自动化元件及其应用-学习指南

自动化元件及其应用 学习指南 一 填空 1 自动化系统的标准信号是指 其原因是由于 2 电容传感器是检测三类 变化的自动化器件 因此 由于受到原理的限制 只能用于 场合 3 常用温度传感器有两类 其中 PT100 的检测电路是 4 伺服电机的三种控制基本形式为 和 5 PLC 输入电路的原理是指 6 自动化系统的三类控制器分别用于 和 7 标准模拟量输入信号是指 8 标准开关量输入信号是指 其原因是由于 9 典型电容传感器的检测原理是检测三类 变化的自动化器 件 因此 由于受到原理的限制 只能用于 场合 10 通用仪表控制器一般分成为两大类 其中 数字化仪表的内部构成为 和 11 自动化系统中干扰是指 干扰分类有两类 和 12 工业现场中 PLC 是一种 的控制器件 它控制工业过程的两 类参数是 和 13 机械自动化系统电气设计五个方面 和 14 自动化系统中 电容传感器的检测信号是 和 15 热电阻 PT100 的三线测量原理是 16 直流电机速度的 PWM 控制原理是指 17 开关量测量器件主要用来 或 控制电路 以发布 命令或信号 改变控制系统工作状况的电器 其符号为 和 18 变磁阻式传感器的结构由 和 三部分组成 19 自动化系统的基本组成有 和 等 二 简答题 1 如何实现光电编码器的方向辨识的 2 什么是光电效应 两种光电开关检测元件的工作原理是怎样的 举例说明两 种光电传感器的应用 3 简答采用旋转光电编码器检测速度的两种计算方法 4 什么是光电效应 光电开关检测元件分为哪两种 它们的工作原理是怎样的 举例说明两种光电传感器的应用 5 变磁阻式传感器有哪几种 其基本工作原理是什么 举例说明变磁阻式传感 器的应用 6 自动化控制系统中开关器件的分类和基本功能及特点 7 为什么光敏电阻构成的传感器大多数情况下只能作为开关使用 8 试说明旋转变压器的原理及应用场合 9 PLC 控制与继电器控制有何优缺点 三 选择题 1 调节器加入微分作用是用来 1 克服对象的纯滞后 2 克服对象的惯性滞后 3 克服对象的惯性滞后和容易 滞后 2 我们常提到的 PLC 是 1 可编程序调节器 2 可编程序控制器 3 集散控制系统 3 下面哪一个是集散控制系统的英文缩写 1 PMK 2 PLC 3 DCS 4 TMD 4 在自动化控制系统中霍尔传感器是 1 硬件部分 2 软件部分 3 中间部分 5 反馈调节系统是闭环系统 1 不一定 2 不是 3 是 6 在自动化控制系统中梯形图是 1 图形 2 软件 3 硬件 7 在自动化控制系统中随机误差是 1 控制误差 2 输入和输出的差值 3 硬件干扰造成的 四 判断题 1 有的仪表所用电压是直流电 有的用交流电 2 工业现场中 热电阻常常采用两线制 3 一台仪表的功率就是它所要求的电压与电流的乘积 4 仪表的量程就是它所能测量的范围 5 PID 调节器的三个重要参数是比例度 积分时间 微分时间 6 为了消除余差 应引入微分调节作用来克服 7 自动调节系统的给定值是根据生产要求人为设定的 8 测量值小数点后的位数愈多 测量愈精确 五 设计题 1 下图中说明反接制动工作过程和设计的理由 采用时间继电器 画出时间 继电器的时序图 M1 3 R FR SB2 KM1 FR KM2 KM1 QS FU2 FU1 L3 L2 L1 KM2 SB1 KM1 KM2 KM1 KM2 KT KT 2 针对工艺过程要求的工艺参数液位控制原理示意图如下 控制要求 1 原料 1 和原料 2 按照一定比例进行进料 2 出料根据实际需要流量进行出料 3 储料罐中的混合料液位开关 L1 有信号时泵停止工作 4 储料罐中的混合料液位开关 L2 有信号时报警 1 5 分 说明采用的液位传感器或者液位开关的原理及使用方法 2 5 分 写出泵 1 和泵 2 的工作计算公式 3 5 分 试选择泵执行器件 并说明其工作原理 4 5 分 制定泵的控制方案 说明控制流程并编写相应计算机或 PLC 程序 3 针对铣削曲面时的主轴电机正反转运动控制 铣削曲面时的主轴电机正反转运动示意图如下 1 5 分 说明铣削曲面时的主轴电机正反转运动控制原理 2 5 分 说明采用的执行器件原理及使用方法 3 5 分 制定普通交流电机控制方案 说明其控制流程 4 5 分 使用 PLC 进行铣床主轴电机的控制 说明控制流程 自动化元件及其应用 学习指南 一 填空 1 模拟量 4 20ma 0 5V 0 10V 5V 10 数字信号 24V 2 面积 距离和介质 对电量不敏感的场合 3 热电阻 热电偶 电桥 4 开环 半闭环 闭环 5 光电隔离 6 仪器仪表用于低成本的单一设备的控制 PLC 用于现场控制设备的控制 计算机用于复杂的 特殊的 需要大量数据分析运算的设备控制 7 0 5V 0 10V 5V 5V 4 20mA 及电阻输入 8 24V 安全 L1 L2 T P2 T P1 原料1 出料原料2 液位 传感器 9 电极间面积变化 间距变化和介质变化 金属间的距离或者介质的电 性能场合 10 模拟仪表和数字仪表 电源 cpu AD DA 显示板 