电气控制及PLC应用期末考试试卷(含答案)

电气控制及PLC应用期末考试试卷(含答案)一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在PLC梯形图中，常闭触点与常开触点并联后，其逻辑关系为（）。A.与  B.或  C.非  D.异或答案：B2.下列关于接触器与继电器的说法正确的是（）。A.接触器只能用于小电流控制  B.继电器无灭弧装置C.接触器无辅助触点  D.继电器主触点可通断大电流答案：B3.FX3U系列PLC中，用于32位数据传送的指令是（）。A.MOV  B.DMOV  C.BMOV  D.FMOV答案：B4.在星三角降压启动控制中，电动机绕组接成星形时的线电流是接成三角形时线电流的（）。A.1/√3  B.√3  C.1/3  D.3答案：C5.下列PLC指令中，属于上升沿微分指令的是（）。A.PLS  B.PLF  C.LDP  D.LDF答案：C6.热继电器对电动机实现（）。A.短路保护  B.失压保护  C.过载保护  D.欠压保护答案：C7.在PLC中，若D100=H1234，执行“MOVD100K4Y000”后，Y007～Y000的状态为（）。A.00010010  B.00110100  C.00100110  D.00010010答案：B8.对交流电磁机构，为防止线圈断电后产生过电压，通常采取的措施是（）。A.并联RC吸收回路  B.串联续流二极管C.并联压敏电阻  D.串联热继电器答案：A9.在S71200PLC中，组织块OB1的作用是（）。A.启动组织块  B.循环扫描主程序  C.硬件中断  D.诊断中断答案：B10.下列关于PLC扫描周期的描述，错误的是（）。A.输入采样阶段读入所有输入端子状态B.程序执行阶段按从上到下、从左到右顺序扫描C.输出刷新阶段一次性刷新所有输出端子D.扫描周期与程序长短无关，仅由CPU性能决定答案：D11.在电气原理图中，表示延时闭合常开触点的图形符号是（）。A.┤├  B.┤├—|  C.┤├—|  D.┤├—|答案：B12.对一台额定电流为20A的电动机，选择熔断器额定电流应为（）。A.10A  B.20A  C.25A  D.40A答案：C13.在PLC梯形图中，若M0为内部继电器，则其线圈驱动电路（）。A.只能出现一次  B.可多次出现，最后一次有效C.可多次出现，任意次有效  D.不能出现答案：A14.下列关于PID控制的说法正确的是（）。A.积分作用可消除静差但降低系统稳定性B.微分作用对高频噪声有抑制作用C.比例系数越大系统越稳定D.积分时间越小积分作用越弱答案：A15.在FX系列PLC中，特殊继电器M8000的功能是（）。A.常ON  B.常OFF  C.1s时钟  D.初始脉冲答案：A16.对三相异步电动机进行能耗制动时，需向定子绕组通入（）。A.直流电流  B.交流电流  C.高频电流  D.零序电流答案：A17.在PLC中，若将定时器T0设定值为K100，扫描周期为10ms，则定时时间为（）。A.1s  B.10s  C.100ms  D.1000s答案：A18.下列关于ModbusRTU的描述，正确的是（）。A.采用ASCII字符帧格式  B.主从结构，主站主动发起通信C.物理层只能使用RS232  D.从站地址范围为0～255答案：B19.在电气柜中，PE母线的作用是（）。A.提供工作电源  B.提供控制电源  C.保护接地  D.屏蔽接地答案：C20.对PLC模拟量输入模块，4～20mA信号对应的内部数字量范围为0～32000，则12mA对应的数字量为（）。A.8000  B.12000  C.16000  D.20000答案：C二、多项选择题（每题2分，共10分。每题有两个或两个以上正确答案，请将所有正确选项字母填入括号内，漏选、错选均不得分）21.下列属于PLC常用编程语言的有（）。A.LD  B.FBD  C.IL  D.SFC  E.C++答案：ABCD22.造成接触器线圈过热的原因可能有（）。A.电源电压过高  B.线圈匝间短路  C.环境温度过高D.铁心卡阻  E.