《电气控制与PLC》试卷及答案4套

第1页共22页××××高等职业技术学校××××-××××学年第×学期×高职电《电气控制与PLC》期中试卷（A卷）班级:姓名:得分:题号一二三四五总分得分评阅人一、填空题（每空1分，共20分）1.常用的电气控制系统图有电气原理图、电气布置图与安装接线图三种。2.电动机常用的保护环节有过载、短路、过电压、失电压、欠电压保护等。3.可编程序控制器主要有中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、电源等组成。4.PLC的输入/输出继电器采用二进制进行编号，其它所有软元件均采用十进制进行编号。5.说明下列指令意义：RST复位指令ORB串联电路块并联指令SET置1指令MC主控指令6.PLC工作过程是周期循环扫描过程，每一个扫描周期有如下三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。二、单项选择题（每题2分，共10分）1．采用星形－三角降压起动的电动机，正常工作时定子绕组接成（B）。A．角形B．星形C．星形或角形D．定子绕组中间带抽头2．欲使接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，需要（C）。A．在KM1的线圈回路中串入KM2的常开触点B．在KM1的线圈回路中串入KM2的常闭触点C．在KM2的线圈回路中串入KM1的常开触点D．在KM2的线圈回路中串入KM1的常闭触点3.三相异步电动机Y-降压起动时，其起动转矩是全压起动转矩的（A）倍。A．B．C．D．不能确定4．下列哪个控制电路能正常工作(B)。5.PLC的工作方式是（D）。A、等待工作方式B、中断工作方式C、扫描工作方式D、循环扫描工作方式三、判断题（要给出正确和错误的标志符号，如“√”或“×”，答案填在题干后面的括号内，每小题2分，共10分）1．安装图中，不画电器元件的实际外形图，而采用国家统一规定的电气图形符号。（×）2．电气原理图中，同一电器元件的各部分不必画在一起。（√）3．电动机正反转控制电路为了保证起动和运行的安全性，要采取电气上的互锁控制。（√）4．制动就是给电动机一个与转动电压相反的电压使它迅速停转。（×）5．能耗制动比反接制动所消耗的能量小，制动平稳。（√）四、简答题（每题6分，共24分）1．电动机正反转电路中，要实现直接由正转变反转，反转直接变正转，其控制要点在何处？（6分）答：电动机正反转电路中，要实现直接由正转变反转，反转直接变正转，是因为电路具有双重互锁控制。按钮互锁触头可实现先断开正在运行的电路，再接通反向运转电路。使两个接触器不能同时工作。2.试找出图中各控制电路的错误，这些错误会出现何现象？应如何改正？（6分）答：a)接触器线圈不能得电工作；b)不能自锁；c)不能自锁d)SB2不起控制作用；e)不能换向；f)不能实现互锁、SB2不起作用；g)SB2不起作用、不按下SB3时KM一直工作。3.熔断器为什么一般不用作过载保护？（6分）答：熔断器主要用于短路保护和严重过载保护，只有当线路电流达到熔断器熔断短路一定的时间后，熔断器才熔断，而一般的过载电流远远小于熔断电流，熔断器不会熔断，不能起到过载保护的作用。4．简述PLC系统程序的调试方法及步骤。（6分）答：PLC程序的调试可分为模拟调试和现场调试两个调试过程，首先用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。（2分）然后，将设计好的用户程序写入PLC后，逐条仔细检查，在实验室模拟调试；（2分）最后，到现场调试，PLC系统的现场调试方法有信号模拟、信号监视、寻找/替换与换线、变量监控与修改、强制输出/输入等。（2分）五、综合设计题（6分+13分+17分，共36分）1.按下按钮X1后，YO接通并保持，5s后Y1接通，按下按钮X0后，Y0、Y1同时断开，试设计其梯形图程序。（6分）解：其梯形图程序如下：2.以下为两台电动机顺序起动联锁控制电路原理图，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。解：输入输出接线图如下：（5分）梯形图如下：（8分）3.以下为电动机自动循环控制电路原理图，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。