电气控制技术与PLC应用(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案

电气控制技术与PLC应用(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案一、选择题1.下列低压电器中，用于过载保护的是（）A.熔断器B.热继电器C.接触器D.按钮答案：B。熔断器主要用于短路保护；热继电器是利用电流的热效应原理来工作的，常用于电动机的过载保护；接触器用于频繁地接通和分断交直流主电路和大容量控制电路；按钮是一种手动操作的主令电器。2.PLC中最基本的编程语言是（）A.梯形图语言B.指令表语言C.功能块图语言D.顺序功能图语言答案：A。梯形图语言是PLC中最常用、最基本的编程语言，它与传统的继电器控制电路有相似之处，易于理解和掌握；指令表语言类似于计算机汇编语言；功能块图语言以功能块为单位来表示控制逻辑；顺序功能图语言用于描述顺序控制系统。3.在三相异步电动机的正反转控制电路中，为了防止两相电源短路事故，通常采用（）A.自锁B.互锁C.联锁D.过载保护答案：B。互锁是指在正反转控制电路中，利用接触器的常闭辅助触点互相控制，防止两个接触器同时吸合造成电源短路；自锁是使接触器线圈持续通电的控制方式；联锁是指多个控制环节之间的相互制约关系；过载保护是防止电动机因过载而损坏。4.以下关于PLC的I/O接口说法错误的是（）A.输入接口用于接收外部信号B.输出接口用于向外部负载输出信号C.输入接口只能接收开关量信号D.输出接口有继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出等类型答案：C。输入接口不仅可以接收开关量信号，也可以接收模拟量信号；输入接口用于接收外部设备的信号，输出接口用于向外部负载输出控制信号；输出接口有继电器输出（适用于交直流负载）、晶体管输出（响应速度快，适用于直流负载）和晶闸管输出（适用于交流负载）等类型。5.定时器T37的定时时间为（）A.当前值×分辨率B.设定值×分辨率C.当前值÷分辨率D.设定值÷分辨率答案：B。定时器的定时时间等于设定值乘以分辨率，当前值是定时器在计时过程中的实时数值。二、判断题1.交流接触器的线圈可以同时接到交流电源和直流电源上。（）答案：错误。交流接触器的线圈是根据交流电源的特性设计的，若接到直流电源上，由于直流没有感抗，线圈会因电流过大而烧毁；同理，直流接触器线圈也不能接到交流电源上。2.PLC的扫描周期主要取决于程序的长短和CPU的运算速度。（）答案：正确。PLC采用循环扫描工作方式，扫描周期包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，程序越长，CPU执行程序所需时间越长，扫描周期也就越长，同时CPU的运算速度也会影响扫描周期。3.热继电器的动作电流整定值是固定不变的。（）答案：错误。热继电器的动作电流整定值可以根据电动机的额定电流进行调整，以实现对不同额定电流电动机的过载保护。4.在PLC编程中，常闭触点的逻辑关系是当该触点对应的输入信号为“0”时，触点闭合。（）答案：正确。在PLC的逻辑运算中，常闭触点的状态与输入信号相反，当输入信号为“0”时，常闭触点闭合；当输入信号为“1”时，常闭触点断开。5.三相异步电动机的调速方法只有变极调速一种。（）答案：错误。三相异步电动机的调速方法有多种，包括变极调速、变频调速和改变转差率调速（如调压调速、绕线转子异步电动机串电阻调速等）。三、简答题1.简述电气控制系统图的分类及各自的作用。答案：电气控制系统图主要分为电气原理图、电气安装接线图和电气布置图。-电气原理图：用于详细表示电气控制系统的工作原理，它不考虑电气设备的实际安装位置和外形尺寸，只按照功能关系将各电气元件用图形符号和文字符号表示出来，便于分析和设计电路。