负载电流过大答案：ABCD23.在PLC中，可用于掉电保持的元件有（）。A.保持型定时器  B.保持型计数器  C.保持型数据寄存器D.普通输入继电器  E.普通输出继电器答案：ABC24.下列关于变频器外接端子的说法正确的有（）。A.模拟量输入可接电位器调速B.数字量输入可做多段速选择C.继电器输出可做故障报警D.0～10V与4～20mA可共存于同一端子E.所有模拟量输入都必须使用屏蔽线答案：ABCE25.在S71200中，以下组织块可用于中断处理的有（）。A.OB1  B.OB30  C.OB82  D.OB100  E.OB40答案：BCE三、填空题（每空1分，共20分）26.电动机正反转控制电路中，必须接入________和________两种电气互锁。答案：接触器常闭触点；按钮常闭触点27.PLC的I/O响应滞后时间主要由________、________和________三部分组成。答案：输入滤波时间；扫描周期；输出滞后时间28.在FX系列PLC中，执行“BINK2X000D0”指令后，D0的数值范围是________。答案：0～25529.三相异步电动机的同步转速公式为________，其中f为电源频率，p为极对数。答案：n0=60f/p30.在电气图中，文字符号“QF”表示________，“FR”表示________。答案：断路器；热继电器31.S71200PLC中，若MD10为双整数，则其占用________字节，地址范围对应________。答案：4；MB10～MB1332.对4～20mA信号，若现场断线，PLC模拟量输入端检测到的电流约为________mA，此时可判定为________故障。答案：0；断线33.在梯形图中，若要将Y0置位并保持，可使用________指令，复位时使用________指令。答案：SET；RST34.星三角启动方式适用于定子绕组额定接法为________、且电动机________较高的场合。答案：三角形；功率35.对PLC模拟量输出模块，若需输出10～+10V信号，应选择________输出类型，其负载阻抗一般不小于________kΩ。答案：双极性电压；1四、简答题（共30分）36.（封闭型，6分）说明热继电器对三相异步电动机过载保护的原理，并指出其不能替代短路保护的原因。答案：热继电器利用双金属片受热弯曲推动机构动作，当电动机过载电流持续流过热元件，双金属片弯曲位移达到设定值，常闭触点断开，切断接触器线圈回路，使电动机断电停机。其动作具有反时限特性，电流越大动作越快。由于热继电器无灭弧装置且分断能力低，无法在短时间内切断数十倍额定电流的短路电流，故不能替代熔断器或断路器提供的短路保护。37.（开放型，8分）某输送线采用PLC控制，要求：①按下启动按钮后，电机M1先运行5s，再启动M2；②M2运行10s后停止M1；③任何时候按下停止按钮，M1、M2立即全部停止；④具有短路、过载、失压保护。请设计完整的电气原理图（含主电路、控制电路、PLCI/O分配），并说明PLC程序流程。答案：主电路：三相电源→断路器QF→接触器KM1→热继电器FR1→电机M1；并联支路接触器KM2→热继电器FR2→电机M2；各加热继电器常闭触点串入控制回路。控制电路：PLC输出继电器Q0.0驱动KM1，Q0.1驱动KM2；KM1、KM2线圈回路分别串入FR1、FR2常闭触点；控制回路电源经熔断器FU2取自L1。I/O分配：输入：I0.0启动按钮（常开），I0.1停止按钮（常闭），I0.2FR1，I0.3FR2。输出：Q0.0KM1，Q0.1KM2。程序流程：①上电初始化，检测FR正常；②若I0.0上升沿且I0.1未按下，SETQ0.0，启动T37定时5s；③T37到，SETQ0.1，启动T38定时10s；④T38到，RSTQ0.0；⑤任意时刻I0.1断开或FR动作，RSTQ0.0、Q0.1，急停。梯形图略（考试现场绘制）。38.（封闭型，6分）写出S71200PLC实现单按钮启停控制的梯形图逻辑，并说明每段网络功能。答案：网络1：检测I0.0上升沿，置位M10.0（单脉冲）。