电气控制本科作业题及参考答案

东北农业大学网络教育学院东北农业大学网络教育学院 电气控制技术本科作业题电气控制技术本科作业题 作业题作业题 1 一 工厂电器是如何分类的 一 工厂电器是如何分类的 答 1 按适用的电压范围分类 交流 1200V 直流 1500V 分为低压电器和高压电器 2 低压电器按所控制的对象分类 根据其控制的对象分为低压配电电器和低压控制电器 3 按所起作用分类 依据电器所起的作用可分为控制电器和保护电器 4 按动作性质分类 依据电器的动作性质可分为自动控制电器和非自动控制电器 二 请画出按钮 接触器 热继电器的图文符号 二 请画出按钮 接触器 热继电器的图文符号 答 三 常用的电气图有哪几种 三 常用的电气图有哪几种 答 常用的电气图有系统图 框图 电路图 位置图和接线图等 通常 系统图用于描述系统或成套装置 框图用于描述分系统或设备 国家标准 GB6988 3 86 电气制图 系统图和框图 中 具体规定了绘制系统图和框图的方法 并 阐述了它的用途 位置图用来表示成套装置 设备中各个项目位置的一种图 接线图是电 气装备进行施工配线 敷线和校线工作时所应依据的图样之一 它必须符合电器装备的电 路图的要求 并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置 以及它们之间 的电连接关系 它是检修和查找故障时所需的技术文件 在国家标准 GB6988 5 86 电气 制图 接线图和接线表 中详细规定了编制接线图的规则 四 请画出三相异步电动机的点动控控制线路 四 请画出三相异步电动机的点动控控制线路 答 五 请画出三相异步电动机自动往返正反转控制线路 五 请画出三相异步电动机自动往返正反转控制线路 答 在实际生产中 常常要求生产机械的运动部件能实现自动往返 因为有行程限制 所 以常用行程开关做控制元件来控制电动机的正反转 下次图为电动机往返运行的可逆旋转 控制电路 图中 KM1 KM2 分别为电动机正 反转接触器 SQ1 为反向转正向行程开关 SQ2 为正向转反向行程开关 SQ3 SQ4 分别为正向 反向极限保护用限位开关 六 三相笼型电动机单向旋转可用开关或接触器控制 请画出接触器控制电路 六 三相笼型电动机单向旋转可用开关或接触器控制 请画出接触器控制电路 答 答 作业题作业题 2 一 填空一 填空 1 从 CPU 模块的功能来看 SIMATIC S7 200 系列小型可编程序控制器发展至今 大致经 历了两代 CPU 21X 和 CPU 22X 2 CPU 模块为 CPU 21X 主机都可进行扩展 它具有四种不同结构配置的 CPU 单元 CPU 212 CPU 214 CPU 215 和 CPU 216 3 CPU 模块为 CPU 22X 是在 21 世纪初投放市场的 速度快 具有较强的通信能力 它 具有四种不同结构配置的 CPU 单元 CPU 221 CPU 222 CPU 224 和 CPU 226 除 CPU 221 之外 其他都可加扩展模块 4 SIMATIC S7 200 系统由 硬件 和 工业软件 两大部分构成 5 SIMATIC S7 200 编程语言有以下 语句表 梯形图 功能块图 和 其他编程语言 构成 二 请简述二 请简述 SIMATIC S7 200 系统系统 CPU 22X 系列系列 PLC 主机及主机及 I O 特性 特性 答 三 请简述三 请简述 SIMATIC S7 200 改变改变 CPU 工作方式的方法工作方式的方法 答 有三种方法 1 用 PLC 上的方式开关来手动切换 方式开关有 3 个挡位 2 用 STEP 7 Micro Win32 编程软件 应首先把主机的方式开关置于 TERM 或 RUN 位置 然后在此软件平台用鼠标单击 STOP 和 RUN 方式按钮即可 3 在用户程序中用指令由 RUN 方式转换到 STOP 方式 前提是程序逻辑允许中断程序的 执行 四 某一控制系统选用四 某一控制系统选用 CPU 224 系统所需的输入输出点数各为 数字量输入 系统所需的输入输出点数各为 数字量输入 24 点 数点 数 字量输出字量输出 20 点 模拟量输入点 模拟量输入 6 点 模拟量输出点 模拟量输出 2 点 本系统可有多种不同模块的选取组合 点 本系统可有多种不同模块的选取组合 请画出其中的一种可行的系统输入输出组态状况 请画出其中的一种可行的系统输入输出组态状况 答 答 五 将如下梯形图转换成语句表 五 将如下梯形图转换成语句表 答 答 六 一自动仓库存放某种货物 最多六 一自动仓库存放某种货物 最多 6000 箱 需对所存的货物进出计数 货物多于箱 