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2分，共20分）1.在电气控制线路中，接触器的文字符号是（）。A.FUB.KMC.KAD.FR答案B解析FU为熔断器，KM为接触器，KA为中间继电器，FR为热继电器。2.PLC的扫描工作方式中，每个扫描周期按照（）的顺序进行。A.输出采样→程序执行→输入刷新B.输入采样→程序执行→输出刷新C.程序执行→输入采样→输出刷新D.输入刷新→输出采样→程序执行答案B解析PLC采用循环扫描工作方式，每一扫描周期依次完成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。3.三相异步电动机的降压起动方法不包括（）。A.定子串电阻降压起动B.星形—三角形降压起动C.自耦变压器降压起动D.转子串电阻降压起动答案D解析转子串电阻起动属于绕线式异步电动机的起动方法，不属于笼型异步电动机的降压起动方法。降压起动方法有定子串电阻、星形—三角形、自耦变压器及软起动等。4.下列哪个不是PLC的输出接口类型？（）A.继电器输出B.晶体管输出C.双向晶闸管输出D.电阻输出答案D解析PLC输出接口常见类型有继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出，没有电阻输出类型。5.在三相异步电动机正反转控制电路中，为避免主电路电源相间短路，应采用（）。A.自锁控制B.互锁控制C.点动控制D.顺序控制答案B解析正反转控制电路中，若正转接触器和反转接触器同时闭合，主电路将发生两相短路。因此必须设置互锁（电气互锁和机械互锁），确保两个接触器不会同时得电。6.三菱FX系列PLC中，定时器的编号是（）。A.XB.YC.TD.C答案C解析X为输入继电器，Y为输出继电器，T为定时器，C为计数器。7.下列指令中，属于PLC基本逻辑指令的是（）。A.LDB.MOVC.ADDD.INC答案A解析LD（取）为基本逻辑指令；MOV（传送）、ADD（加法）、INC（加一）均为应用指令。8.热继电器主要用于电动机的（）保护。A.短路B.过载C.失压D.欠压答案B解析热继电器利用电流热效应原理工作，主要用于电动机的过载保护。短路保护由熔断器或断路器完成。9.关于PLC梯形图编程规则，下列说法错误的是（）。A.梯形图左、右两侧必须有母线B.输出线圈可以并联，不能串联C.同一编号的输出线圈可在程序中出现多次D.触点可以串联，也可以并联答案C解析同一编号的输出线圈（如Y0）在梯形图中只能使用一次，否则会发生双线圈输出错误，但同一触点可以在程序中出现多次。10.下列哪种方法不能用于PLC程序调试？（）A.模拟调试B.空载调试C.带载调试D.修改PLC内部接线答案D解析PLC程序调试通常包括模拟调试、空载调试和带载调试。修改PLC内部接线属于硬件改动，不属于程序调试方法。二、填空题（每空1分，共20分）1.低压电器通常是指工作在交流电压___V以下或直流电压___V以下的电器。答案1200；15002.接触器主要由___、_、___三大部分组成。答案电磁系统；触头系统；灭弧系统3.PLC的基本结构包括CPU、___、_、___及编程设备等。答案存储器；输入/输出接口（I/O接口）；电源4.三菱FX系列PLC中，输入继电器采用十进制编号，其编号范围为___，输出继电器编号范围为___。答案X0～X267（八进制编号，即X0～X7、X10～X17…）；Y0～Y267（八进制编号）解析FX系列PLC输入/输出继电器均按八进制编号，如X0～X7、X10～X17等。5.三相异步电动机的制动方法可分为___制动和___制动两大类。答案机械；电气6.电气控制系统中，常用的保护环节有短路保护、___、___、失压保护等。答案过载保护；欠压保护7.三菱FX系列PLC中，辅助继电器M分为普通辅助继电器、___辅助继电器和___辅助继电器。答案断电保持（锁存）；特殊8.在PLC梯形图中，线圈不能直接接在左母线上，必须有_____作为其导通条件。答案触点（或输入条件）9.PLC的编程语言中，___是最常用、最直观的图形编程语言，___是一种类似汇编语言的助记符编程语言。答案梯形图；指令表（语句表）10.定时器T0若为100ms定时器，其设定值为K50，则定时时间为_____s。答案5解析定时时间=设定值×定时单位=50×100ms=5000ms=5s。三、简答题（每题6分，共24分）1.简述接触器与继电器的区别。答案(1)用途不同：接触器主要用于控制主电路，实现对负载（如电动机）的通断控制；继电器主要用于控制电路，实现信号的传递、放大和转换。