网络2：若M10.0为1，则对Q0.0取反（使用XOR或MOVE指令）。网络3：复位M10.0。功能：第一次按下I0.0，Q0.0置1；第二次按下，Q0.0置0，实现单按钮交替启停。39.（开放型，10分）某恒压供水系统采用PLC+变频器+压力传感器构成闭环，要求出口压力稳定在0.4MPa。请说明：（1）传感器选型及信号类型；（2）PLCPID功能块调用步骤；（3）变频器参数设置要点；（4）系统调试流程。答案：（1）选用0～0.6MPa、4～20mA输出的扩散硅压力变送器，精度0.5级，供电24VDC，螺纹接口G1/2。（2）PLC侧：在TIAPortal中插入PID_Compact指令，配置反馈为IW64（4～20mA对应0～32000），设定值写入Setpoint=21333（0.4MPa对应量程比例），输出Output写入QW80（0～32000对应0～50Hz）。自整定前确保管路满水、阀门全开。（3）变频器：设P0700=2（端子启停），P1000=755.0（模拟量1给定），P0756=2（4～20mA），P1080=20Hz（最低频率），P1120=5s（加速），P1121=5s（减速），P1300=0（线性V/f）。（4）调试：①手动模式校验传感器线性；②自动模式启动PID自整定，观察压力超调<5%；③逐步关小出水阀门，验证稳态误差<0.01MPa；④模拟缺水（传感器断线），PLC应在2s内报警并停变频器；⑤长时间运行记录，观察泵无振荡、无共振。五、综合应用题（共40分）40.（计算+分析，20分）一台三相异步电动机，额定功率Pe=15kW，额定电压Ue=380V，额定效率η=0.92，额定功率因数cosφ=0.85，拟采用星三角启动。已知：（1）电网允许最大启动电流为额定电流的4.5倍；（2）星形接法启动转矩为额定转矩的0.35倍；（3）负载静转矩为额定转矩的0.3倍。请计算：①额定电流Ie；②星形启动电流IstY；③三角形直接启动电流IstΔ；④判断星三角启动能否带载启动；⑤若不能，给出两种可行改进方案并定量说明。答案：①Ie=Pe/(√3×Ue×η×cosφ)=15000/(1.732×380×0.92×0.85)≈29.1A②IstY=(1/3)IstΔ；先求IstΔ=7×Ie=203.7A（典型值），则IstY=67.9A③IstΔ=203.7A④启动转矩校核：星形启动转矩TstY=0.35Tn，负载转矩TL=0.3Tn，因TstY>TL，理论上可带载启动；但考虑电压波动10%，TstY降至0.35×0.81Tn≈0.28Tn<0.3Tn，故不能可靠启动。⑤改进方案：方案A：改用自耦变压器启动，抽头65%，启动电流0.65²×IstΔ=0.42×203.7=85.6A<4.5×29.1=131A，满足电网要求；启动转矩0.65²×1.2Tn=0.51Tn>0.3Tn，可带载。方案B：采用软启动器，限流2.5倍Ie=72.8A，启动转矩平方关系，Tst≈(2.5/7)²×1.2Tn=0.18Tn，不足；改为限流3.5倍Ie=102A，Tst≈(3.5/7)²×1.2Tn=0.3Tn，边际合格；同时加大软启动转矩提升，补偿后Tst≈0.4Tn，满足。41.（综合设计，20分）某自动分拣线如图：传送带A将包裹送至称重台，称重稳定后，若重量在500～1000g范围内，启动传送带B将包裹送入合格通道；否则启动传送带C送入剔除通道。系统配置：（1）称重传感器0～2000g对应4～20mA，PLC模拟量输入IW64；（2）光电开关I0.2检测包裹到位；（3）变频器驱动传送带A、B、C，速度可调；（4）触摸屏可显示当前重量、合格/剔除计数、运行状态。任务：①完成PLCI/O分配表；②编写梯形图程序（核心逻辑即可）；③计算称重值转换公式，并说明滤波算法；④设计触摸屏画面草图（文字描述即可）；⑤给出系统调试步骤及常见故障排查表。答案：①I/O分配：输入：I0.0启动按钮；I0.1停止按钮；I0.2包裹到位光电；IW64称重模拟量；I0.3传送带A运行反馈；I0.4传送带B运行反馈；I0.5传送带C运行反馈。输出：Q0.0传送带A启动；Q0.1