電氣控制與PLC復(fù)習(xí)題

1、電氣控制與PLC復(fù)習(xí)題一、簡答題1、對比行程開關(guān)、接近開關(guān)和光電開關(guān)應(yīng)用的場合及特點(diǎn)。（6分）行程開關(guān)：應(yīng)用場合：廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床，起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制，用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動方向，速度，行程大小和位置的一種自動控制器件，特點(diǎn)：分合速度取決于生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動速度。接近開關(guān)：用于高速計數(shù)、測速、液面控制、檢測金屬體的存在、零件尺寸及無觸點(diǎn)按鈕，特點(diǎn)：作用時間短，不能直接檢測非金屬材料。光電開關(guān)：用于物位檢測，液位控制，產(chǎn)品計數(shù)，速度檢測，信號延時等，特點(diǎn)：非接觸，無觸點(diǎn)，測量距離大，能方便檢測非金屬物體，體積小，壽命長，功能多。2、簡述可以用來實現(xiàn)電機(jī)控制保護(hù)功能的低壓電器有哪些，各實

2、現(xiàn)什么保護(hù)功能。熱繼電器：主要用于對電機(jī)的過載保護(hù) 接觸器：低電壓釋放保護(hù)功能，低壓斷路器：對電機(jī)過載保護(hù)和欠電壓保護(hù) 熔斷器：主要過載保護(hù)，短路保護(hù)，3、電氣控制系統(tǒng)圖包括哪幾種，分別用來表述何種功能。（6分）電氣原理圖，能清楚的表明電路功能，便于分析系統(tǒng)的工作原理。電氣安裝接線圖：用于電氣設(shè)備和電器元件的安裝、配線、調(diào)試。電器元件布置圖：表明電氣設(shè)備和系統(tǒng)中所有電器元件的實際位置。4、簡述PLC與繼電器控制系統(tǒng)的區(qū)別。（12分）控制邏輯：plc軟接線，靈活性和擴(kuò)展性好，繼電器硬接線，接線多而復(fù)雜，體積大 功耗大 故障率高 靈活性和擴(kuò)展性差工作方式：plc串行工作方式 繼電器并行工作方式，可

3、靠性和可維護(hù)性：plc壽命長 可維護(hù)性高 繼電器壽命短 可靠性和可維護(hù)性差，控制速度：plc無觸點(diǎn)控制，速度極快，不會出現(xiàn)抖動。繼電器，有觸點(diǎn)控制，工作頻率低，會出現(xiàn)抖動。定時控制：plc精度高，定時時間不受環(huán)境影響，定時范圍大，控制定時時間容易,繼電器精度不高，易受環(huán)境溫度和濕度變化的影響，調(diào)整時間困難，定時范圍窄。設(shè)計和施工：plc施工和設(shè)計可以同時進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改方便，繼電器 設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長，且修改困難。5、為何交流電磁機(jī)構(gòu)中放置磁通短路環(huán) 交流接觸器短路環(huán)的作用是消除銜鐵產(chǎn)生的振動和噪聲,我們知道對于單相交流電磁機(jī)構(gòu),磁通是交變的,磁通過零時吸力也變?yōu)榱?/p>

4、,吸合后的銜鐵在反作用彈簧的作用下將被拉開,磁通過零值后吸力增大,當(dāng)吸力大于反力時銜鐵又吸合。這樣隨交流電的頻率變化,銜鐵吸力每周兩次過零,銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動和噪聲,甚至使鐵心移動。為此需在鐵心端面上裝一個用非磁性材料(如銅)制成的分磁環(huán)(或稱短路環(huán)),6、交流電磁機(jī)構(gòu)與直流電磁機(jī)構(gòu)的區(qū)別及使用注意事項 直流電磁機(jī)構(gòu)：主觸點(diǎn)控制直流電路，且線圈也須通入直流電進(jìn)行控制，主觸點(diǎn)用磁吹滅??；銜鐵吸合前后，線圈電流不變，適于頻繁動作。但主觸點(diǎn)斷開時會產(chǎn)生較高的過電壓，故工作電壓不允許過高（440v以下） 交流電磁機(jī)構(gòu)：主觸點(diǎn)控制交流電路，且線圈多采用交流電進(jìn)行控制，也有用直流電控制的，但須在線圈里傳入電

5、阻限流；主觸點(diǎn)用滅弧柵滅弧；銜鐵吸合前后線圈電流變化很大，可相差10-15倍，當(dāng)銜鐵卡主或頻繁動作時線圈易燒壞，不適合頻繁動作。另外，對于單相交流電磁機(jī)構(gòu)，須在鐵芯上套一短路環(huán)。 注意事項：對于可靠性高或頻繁動作的控制系統(tǒng)采用直流電磁機(jī)構(gòu)，而不采用交流電磁機(jī)構(gòu)。 7、簡述PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。（5分）中小型單機(jī)控制系統(tǒng)、制造業(yè)自動化、運(yùn)動控制、流程工業(yè)自動化。應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油化工、制藥、電力機(jī)械制造、冷凍、造紙紙漿、食品加工、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。8、S7 300PLC的尋址方式有哪幾種（6分） 立即尋址、直接尋址、存儲器間接尋址和寄存器間接尋址9、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計可通過哪些步驟