(2)触头不同：接触器触头容量大，有主触头和辅助触头之分，且设有灭弧装置；继电器触头容量小，无主辅之分，一般无灭弧装置。(3)结构不同：接触器体积较大，电磁机构专为频繁操作设计；继电器体积较小，动作灵敏度高。(4)控制对象不同：接触器直接控制大电流负载；继电器一般用于小电流控制电路或作为中间放大元件。2.简述PLC的工作原理及扫描周期的含义。答案PLC采用循环扫描的工作方式。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条执行用户程序，直至程序结束，然后重新返回第一条指令开始下一轮扫描，如此周而复始。一个扫描周期包括三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。(1)输入采样阶段：PLC依次读取所有输入端子状态，存入输入映像寄存器。(2)程序执行阶段：CPU按先左后右、先上后下的顺序逐条执行用户程序，运算结果存入输出映像寄存器。(3)输出刷新阶段：将输出映像寄存器的内容一次性传送到输出锁存器，驱动外部负载。扫描周期即为完成一次上述全过程所需的时间，其大小主要取决于程序长度和CPU执行速度。3.画出三相异步电动机单向连续运转控制电路（主电路和control电路），并说明其控制过程。答案主电路：电源L1、L2、L3经QS（刀开关）→FU（熔断器）→KM（接触器主触头）→FR（热继电器热元件）→电动机M。控制电路：L1→FR常闭触点→SB1（停止按钮，常闭）→SB2（起动按钮，常开）与KM常开辅助触点并联→KM线圈→L2。控制过程：(1)起动：按下SB2，KM线圈得电，主触头闭合，电动机起动运行；同时KM常开辅助触点闭合，与SB2并联形成自锁。松开SB2后，KM线圈经自身常开触点继续得电，电动机保持连续运转。(2)停止：按下SB1，KM线圈失电，主触头断开，电动机停止；同时KM自锁触点断开，解除自锁。(3)保护：电动机过载时，FR热元件动作，其常闭触点断开，KM线圈失电，电动机停转，实现过载保护；电源失电时，KM线圈失电，自锁触点断开，恢复供电后不会自行起动，实现失压保护。4.简述PLC与继电器控制系统相比具有哪些优点。答案(1)通用性强，灵活性好。只需修改用户程序即可改变控制功能，硬件改动小。(2)可靠性高，抗干扰能力强。采用大规模集成电路，内部无触点，平均无故障时间长。(3)编程简单，使用方便。采用梯形图等图形化编程语言，与继电器电路图相近，易于学习和掌握。(4)功能强大。除逻辑控制外，还可实现定时、计数、顺序控制、数据处理、模拟量控制和通信联网等功能。(5)体积小，功耗低，安装维护方便。(6)可在线修改程序，调试方便，缩短设计施工周期。四、分析设计题（共36分）1.（本题12分）某三相异步电动机要求实现两地起动、两地停止控制。试设计其电气控制电路（画出控制电路图即可），并说明工作过程。答案两地控制即分别在甲、乙两个地点都能对电动机进行起动和停止操作。控制电路设计如下：（设甲地起动按钮为SB2、停止按钮为SB1；乙地起动按钮为SB4、停止按钮为SB3）L1→FR常闭触点→SB1（甲地停止，常闭）→SB3（乙地停止，常闭）→SB2（甲地起动，常开）与KM常开辅助触点并联→SB4（乙地起动，常开）与上述并联支路再并联→KM线圈→L2工作过程：(1)甲地起动：按下SB2，KM线圈得电，主触头闭合，电动机起动，KM常开辅助触点闭合形成自锁。松开SB2，电动机继续运转。(2)乙地起动：按下SB4，KM线圈得电，电动机起动，KM自锁触点闭合。松开SB4，电动机继续运转。(3)甲地停止：按下SB1，KM线圈失电，电动机停止。(4)乙地停止：按下SB3，KM线圈失电，电动机停止。解析两地起动的实现方式：将SB2与SB4的常开触点并联后再与KM自锁触点并联，任一处按下起动按钮均可接通KM线圈。两地停止的实现方式：将SB1与SB3的常闭触点串联在控制回路中，任一处按下停止按钮均可切断KM线圈回路。2.（本题12分）用三菱FX系列PLC设计一个电动机正反转控制程序。要求：具有正转、反转、停止三个按钮；正转与反转之间必须有互锁；具有过载保护。请写出I/O分配表、梯形图程序，并说明工作过程。答案I/O分配表：输入元件输入编号输出元件输出编号SB1（停止按钮，常闭）X0KM1（正转接触器）Y0SB2（正转按钮，常开）X1KM2（反转接触器）Y1SB3（反转按钮，常开）X2FR（热继电器常闭触点）X3梯形图程序（指令表形式）：0LDX1；正转起动信号

