铁芯由硅钢片叠铆而成以减小磁滞与涡流损 耗。 为了方便散热， 直流电磁机构中只有线圈发热， 线圈往往做成瘦长型且与铁芯之间不设 骨架。 而交流电磁机构铁芯中存在较大的磁滞与涡流损耗， 吸引线圈与铁芯应该隔离并减小 接触面以方便各自散热，吸引线圈往往做成矮胖型并与铁芯之间设骨架。 11三相异步电动机的常用电气制动方法有哪两种？简述各自原理。 Ans：反接制动是通以另一相序的电源，使转子受到反转动力。 能耗制动是在定子绕组中通以直流电流得到静止磁场，从而使转子停转。 （二）PLC 部分 1 写出出如下 LAD 程序段所对应的 STL 程序。 A( O I 0.0 O Q 4.2 ) AN I 0.1 O AN T 0 A M 0.2 = Q 4.2 2画出如下 STL 程序所对应的 LAD 程序段。 A( A I 0.0 A I 0.1 O A( O I 0.2 O M 0.0 ) AN I 0.3 ) A M 100.5 = Q 4.0 3画出如下 STL 程序所对应的 LAD 程序段。 A( O I 0.0 O Q 4.2 ) A( ON I 0.1 O A M 100.5 AN T 2 ) O AN T 0 A M 0.2 = M 4.2 4根据梯形图写出语句表。 5用 STL 指令表示如图所示 LAD 程序段。 A( O I 0.1 O I 0.3 ） A（ O I 0.2 O M 0.2 ) A M0.5 ON M 1.0 = Q 4.2 6用 STL 指令表示如图所示 LAD 程序段。 A( O（ A I 0.1 A I 0.0 ） O （ A I 0.2 A I 0.0 ) ） A（ ON I 0.3 O M 0.1 ） O M 0.0 = M 0.0 7写出 S7-300 常用的四种编程元件。 输入继电器、输出继电器、辅助继电器、外部输入寄存器、外部输出寄存器、定时器、计数 器、数据块寄存器、本地数据寄存器中任意四个 8PLC 的工作过程有什么显著特点？试说明其工作过程？ PLC 的工作过程有两个显著特点：一个是周期性扫描，一个是集中批处理。先后经过：公 共处理扫描、输入采样扫描、执行用户程序扫描、输出刷新扫描等四个阶段。 9可编程序控制器的数字量输出模板与外部用户输出设备的接线方式有哪些？其接口电路 的输出方式有几种形式？都适用于什么场合？ 数字量输出模板与外部用户输出设备的接线方式可分为汇点式和隔离式。 晶体管输出直流负载或 TTL 双向晶闸管（可控硅）输出交流 继电器输出交直流 AB 正转 前进后退 反转 SQ2SQ1 三、设计题 （一）电气控制部分 1某送料小车工作示意图如图所示。小车由电动机拖动，电动机正转时小车前进，而电动 机反转时小车后退。设计主电路和控制线路，利用行程开关实现自动往复运动。 2设计一电气控制电路，当在原位（SQ1）按下按钮时，电机正转（KM1）带动小车 相右运行，到达目的地（SQ2）后停留 2 分钟后返回（KM2）至原位停止，运行中途按停止 按钮则小车立刻返回至原位后停止。 3设计某机床控制线路（画出主电路和控制电路） ，要求如下： 1） 润滑油泵电机起动后，主轴才能起动； 2） 主轴能正反转，能在两处起停； 3） 主轴停车时有能耗制动； 4） 有完善的保护和联锁环节。 4设计一电气控制线路完成两台电机的顺序起动与停止控制，要求如下： 1）按起动按钮 SB1，电机 M1 立刻起动（KM1） ，延时 1 分钟电机 M2（KM2）自动起动； 2）按停止按钮 SB2，电机 M2 立刻停止，延时 1 分钟电机 M1 自动停止； 3）任何一台电机过载（FR1、FR2）两台电机立刻停止。 5设计一电气控制线路控制三台电动机的起动与停止。 （KM1 控制电机 1，KM2 控制 电机 2，KM3 控制电机 3） 要求：按起动按钮时，三台电机依次延时起动，按停止按钮或任一电机过载时全部停 止。 1、 6设计一 Y/降压启动控制电路， 要求当 SA 断开时， 按启动按钮 （SB1） 电机 Y 启动并运行， 当 SA 合上时，按启动按钮电机 Y 启动，一段时间后自动转为运行。按停止按钮（SB2）或 过载时电机停止运转。 （三接触器控制：供电 KM1、Y 型 KM2、型 KM3） 7某机床主轴电机要求能够正反转，启动时采用定子串电阻启动，制动时采用能耗制动， 并要求必要的保护。画出主电路并设计控制电路。 （二）PLC 部分 1设计对异步电动机的正反转 PLC 控制，要求如下： 1）画出主电路；2）绘制接线图；3）用梯形图编写控制程序，能实现“正-反-停”控制， 要有必要的保护措施。 