6、實現(xiàn)。（5分）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求、確定I/O設(shè)備、選擇合適的plc類型、分配I/O點(diǎn)地址、設(shè)計plc地址、plc程序的下載與調(diào)試、上位機(jī)控制軟件的編程與調(diào)試、整個應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、編制技術(shù)文件、10、簡述繼電器與接觸器的異同點(diǎn)。（8分）接觸器有主、輔觸點(diǎn)之分，其中主觸點(diǎn)用在高電壓、大電流的主電路中，輔助觸點(diǎn)用在低電壓、小電流的控制電路中，其控制量僅僅是電氣量，即電壓控制。繼電器沒有主、輔觸點(diǎn)之分，主要用在低電壓、小電流的控制電路中，其控制量可以是電氣量也可以是非電氣量。同：都是電磁機(jī)構(gòu),通過線圈而達(dá)到小電流控制大電流的作用11、軟啟動器工作原理,有哪幾種啟停方式及其應(yīng)用場合

7、。原理：采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源與電動機(jī)定子之間，利用晶閘管的移相控制原理，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，改變其輸出電壓，達(dá)到通過調(diào)壓方式來控制啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩的目的。啟停方式：軟啟動：斜坡升壓軟啟動：無限流，很少使用，適于重載 斜坡恒流軟啟動：應(yīng)用多，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載啟動 階躍啟動：可以快速的啟動 脈沖沖擊啟動：適用于重載，并需克服較大靜摩擦力的場合 降壓啟動：直接啟動：小容量電機(jī)啟動 定子串電阻啟動：用于不經(jīng)常啟停的中小型電機(jī)的啟動 定子串自耦變壓器啟動：較大容量電機(jī)啟動 星形-三角形啟動：輕載 延邊三角形啟動：應(yīng)用廣泛12、簡述PLC工作過程的中心內(nèi)容。（6分）輸

8、入采樣階段：掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入相對應(yīng)的輸入映像寄存器中，此時輸入映像寄存器被刷新程序執(zhí)行階段：一般來說，PLC按從左到右，從上到下的步驟順序執(zhí)行程序輸出刷新階段：程序執(zhí)行完畢后，原映像寄存器中所有輸入繼電器的狀態(tài)在輸出刷新階段一起轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式集中輸出，最后經(jīng)過輸出端子驅(qū)動外部負(fù)載。13、簡述PLC工作的全過程可以分為哪幾個階段，以及每個階段的主要工作內(nèi)容。 上電處理：上電后對PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化，包括硬件初始化，I/O模塊配置檢查等 掃描過程：先完成輸入處理，其次完成其他外設(shè)的通信處理，再進(jìn)行時鐘、特殊寄存器更新，當(dāng)CPU處于STOP方式時，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自

9、診斷檢查，當(dāng)CPU處于RUN方式時，還要完成用戶的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。出錯處理：CPU再掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常，如CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O和通信等是否異?；虺鲥e。14、PLC的分類方法有那些，可分為哪些類型。（7分）按I/O點(diǎn)數(shù)分：超小型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)、超大型機(jī)按功能分：低檔機(jī)、中檔機(jī)、高檔機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分：整體式和模塊式、軟plc（即集成的plc）15、什么是PLC的點(diǎn)數(shù)，都包含哪些種類，如何設(shè)計？定義：I/O的總數(shù)量種類： AI AO DI DO設(shè)計： 變送器（1AI） 變頻器（1AO） 氣動閥門（1AO） 電動閥

10、門（2DI 2DO）電機(jī)啟停（2DI 1DO）16、PLC的數(shù)字量輸入（DI）可分為哪幾種類型，各應(yīng)用在什么場合？直流輸入模塊外接直流12、24、48V；交流輸入模塊外接交流110V、220V電源；交直流輸入模塊外接交直流電源，即交直流電源都能用；無源輸入模塊（干接觸性）由plc內(nèi)部提供電源，無需外接電源；17、PLC的數(shù)字量輸出（DO）可分為哪幾種類型，各應(yīng)用在什么場合？ 繼電器輸出（交直流輸出模塊）-輸出電流大（3-5A），交直流兩用，適應(yīng)性強(qiáng)，但動作速度慢（10-12ms），工作頻率低 晶體管輸出-外接直流電源，動作速度快（2ms），工作頻率高（可達(dá)20KHz），但輸出電流小（1A） 晶