-电气安装接线图：主要用于指导电气设备的安装和接线，它标注了各电气元件的实际安装位置、接线方式和接线端子的编号等信息，是实际安装和检修电气设备的重要依据。-电气布置图：用于表示电气设备中各元件的安装位置和相互之间的布局关系，为电气设备的整体布局和安装提供参考。2.说明PLC的工作原理。答案：PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程主要包括以下三个阶段：-输入采样阶段：PLC在这个阶段读取所有输入端子的状态，并将其存入输入映像寄存器中。在本扫描周期内，输入映像寄存器中的内容不会随外部输入信号的变化而改变。-程序执行阶段：PLC按照用户程序的顺序，从第一条指令开始依次执行，根据输入映像寄存器和其他元件映像寄存器的状态进行逻辑运算，并将运算结果存入相应的元件映像寄存器中。-输出刷新阶段：在程序执行完毕后，PLC将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器，通过输出端子驱动外部负载。之后，PLC又回到输入采样阶段，开始下一个扫描周期。3.简述三相异步电动机的制动方法及特点。答案：三相异步电动机的制动方法主要有机械制动和电气制动两大类。-机械制动：常用的是电磁抱闸制动，其特点是制动可靠，能准确定位，但制动过程中会产生较大的冲击和噪声，适用于要求准确停车和防止电动机在停车时因外力作用而转动的场合，如起重机、电梯等。-电气制动：-反接制动：制动迅速，但制动电流大，能量损耗大，制动冲击力也较大，一般需要在定子电路中串入电阻来限制制动电流。适用于要求快速停车且制动不频繁的场合。-能耗制动：制动平稳，能量损耗相对较小，但制动效果不如反接制动，制动速度较慢。适用于要求制动平稳、准确的场合，如磨床、铣床等。-回馈制动：当电动机的转速高于同步转速时，电动机将机械能转换为电能回馈给电网，制动过程中能回收能量，较为经济，但只能在特定的条件下实现制动，如起重机的重物下降过程。四、编程题1.设计一个用PLC控制的三相异步电动机星-三角降压启动控制程序。要求：按下启动按钮，电动机先以星形接法启动，经过一定时间后自动转换为三角形接法运行；按下停止按钮，电动机停止运行。答案：以下以西门子S7-200PLC为例，采用梯形图语言编写程序。-I/O分配：-输入：启动按钮I0.0，停止按钮I0.1。-输出：星形接触器Q0.0，三角形接触器Q0.1。-程序思路：-按下启动按钮I0.0，星形接触器Q0.0得电，电动机以星形接法启动，同时定时器T37开始计时。-当定时器T37计时时间到，星形接触器Q0.0失电，三角形接触器Q0.1得电，电动机转换为三角形接法运行。-按下停止按钮I0.1，星形接触器Q0.0和三角形接触器Q0.1都失电，电动机停止运行。-梯形图程序如下：|网络1：启动控制||----||LDI0.0<br>OM0.0<br>ANI0.1<br>=M0.0||网络2：星形启动||----||LDM0.0<br>ANT37<br>=Q0.0||网络3：定时器计时||----||LDQ0.0<br>TONT37,300;设定定时时间为30s（假设分辨率为100ms）||网络4：三角运行||----||LDT37<br>=Q0.1|五、分析题1.分析下图所示的电气控制电路，说明其工作原理。（此处假设给出一个简单的电动机正反转控制电路，包含两个接触器KM1、KM2，正转按钮SB1，反转按钮SB2，停止按钮SB3）答案：-正转控制：按下正转按钮SB1，接触器KM1的线圈通电，KM1的主触点闭合，电动机接通正相序电源，开始正转运行。同时，KM1的常开辅助触点闭合，实现自锁，即使松开SB1，KM1线圈仍能保持通电状态。-反转控制：按下反转按钮SB2，接触器KM2的线圈通电，KM2的主触点闭合，电动机接通反相序电源，开始反转运行。同样，KM2的常开辅助触点闭合，实现自锁。-互锁保护：为了防止KM1和KM2同时吸合造成电源短路，在KM1线圈电路中串联了KM2的