需对所存的货物进出计数 货物多于 1000 箱 灯箱 灯 L1 亮 货物多于亮 货物多于 5000 箱 灯箱 灯 L2 亮 其中 亮 其中 L1 和和 L2 分别受分别受 Q0 0 和和 Q0 1 控制 控制 数值数值 1000 和和 5000 分别存储在分别存储在 VW20 和和 VW30 字存储单元中 请画出控制系统的程序 字存储单元中 请画出控制系统的程序 答 答 作业题作业题 3 一 请画出三相异步电动机采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路 请画出三相异步电动机采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路 答 下图是采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路 是由交流接触器 热继电器 时间继电器 按钮和自耦变压器等元件组成 图中 KM1 为正常运转接触器 KM2 为降压 起动接触器 KA 为起动中间继电器 KT 为降压起动时间继电器 二 请画出三相异步电动机采用请画出三相异步电动机采用 Y D 起动法降压起动的控制电路 起动法降压起动的控制电路 答 凡是正常运行时三相定子绕组接成三角形运转的三相笼型感应电动机 都可采用 Y D 降压起动 起动时 定子绕组先接成 Y 联结 接入三相交流电源 起动电流下降到全压起 动时的 1 3 对于 Y 系列电动机直接起动时起动电流为额定电流 IN 的 5 5 7 倍 当转速 接近额定转速时 将电动机定子绕组改成 D 联结 电动机进入正常运行 这种方法简便 经济 可用在操作较频繁的场合 但其起动转矩只有全压起动时的 1 3 Y 系列电动机起动 转矩为额定转矩的 1 4 2 2 倍 图为用于 13kW 以上电动机的起动电路 由三个接触器和 一个时间继电器构成 三 请画出三相异步电动机反接制动的控制电路 请画出三相异步电动机反接制动的控制电路 答 答 四 什么是可编程序控制器 四 什么是可编程序控制器 答 1985 年 国际电工委员会 IEC 对可编程序控制器作了如下规定 可编程序控制器是一 种数字运算操作的电子系统 专为工业环境下应用而设计 五 可编程序控制器是如何分类的 五 可编程序控制器是如何分类的 答 答 1 从结构上 可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块式 2 从规模上 按 PLC 的输入输出点数可分为小型 中型和大型 六 请画出可编程序控制器结构简图 六 请画出可编程序控制器结构简图 答 PLC 专为工业场合设计 采用了典型的计算机结构 主要是由 CPU 电源 存储器和 专门设计的输入输出接口电路等组成 作业题作业题 4 一 设计程序完成如下功能 用增减计数器进行计数 如果当前值小于一 设计程序完成如下功能 用增减计数器进行计数 如果当前值小于 500 则程序按原 则程序按原 顺序执行 若当前值超过顺序执行 若当前值超过 500 则跳转到从标号 则跳转到从标号 10 开始的程序执行 开始的程序执行 答 答 二 用顺序继电器实现的顺序控制中的一个步的程序段 这一步实现的功能是使两个电机用顺序继电器实现的顺序控制中的一个步的程序段 这一步实现的功能是使两个电机 M1 和和 M2 起动运行起动运行 20 秒后停止 切换到下一步 秒后停止 切换到下一步 答 三 S7 200 可编程序控制器中断源种类及中断优先级 可编程序控制器中断源种类及中断优先级 答 中断源 即中断事件发出中断请求的来源 中断源 即中断事件发出中断请求的来源 S7 200 可编程序控制器具有最多可达可编程序控制器具有最多可达 34 个中断源 每个中断源都分配一个编号用以识别 称为中断事件号 这些中断源大致分为个中断源 每个中断源都分配一个编号用以识别 称为中断事件号 这些中断源大致分为 三大类 通信中断 输入输出中断和时基中断 中断优先级由高到低依次是 通信中断 三大类 通信中断 输入输出中断和时基中断 中断优先级由高到低依次是 通信中断 输入输出中断 时基中断 每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权 输入输出中断 时基中断 每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权 四 程序设计 要对一高速事件精确控制 通过对脉冲信号进行增计数 计数当前值达到四 程序设计 要对一高速事件精确控制 通过对脉冲信号进行增计数 计数当前值达到 24 产生中断 重新从产生中断 重新从 