11、閘管（雙向的）或固態(tài)繼電器輸出（交流輸出模塊）-外接交流電源，輸出電流大，動作速度快，工作頻率高18、列舉3家以上知名PLC生產(chǎn)廠家，并給出各自PLC系統(tǒng)產(chǎn)品分類情況。 德國西門子公司、日本衡河、法國施耐德、ABB、19、PLC硬件系統(tǒng)有哪些部分構(gòu)成。（8分） CPU、導(dǎo)軌、接口模塊、功能模塊、信號模塊、通信處理器20、PLC支持的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議有哪些。（5分）PTP：點(diǎn)到點(diǎn)的通信協(xié)議； MPI：各點(diǎn)通信協(xié)議； PROFIBUS：現(xiàn)場總線；工業(yè)以太網(wǎng)； 21、plc通過那些技術(shù)手段保證其抗干擾能力。硬件：對所有I/O接口電路都采用了光隔離。 對所有輸入端均采用R-C濾波（即硬件濾波），對高速輸入

12、端還加上了軟件數(shù)字濾波。 內(nèi)部采用電磁屏蔽措施，防止輻射干擾。 采用優(yōu)良的開關(guān)電源，防止由電源回路串入的干擾信號。 完善的接地。軟件：采用諸如數(shù)字濾波、指令復(fù)執(zhí)、程序回卷、差錯校驗等一系列軟件抗干擾措施。 Plc采用了周期循環(huán)掃描工作方式。 22、何為無擾切換，如何實現(xiàn)？是指冗余配置的主控制器在切換過程中，不影響該控制器的所有控制單元的狀態(tài)。控制器一般都具有手動、自動兩種功能，在進(jìn)行手/自動切換時，在切換瞬間，應(yīng)當(dāng)保持控制器的輸出不變，這樣使執(zhí)行器的位置在切換過程中不至于突變，不會對生產(chǎn)過程產(chǎn)生附加擾動，這稱為無擾切換。FB41在手動模式下，可調(diào)節(jié)變量被修正到手動選擇的數(shù)值。積分器（INT）內(nèi)

13、部被設(shè)置成LMN-LMNP- DISV,而微分單元（DIF）被設(shè)置成0，這些都是自動在內(nèi)部進(jìn)行匹配，這樣切換到自動模式就不會導(dǎo)致調(diào)節(jié)值的突然變化。23、西門子FB41、FB42異同點(diǎn)。異：FB41連續(xù)控制方式，主要用于連續(xù)量的模擬量PID控制，其輸出時一般會用模擬量來實現(xiàn)，用途較廣一些；FB42步進(jìn)控制方式，主要用于開關(guān)量的PID控制，其輸出一般會用開關(guān)量來實現(xiàn)同：都是依據(jù)設(shè)定值與過程變量間的偏差進(jìn)行控制的24何為標(biāo)度變換，為什么需要標(biāo)度變換？ 定義：將對應(yīng)參數(shù)值的大小轉(zhuǎn)換成能直接顯示有量綱的被測工程量數(shù)值，即通過一個關(guān)系式，用A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量，表示出被測物理量的客觀值；也可以說是將數(shù)字

14、量轉(zhuǎn)換成帶量綱的物理量。 原因：由測量儀表轉(zhuǎn)換成模擬電信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后成為相應(yīng)的數(shù)字量僅僅對應(yīng)被測工程量參數(shù)值的大小，并不是原來帶有量綱的參數(shù)值。因此需要標(biāo)度變換將測量的模擬量（電壓 或電流）轉(zhuǎn)換成可以顯示的數(shù)值。25、PID中哪些參數(shù)需要在HMI上顯示，數(shù)據(jù)類型、含義？控制狀態(tài)過程變量（數(shù)字量、數(shù)值）顯示報警信息啟動停止按鈕信息，數(shù)值26、step7中使用FB41，外部AI、AO與其哪些參數(shù)接口對應(yīng)？AI：模擬量輸入，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、電流等連續(xù)變化的量。信號為4-20mA，0-10V。AO：模擬量輸出，連續(xù)可調(diào)的執(zhí)行器開度控制，變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，信號為4-20mA。27、step7中

15、使用FB42，外部AI、DI、DO與其哪些參數(shù)接口對應(yīng)？AI：DI:數(shù)字量輸入，電動閥門，電機(jī)啟停等信號 DO：數(shù)字量輸出，如步進(jìn)可調(diào)電動閥門28、PLC中掃描周期，采樣周期，控制周期之間的區(qū)別于聯(lián)系。掃描周期：在正常循環(huán)掃描時，從掃描過程中的一點(diǎn)開始，經(jīng)過順序掃描又回到改點(diǎn)所需要的時間。采樣周期：plc掃描輸入模塊，將外部輸入信號的狀態(tài)讀入到輸入映像存儲器中所用的時間。控制周期：plc執(zhí)行完所有用戶程序所用的時間。不考慮通信服務(wù)時：掃描周期=采樣周期+控制周期29、S7300存儲系統(tǒng)是如何設(shè)計的，分成哪些部分，各用來保存哪些數(shù)據(jù)？ Plc存儲器分系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器來存放系統(tǒng)程序，用戶