（17分）电动机自动循环控制电路原理图解:输入输出接线图如下（5分）：梯形图如下（7分）：对应的指令程序如下（5分）：××××高等职业技术学校××××-××××学年第×学期×高职电《电气控制与PLC》期中试卷（B卷）班级:姓名:得分:题号一二三四五总分得分评阅人一、填空题（每空2分，共20分）1.低压断路器是一种既有手动开关作用，又能自动进行短路、过载、欠压、失压保护的开关电器。2.交流接触器主要有电磁系统、触头系统、灭弧装置和绝缘外壳及附件组成。3.主令电器是用来接通、断开控制电路，以发布命令、或对生产过程作程序控制的开关电器。4.在三相笼式异步电动机的Y-△起动控制电路中，电动机定子绕组接为Y型是为了实现电动机的降压起动。3.PLC的输出形式有继电器、晶闸管（可控硅）、晶体管。5.PLC常用的编程语言有指令、顺序功能图（SFC）、梯形图、功能块图（FBD）和结构文本（ST）。6.说明下列指令意义：ANB并联电路块串联指令LD取指令MPP出栈指令SET置1指令二、单项选择题（每题2分，共10分）1．用来表明电机、电器实际位置的图是(B)。A．电气原理图B．电器布置图C．功能图D．电气系统图2．Y-△起动，起动时先把它改接成星形，使加在绕组上的电压降低到额定值的(C)。A．1/2B．1/3C．1/D．以上都不是3．电机正反转运行中的两接触器必须实现相互间(A)。A．联锁B．自锁C．禁止D．记忆4.下列那种PLC属于三菱PLC（B）A、QuantumB、FX2NC、FP0D、S7-2005.OUT指令对于（A）是不能使用的A、输入继电器 B、输出继电器C、辅助继电器D、状态继电器三、判断题（要给出正确和错误的标志符号，如“√”或“×”，答案填在题干后面的括号内，每小题1分，共5分）1．电路图中，不画电器元件的实际外形图，而采用国家统一规定的电气图形符号。（√）2．电气接线图中，同一电器元件的各部分不必画在一起。（×）3．电气原理图中所有电器的触点都按没有通电或没有外力作用时的开闭状态画出。（√）4．当改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机三相电源进线中的三根线对调接线时，电动机就可以反转。（×）5．PLC的工作方式是扫描工作方式。（×）四、简答题（每题6分，共24分）1.电动机点动控制与连续运转控制的关键控制环节是什么？其主电路又有何区别（从电动机保护环节设置上分析）？（6分）答：电动机点动控制与连续运转控制的关键控制环节在于有无自锁电路，该电路是用电动机起动接触器的常开辅助触头并接在起动按钮常开触头两端构成。有自锁电路为连续运转，无自锁电路为点动控制。对于点动控制的电动机主电路中不用接热继电器，即无需长期过载保护。2.分析下图两种顺序联锁控制电路工作原理，试总结其控制规律？（6分）答：（b）图为顺序起动的控制电路。实现了M1先起动，M2再起动，达到顺序起动，同时停止的目的。（c）图为按顺序起动与停止的控制电路。不仅能实现M1、M2顺序起动，还达到M2先停，M1后停的要求。3．接触器的线圈额定电流和额定电压与接触器的额定电流和额定电压有何区别？（6分）答：接触器的线圈的额定电压标注在线包上，与控制回路的电压一致，其额定电流为额定电压下流过线圈的电流；（2分），而接触器的额定电压标注在铭牌上，与主回路的电压一致，其额定电流大于主回路电流。4.PLC与继电器控制的差异是什么？（6分）答：PLC与继电器控制的差异是：(1)组成器件不同。PLC是采用软继电器，J-C采用硬件继电器等元件。（2分）(2)触点数量不同。PLC触点可无限使用，J-C触点是有限的。（2分）(3)实施的控制方法不同。PLC采用软件编程解决，J-C是采用硬件接线解决。（2分）五、画图设计题（8分+12分+16分，共36分）1.如下图所示。按下按钮X0后Y0为ON并自保持，到定时5s后，用C0对输入的脉冲进行计数，计满4个脉冲后，Y0变为OFF，同时CO复位，在PLC开始执行程序后，CO也被复位，试设计其梯形图程序。（8分）答：对应的梯形图如下：2.下图是两台三相异步电动机顺序起动控制的继电器控制原理图，假设两电机起动间隔30S，请采用PLC实现其控制，要求设计外围PLC接线图（4分）,编制梯形图（8分）。