0 计数 对中断次数进行累计 计数方向用一个外部信号控制 并能计数 对中断次数进行累计 计数方向用一个外部信号控制 并能 实现外部复位 所用的主机型号为实现外部复位 所用的主机型号为 CPU221 答 设计步骤 答 设计步骤 选择高速计数器选择高速计数器 HSC0 并确定工作方式 并确定工作方式 4 令令 SM37 16 F8 执行执行 HDEF 指令 输指令 输 入端入端 HSC 为为 0 MODE 为为 4 装入当前值 令装入当前值 令 SMD38 0 装入设定值 令装入设定值 令 SMD42 24 执行中断连接执行中断连接 ATCH 指令 输入端指令 输入端 INT 为为 INT0 EVNT 为为 10 主程序如下 主程序如下 初始化子程序如下 初始化子程序如下 中断程序如下 五 STEP 7 Micro WIN 32 编程软件 其主界面外观如图 界面一般可分以下几个区指出编程软件 其主界面外观如图 界面一般可分以下几个区指出 各区名称 各区名称 答 1 导引条 2 指令树 3 交叉索引 4 数据块 5 壮态图表 6 符号表 7 输 出窗口 8 壮态条 9 编程器 10 局部变量表 作业题作业题 5 一 一 PLC 控制系统设计的原则及步骤 控制系统设计的原则及步骤 答 原则 在可编程序控制器控制系统的设计中 应该最大限度地满足生产机械或生产流程对电 气控制的要求 在满足控制要求的前提下 力求 PLC 控制系统简单 经济 安全 可靠 操作和维修方便 而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本 设计一个 PLC 控制系统有多种途径 可以在原有的继电接触控制系统基础上加以改造 形成可编程序控制器的控制系统 步骤 1 熟悉被控对象 2 制定控制方案 3 详细描述控制对象 4 详细描述操作员站 5 配置可编程序控制器 6 程序设计 二 硬件设计 设计一个二 硬件设计 设计一个 3 工位旋转工作台 其工作示意如图所示 三个工位分别完成上工位旋转工作台 其工作示意如图所示 三个工位分别完成上 料 钻孔和卸件 料 钻孔和卸件 1 动作特性 动作特性 工位工位 1 上料器推进 料到位后退回等待 上料器推进 料到位后退回等待 工位工位 2 将料夹紧后 钻头向下进给钻孔 下钻到位后退回 退回到位后 工件松开 放 将料夹紧后 钻头向下进给钻孔 下钻到位后退回 退回到位后 工件松开 放 松完成后等待 松完成后等待 工位工位 3 卸料器向前将加工完成的工件推出 推出到位后退回 退回到位后等待 卸料器向前将加工完成的工件推出 推出到位后退回 退回到位后等待 2 控制要求 控制要求 通过选择开关可实现自动运行 半自动运行和手动操作 通过选择开关可实现自动运行 半自动运行和手动操作 答 制定控制方案 1 用选择开关来决定控制系统的全自动 半自动运行和手动调整方式 2 手动调整采用按钮点动的控制方式 3 系统处于半自动工作方式时 每执行完成一个工作循环 用一个起动按钮来控制进入下 一次循环 4 系统处于全自动运行方式时 可实现自动往复地循环执行 5 系统运动不很复杂 采用 4 台电机 6 对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件 采用不进入 PLC 的 方法以节省 I O 点数 7 由于点数不多 所以用中小型 PLC 可以实现 可用 CPU 224 与扩展模块 或用一台 CPU 226 系统配置及输入输出对照表系统配置及输入输出对照表 输入 输入 输出 输出 设计主电路及设计主电路及 PLC 外部接线图外部接线图 图为图为 PLC 外部接线的示意图 实际接线时 还应考虑到以下几个方面 外部接线的示意图 实际接线时 还应考虑到以下几个方面 1 应有电源输入线 通常为 应有电源输入线 通常为 220V 50Hz 交流电源 允许电源电压有一定的浮动范围 并交流电源 允许电源电压有一定的浮动范围 并 且必须有保护装置 如熔断器等 且必须有保护装置 如熔断器等 2 输入和输出端子每 输入和输出端子每 8 个为一组共用一个个为一组共用一个 COM 端 端 3 输出端的线圈和电磁阀必须加保护电路 如并接阻容吸收回路或续流二极管 输出端的线圈和电磁阀必须加保护电路 如并接阻容吸收回路或续流二极管 三 串行通信分类方法 三 串行通信分类方法 答 答 按时钟 串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式 异步传送 允许传输线上的各个部件有各自的时钟 在各部件之间进行通信时没有统一的 时间标准 相邻两个字符传送数据之间的停顿