按键板等 11 干扰是对控制系统正常的信号产生影响 共模干扰 差模干扰 12 可编程逻辑控制器 运动参数和工艺参数 13 控制器设计 检测电路设计 输出电路设计 人机界面设计 抗干扰 设计 或总统设计 功能设计 流程设计 软件设计 硬件设计 或总统设计 器件选型 总线设计 人机界面设计 抗干扰设计 14 面积 距离和介质 15 第一 采用电桥对热电阻 PT100 进行测量 第二 采用第三根线对测 量电缆的长度进行补偿 16 光电隔离 17 检测极限尺寸或工作尺寸的位置的 18 线圈 铁芯和衔铁 19 电源 控制器 执行器 驱动器 开关量 模拟量检测模块 AD 模块 传感器 开关量 模拟量输出模块 中继模块 DA 模块 二 简答题 1 解解 利用 AB 相脉冲相位相差 90 的特点进行辨别方向 2 解解 光电效应是指光信号和电信号相互转换的效应 反射式 对射式 反射式是检测发射光的有无来检测开关量信号 检测液面高度 表面 缺陷等 对射式是检测对射光的有无来检测开关量信号 检测门禁中零件和人 数等 3 解解 比 较 项 目 继电器控制系统 PLC 控制逻辑硬接线多 体积大 连线多 软逻辑 体积小 接线少 控制灵 活 控制速度 通过触点开关实现控制 动 作受继电器硬件限制 通常 超过 10ms 由半导体电路实现控制 指令执行 时间段 一般为微秒级 定时控制由时间继电器控制 精度差由集成电路的定时器完成 精度高 设计与施 工 设计 施工 调试必须按照 顺序进行 周期长 系统设计完成后 施工与程序设计 同时进行 周期短 可靠性与 维护 触点寿命短 可靠性和维护 性差 无触点 寿命长 可靠性高 有自 诊断功能 价格低廉昂贵 4 解解 M 法测速 T 法测速 或 M T 法测速 5 解解 光电效应是指光信号和电信号相互转换的效应 反射式 对射式 反射式是检测发射光的有无来检测开关量信号 检测液面高度 表面 缺陷等 对射式是检测对射光的有无来检测开关量信号 检测门禁中零件和人 数等 6 解解 变磁阻式传感器有变隙式差动变压器 螺线管式差动变压器变面积式 差动变压器等几种 其基本工作原理均是检测磁路上的磁阻的变化 在运动工 作台运动的位移检测 就是采用差动式变磁阻式差动传感器来进行测量的 7 解解 通用机械自动化运动控制系统中三种电机 步进电机 变频电机和伺服 电机 或者交流电机 直流电机和 步进电机是通过改变输入的脉冲的多少来改变电机速度的电机 价格较 低 主要用于对位置的控制 变频电机是通过改变电机的磁场的旋转频率来改 变电机速度的电机 价格适中 主要用于对速度的控制 伺服电机是通过改变 电机的磁场的旋转频率或者电机线圈的电压等来改变电机速度的电机 价格较 高 主要用于对位置和速度的控制 8 解解 自动化器件的四大类器件包括 检测器件 执行器件 驱动器件和控制器 件 检测器件例如 按键开关 行程开关和传感器等 用于检测开关量或模拟 量信号 把开关物理量转换为标准信号 执行器件例如 电机 缸 阀 接触器等 用于实现需要的运动或者流量 或者流量或压力等 驱动器件例如 直流电机驱动器 变频器 伺服控制驱动器 接触器等 用于将小电流 功率 信号变成为大电流 功率 信号 驱动执行器按照控制器的 指令进行动作 控制器件例如 仪表 PLC 计算机 单片机 ARM DSP 控制系统 用于实现 工艺流程中的数据运算或者保存控制程序 9 解解 M 法测速 T 法测速 或 M T 法测速 0 2 60 f n ZM 1 c 60M n ZT 01 22 60 1 f M Q ZMM 0 2 60 f n ZM 1 c 60M n ZT 01 22 60 1 f M Q ZMM 三 选择题 1 3 2 2 3 3 4 1 5 3 6 2 7 3 三 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 五 设计题 1 解解 控制电路中设计原则是弱电控制强电 安全 灵活 电机设计有电机 保护 第一 熔断器用于电机短路或过流 热保护器用于电机过流或者负载较 大引起的电机过热 控制电路中 熔断器用于控制回路中的短路 工作流程为 随时都可以启动或者停止 电机启动后 依靠时间继电器实现运动过程中的反 向制动控制 2 解解 1 工艺过程要求的工艺参数液位控制的液位传感器采用差动变压器传 感器来检测液位的高低 实际应用时 浮球带动用差动变压器传感器拉杆进行 运动 然后 针对液位传感器的标准信号 通过 AD 进行液位检测 2 转速 n1 k 常数 x 转速 n2 3 采用变频电机来带动泵进行一定转速工作 这 样就可以保证两个泵按照一定比例的转速进行转动 从而保证进料比例的恒定 4 电路图如下 3 解解 1 工艺过程要求的工艺参数液位控制的液位传感器采用差动变压器传 感器来检测液位的高低 实际应用时 浮球带动用差动变压器传感器拉杆进行 运动 然后 针对液位传感器的标准信号 通过 AD 进行液位检测 2 转速 n1 k 常数 x 转速 n2 3 采用变频电机来带动泵进行一定转速工作 这 样就可以保证两个泵按照一定比例的转速进行转动 从而保证进料比例的恒定