解：PLC接线图梯形图如下：3.某生产线上有一台三相感应电机，其额定数据为：,,△接法，,起动时需切换为Y接法，试设计：（1）其电气主回路（5分）；（2）PLC控制接线图（5分）；（3）并画出其梯形图（6分）。解：（1）电机Y/△降压起动主回路如下：（2）Y/△降压起动PLC控制的接线图如下：Y/△降压起动PLC控制的梯形图如下：××××高等职业技术学校××××-××××学年第×学期×高职电《电气控制与PLC》期末试卷（A卷）班级:姓名:得分:题号一二三四五总分得分评阅人一、填空题（每空1分，共20分）1.PLC步进状态主要有：单流程结构、并列性结构、选择性结构三种结构。2.功能指令可处理16位和32位的数据。3.在FX系列的PLC中，辅助继电器又分为三类通用辅助继电器、断电保持辅助继电器、特殊辅助继电器。4.只有0、1两种状态的元件是位元件；内部是用来存储一个常数，记录数据的元件是字元件；将以一定数目、顺序连续排列的位元件组合表示是组合位元件。5.说明下列指令意义。FEND主程序结束指令、CJ条件转移指令、CMP比较指令、ADD二进制加法指令、ROR循环右移指令、SFTL位左移指令。6.变频器按变换环节分为交—交变频器和交—直—交变频器。7.指令DIVK100K30D10的含义是100除以30的商放在D10，余数放在D11、D12二、单项选择题（每题2分，共10分）1．下列那种PLC属于三菱PLC（B）A、QuantumB、FX2NC、FP0D、S7-2002．助记符后附的（B）表示脉冲执行A、（D）符号B、（P）符号C、（V）符号D、（Z）符号3.PLC的输出方式为晶体管型时，它适用于（C）负载。A、感性 B、交流 C、直流 D、交直流4.M0—M15中，M0，M3数值都为1，其它都为0，那么，K4M0数值（B）A、10 B、9 C、11 D、125.M8013的脉冲输出周期是（D）。A、5秒； B、13秒； C、10秒； D、1秒。三、判断题（要给出正确和错误的标志符号，如“√”或“×”，答案填在题干后面的括号内，每小题2分，共10分）1.功能状态流程图（SFC）中，每一步都必须设置负载。（×）2.多台变频器安装在同一控制柜内，每台变频器必须分别和接地线相连。（√）3.在采用外控方式时，应接通变频器的电源后，再接通控制电路来控制电动机的起、停。（√）4.FX2N的步进专用指令STL指步进结束；而RET代表步进开始。（×）5.PLC的输出方式为晶体管型时，它适用于交流负载。（×）四、简答题（每题6分，共24分）1.简述PLC系统设计的基本原则。（6分）答：在PLC系统设计时应注意以下基本原则：最大限度地满足被控对象的控制要求；在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单经济，使用和维护方便；保证系统的安全、可靠；考虑以后技术改造和工艺需求，在设计系统时应考虑冗余。2.变频器常用的控制方式有哪些？（6分）答：控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等；通用型变频器基本上都采用U/f控制方式。3.简述PLC系统设计的主要内容。（6分）答：（1）拟订控制系统设计的技术条件（2）选择用户输入设备、输出设备以及由输出设备驱动的控制对象（3）PLC的选型（4）分配I/O点（5）设计控制程序（6）设计操作站、电器柜、及非标准电器元部件（7）编制控制系统的技术文件，包括说明书、电器图、电器元件明细表等。4.根据以下功能状态流程图，写出指令。（6分）X0M8002X0M8002S1Y1S0Y0S2X2Y2X1解：根据功能状态流程图，相应的指令如下：LDM8002OUTY1RETSETSOLDX1STLS0SETS2OUTY0STLS2LDX1OUTY2SETS1LDX2STLS1OUTSO五、综合设计题（16分+20分，共36分）1.依据控制要求实现变频器控制电动机的正反转，请绘制变频器所设置的参数功能表及其接线图。（6分）控制要求如下：（1）正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流、额定功率、额定转速。（5分）（2）通过外部端子控制电机启动/停止、正转/反转，按下按钮“S1”电机正转，按下按钮“S2”电机反转。