参考答案 SB1SB2SB3FR 24V+ M 24V- L+ L+ 24V+ KM1KM2 M 24V- I0.0I0.1I0.2 I0.3 Q4.0Q4.1 主电路 接线图 2设计一用于闪烁控制程序，当启动按钮 I0.0 按下,指示灯 Q4.0 按照“亮 5S 灭 3S”的方式 闪烁，直至停止按钮按下后熄灭。 参考答案 3设计一梯形图程序，当 MW10 值（无符号整数）值小于等于 3 时，Q4.0 控制的灯 L 不亮； 当 MW10 值大于 3 小于等于 5 时，灯 L 亮 1 秒灭 0.5 秒闪烁；当 MW10 值大于 5 时，灯 L 亮 2 秒灭 1 秒闪烁。 4编写三人抢答器控制程序，要求：主持人开关（SA）断开时禁止抢答（即任一选手按下 按钮无效） ，主持人开关接通时，最先按下抢答按钮的选手对应的指示灯亮并保持至主持人 开关断开，其他选手再按按钮无效。三个选手按钮地址为 I0.1、I0.2、I0.3，主持人复位 开关地址为 I0.0，对应的指示灯地址为 Q4.1、Q4.2、Q4.3。 参考答案 5设计一抢答器，要求三名选手中最先按下按钮的面前对应指示灯亮并保持，后按下的选 手对应指示灯不亮， 一直到主持人按下复位按钮再开始新一轮抢答， 请画出 PLC 的 I/O 接线 图、梯形图并写出程序。 6采用 PLC 计数器与定时器级联编程，实现当控制开关 I0.0 接通 150 小时后输出 Q4.0 接 通。 参考答案 7采用 PLC 计数器与定时器级联编程，实现功能：从按钮 SB1 闭合开始 120 小时后，输出 Q4.0 接通。 8设计一梯形图程序，当 I0.0 持续接通 8 小时后，Q4.0 以 2 秒频率闪烁。 60 9 设计一梯形图程序， 当 I0.0 接通 5 次而 I0.1 未接通 3 次， 则报警输出 Q4.0 接通并自锁， 当按下复位键（I0.2）则 Q4.0 断开并且清除 I0.0、I0.1 的接通次数记忆。 10设计一梯形图控制程序用于故障报警，当每次故障条件出现（M0.0 接通一个很短时间） ， Q4.0 控制一指示灯亮 2 秒后熄灭， 并计故障数， 当故障数到 5 次后 Q4.0 控制的灯以 1 秒频率 闪烁，直到复位开关（I0.0）接通，灯灭并清除故障数。 11设计一个 PLC 控制系统，要求第一台电动机起动 10s 后，第二台电动机自动起动，运 行 5s 后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行起动，再在运行 15s 后，电动机全 部停止。给出 I/O 分配表与梯形图程序。 地址 元件 说明 I0.0 SB1 起动按钮（常开） Q4.0 KM1 电机 1 运行 Q4.1 KM2 电机 2 运行 Q4.2 KM3 电机 3 运行 1 分 AB 正转 前进后退 反转 SQ2SQ1 12某送料小车工作示意图如图所示。小车由电动机拖动，电动机正转时小车前进，而电动 机反转时小车后退。对送料小车自动循环控制的要求为：第一次按动送料按钮，预先装满料 的小车前进送料，到达卸料处 B（前限位开关 SQ2）自动停下来卸料，经过卸料所需设定时 间 30s 延时后，小车则自动返回到装料处 A（后限位开关 SQ1） ，经过装料所需设定时间 45s 延时后，小车自动再次前进送料，卸完料后小车又自动返回装料，如此自动循环。画出 I/O 接线图与梯形图程序。 、 13用梯形图编写十字路口交通灯控制程序。 1）信号要求 信号灯受一个起动按钮和一个停止按钮控制，按下启动按钮，信号灯系统开始工作，且 先南北红灯亮，东西绿灯亮。当按下停止按钮时，所有信号灯都熄灭。 南北红灯亮维持 25 秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持 23 秒。到 23 秒时， 东西绿灯熄灭，东西黄灯亮，并维持 2 秒。到 2 秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时， 南北红灯熄灭，南北绿灯亮。 东西红灯亮维持 20 秒，南北绿灯亮维持 18 秒后熄灭，同时南北黄灯亮，维持 2 秒后熄 灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。 2）变量约定 I0.0启动 I0.1停止 Q4.0南北方向红灯 Q4.1南北方向黄灯 Q4.2南北方向绿灯 Q5.0东西方向红灯 Q5.1东西方向黄灯 Q5.2东西方向绿灯 14.采用梯形图编制三级皮带机运行控制程序。 1）控制要求 启动时先起动最末一条皮带机 M3，经过 9 秒延时，再依次起动 M2、M1 皮带机。停止时应 先停止最前一条皮带机 M1，每隔 5 秒依次停止 M2、M3 皮带机。 2）输入输出点约定 输入点：起动按钮 I0.0 停止按钮 I0.1