1ORY0；正转自锁

2ANIX0；停止信号（常闭）

3ANIY1；反转互锁

4ANIX3；过载保护（FR常闭）

5OUTY0；正转输出

6LDX2；反转起动信号

7ORY1；反转自锁

8ANIX0；停止信号（常闭）

9ANIY0；正转互锁

10ANIX3；过载保护（FR常闭）

11OUTY1；反转输出

12END工作过程：(1)正转：按下SB2（X1接通），Y0得电，KM1吸合，电动机正转；Y0常开触点闭合形成自锁。(2)反转：按下SB3（X2接通），Y1得电，KM2吸合，电动机反转；Y1常开触点闭合形成自锁。(3)互锁：Y0线圈的常闭触点串入Y1回路，Y1线圈的常闭触点串入Y0回路。当正转运行时，Y0常闭触点断开，即使按下SB3，Y1也不能得电，反之亦然，从而防止主电路相间短路。(4)停止：按下SB1（X0断开），Y0或Y1线圈失电，电动机停止。(5)过载保护：电动机过载时，FR动作，X3断开，Y0、Y1均失电，电动机停转。3.（本题12分）用三菱FX系列PLC设计一个两台电动机顺序起动控制程序。要求：M1起动后M2才能起动；M2停止后M1才能停止；M1、M2均可独立停止。试写出I/O分配表和梯形图程序。答案I/O分配表：输入元件输入编号输出元件输出编号SB1（M1停止按钮，常闭）X0KM1（M1接触器）Y0SB2（M1起动按钮，常开）X1KM2（M2接触器）Y1SB3（M2停止按钮，常闭）X2SB4（M2起动按钮，常开）X3FR1（M1过载保护）X4FR2（M2过载保护）X5梯形图程序（指令表形式）：；M1控制回路

0LDX1；M1起动信号

1ORY0；M1自锁

2ANIX0；M1停止信号

3ANIX4；M1过载保护

4OUTY0；M1输出

；M2控制回路

5LDX3；M2起动信号

6ORY1；M2自锁

7ANIX2；M2停止信号

8ANIX5；M2过载保护

9ANDY0；M1运行是M2起动的前提条件

10OUTY1；M2输出

11END工作过程：(1)顺序起动：按下SB2，Y0得电，M1起动并自锁。此时Y0常开触点闭合，为M2起动做好准备。按下SB4，Y1得电，M2起动并自锁。(2)逆序停止：M2运行时，若直接按下SB1，Y0失电，M1停止，同时Y0常开触点断开，Y1也随之失电