（2分）（3）运用操作面板改变电机启动的点动运行频率和加减速时间。（3分）解：参数功能表如下：序号变频器参数出厂值设定值功能说明P15050上限频率(50Hz)P200下限频率(0Hz)P7510加速时间（10S）P8510减速时间（10S）P900.35电子过电流保护(0.35A)P16099990扩张功能显示选择P7903操作模式选择P1796161STR反向启动信号注:设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值变频器外部接线图如下：2.如下图所示为一辆自动控制小车运动的示意图。设小车在最左端，（X001闭合），当按下启动按钮（X000闭合），小车自动循环工作，若按下停止按钮（X005）,小车停止运行。（1）要求画出功能图（8分）。（2）画出梯形图（8分）。（3）写出指令表（4分）。解：（1）顺序功能图如下：（2）画出梯形图如下：（3）写出指令表如下：××××高等职业技术学校××××-××××学年第×学期×高职电《电气控制与PLC》期末试卷（B卷）班级:姓名:得分:题号一二三四五总分得分评阅人一、填空题（每空2分，共20分）1.功能状态流程图中，双框用在初始步，单框用在普通步。2.PLC编程中，K23代表十进制常数23；H2代表十六进制常数2。MOVK10K1Y0ENDX13.如图示：若闭合X1，则Y3Y2Y1Y0中Y1、MOVK10K1Y0ENDX14.变频器供电电源异常表现的形式有缺相、电压波动和瞬间停电。5.变频器按电压的调制方式分为脉宽调制[SPWM]变频器和脉幅调制[PAM]变频器两种。6.M0—M15中，M0，M3数值都为1，其它都为0，那么，K4M0数值为9。7.M8013的脉冲输出周期是1秒。8.说明下列指令意义。CALL子程序调用指令、ZCP区间比较指令、SUB二进制减法指令、RET步进结束指令、ROL循环左移指令、SFTR位右移指令9.指令ADDD10D20D30的含义是D10加上D20是和传送到D30中二、单项选择题（每题2分，共10分）1.PLC的输出方式为晶闸管型时，它适用于（B）负载。A、感性 B、交流 C、直流 D、交直流2.M8013是归类于（C）A、普通继电器B、计数器C、特殊辅助继电器D、高速计数器3.C235～C255是归类于（D）A、8位计数器B、16位计数器C、32位计数器D、高速计数器4.FX系列PLC中，32位加法指令应用（A）A、DADDB、ADDC、SUBD、MUL5.FX系列PLC中，位右移指令应用（C）A、DADDB、DDIVC、SFTRD、SFTL三、判断题（要给出正确和错误的标志符号，如“√”或“×”，答案填在题干后面的括号内，每小题1分，共5分）1.变频器的接地必须与动力设备的接地点分开，不能共地。（√）2.加速时间是指工作频率从0HZ上升至最大频率所需要的时间。（×）3.基本参数是变频器根据选用的功能而需要预置的参数。（×）4.在采用外控方式时，应接通变频器的电源后，再接通控制电路来控制电动机的起、停。（√）5.FX2N的步进专用指令STL指步进开始；而RET代表步进结束。（√）四、简答题（6分+5分+5分+8分，共24分）1.简述PLC程序设计的步骤是什么？（6分）答：PLC程序设计的步骤为：（1）分析了解被控对象的工艺条件和控制要求，明确控制任务；（2）选择PLC的类型；（3）分配I/O点数；（4）设计控制系统梯形图；（5）将梯形图转换成指令语句；（6）输入调试程序；（7）固化程序2.什么是PWM技术？（5分）答：（1）PWM脉宽调制技术，是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列脉幅值相等而宽度不等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。3．步进状态图中普通步的步号设置规则是？（5分）答：步号范围为：S20—S899；步进序号可以连续也可以跳跃；步进序号由上到下必须是由小到大，不可以由大到小。4.根据以下的PLC指令，写出对应的步进梯形图。（8分）LDM8002 OUTT1 K20 K30SETS0 K10 LDT2 LDT3STLS0 LDT1 SETS23 OUTS0OUTY0 SE