机电传动控制

一、名词解释

1、PLC：指一个数字式的电子装置，它使用可编程序的存储器，用来执行诸如逻辑、顺序、计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产过程。

2、主令电器：自动控制系统中用于发送控制指令的电器称为主令电器。 3、接触器：是指一种用来接通或切断交、直流主电路和控制电路。

4、热继电器；是利用电流的热效应来推动动作机构，使触点系统闭合或分断的保护电器。 5、全压起动：若将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机起动，称为全压起动。 6、低压电器：指工作在交流电压1200V及以下或直流电压1500V及以下电路中的电器。 7、电力拖动：用电动机来拖动工作机械的拖动方式称为电力拖动。

8、控制电路：控制工作机械操作，并对动力电路起保护作用的电路称为控制电路。 一、填空题

1、现代机床的动力主要由（主轴电机）来提供。

2、机床电气控制的主要任务是实现对机床的（主轴）和（进给）的控制，有时还要完成各种保护、冷却和照明等控制。 3、现代机床采用的调速系统有（直流）调速系统、（交流）调速系统等。

4、电器是用于接通和断开电路或对电路和电气设备进行（控制）、（操作）和调节的电工器件。 5、低压电器按照控制对象的不同，可以划分为（配电）电器和（控制）电器。

6、低压隔离开关是重要的机床电源控制部件，在有（电压）无（电流）的情况下作接通或隔离电源之用。

7、鼠笼式异步电动机的常用降压启动方法有：（星三角降压启动）、（自耦降压启动），（延边三角形启动）。 8、机床电器维护的基本要求有（性能可靠）、（安全保护装置齐全）、（外观整洁）。

9．数控机床电器控制系统由（数控装置）、 （进给伺服系统） 、 （主轴伺服系统） 、 （机床强电控制系统）包括 （可编程序控制器） 和 （继电器）、（接触器）、（控制系统）等组成。 10、数控机床低压电器包括（控制电器）、 （保护电器）、（执行电器）。 11、数控机床控制应用的接触器可分为 （ 直流）接触器和（交流） 接触器。

12、数控机床的控制分为两大部分，一部分是（坐标轴运动的位置控制），另一部分是（加工过程的顺序控制）。 13、常见的电气控制系统图有（电气原理图）、（电气布置图）、（电气安装接线图）。

14、PLC分为（整体式）和（模块式），它不仅具有（逻辑运算）功能、（定时计数）功能、（步进控制）功能、还具有（A/D或D/A模数转换）功能，并能完成对（模拟量的控制）调节）及（数据处理）等功能。 15、接触器按其主触点控制电路中电流的种类分（直流接触器）和（交流接触器）两种 二、单项选择题

1、低压断路器即低压自动开关它相当于（ A ）的组合。

A）刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器 B）刀开关、熔断器、热继电器、启动器 C）刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器 D）刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄 2、交流接触器常用于远距离接通和分断（ B ）的电路。

A）电压至380V、电流至630A B）电压至1140V、电流至630A C）电压至1140V、电流至1000A D）电压至380V、电流至1000A

3、热继电器是一种利用（ A ）进行工作的保护电器。

A）电流的热效应原理 B）监测导体发热的原理 C）监测线圈温度 D）测量红外线 4、数控机床的性能很大程度上取决于（ B ）的性能。

A）计算机运算 B）伺服系统 C）位置检测系统 D）机械结构 5、数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（ A ）方式最佳。 A）调频和调压 B）变级和调压 C）调频和变级 D）调频 6、数控机床半闭环控制系统的特点是（ C ）。

A）结构简单、价格低廉、精度差 B）结构简单、维修方便、精度不高 C）调试与维修方便、精度高、稳定性好 D）调试较困难、精度很高

7、低压断路器即低压自动开关它相当于（ A ）的组合。

A）刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器 B）刀开关、熔断器、热继电器、启动器 C）刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器 D）刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄 8、交流接触器常用于远距离接通和分断（ B ）的电路。

A）电压至380V、电流至630A B）电压至1140V、电流至630A C）电压至1140V、电流至1000A D）电压至380V、电流至1000A

9、热继电器是一种利用（ A ）进行工作的保护电器。

A）电流的热效应原理 B）监测导体发热的原理 C）监测线圈温度 D）测量红外线 10、数控机床的性能很大程度上取决于（ B ）的性能。

A）计算机运算 B）伺服系统 C）位置检测系统 D）机械结构 11、数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（ A ）方式最佳。 A）调频和调压 B）变级和调压 C）调频和变级 D）调频

12、数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（ C ）控制。 A）全闭环 B）半闭环 C）开环

13、使用闭环测量与反馈装置的作用是为了（ C ）。

A）提高机床的安全性 B）提高机床的使用寿命 C）提高机床的定位精度、加工精度 D）提高机床的灵活性 14、数控机床进给控制的交流伺服电动机结构是（ D ）。

A）转子、定子都装有永磁体和绕组 B）转子、定子都是绕组 C）定子装有永磁体，转子是绕组 D）转子装有永磁体，定子是绕组

15、熔断器主要是用于电路的（C ）保护。 A）过压 B）过载 C）短路 D）漏电 16、延时动作的继电器是（ C ）。

A）电流继电器 B）电压继电器 C）时间继电器 D）速度继电器 17、CA6140型车床的主轴电机是（A ）。

A）三相笼型异步电动机 B）三相绕线转子异步电动机 C）直流电动机 D）双速电动机 18、电路图中接触器线圈符号下左栏中的数字表示该接触器（ B ）所处的图区号。 A）线圈 B）主触头 C）常开辅助触头 D）常闭辅助触头

19、安装在X62W型万能铣床工作台上的工件可以在（ D ）个方向调整位置或进给。 A）2 B）3 C）4 D）6

20、采用星－三角降压起动的电动机，正常工作时定子绕组接成（A ）。 A）角形 B）星形 C）星形或角形 D）定子绕组中间带抽头 21、下列电器中不能实现短路保护的是（C ）。

A）熔断器 B）过电流继电器 C）热继电器 D）低压断路器

22、电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，具有的特点是（B ）。

A）电压继电器的线圈与被测电路串联 B）电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大 C）电压继电器的线圈工作时无电流 D）电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小 23、热继电器是一种利用（A ）进行工作的保护电器。 A）电流的热效应原理 B）监测导体发热的原理 C）监测线圈温度 D）测量红外线 二、判断题 对“√” 错 “×”

1、可以用过电流继电器来做电动机的过载保护。（ × ） 2、接触器具有欠压保护的功能。（ √ ）

3、自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分断的预期电流值。（ × ） 4、通断能力是指低压电器在规定的使用条件下，能可靠地接通和分断的额定电流。（ × ） 5、只要操作人员不违章操作，就不会发生电气故障。（ × ）

6、电动机的接地装置因为不影响电动机的正常使用，所以有的时候可以不接。（ × ）

7、CA6140型车床的主轴电动机M1因过载而停转，热继电器FR1的常闭触头是否复位，对冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3的运转没有影响。（ × ）

8、M7130平面磨床工作台的往复运动是由电动机M3正反转来拖动的。（ √ ）

9、X62W型万能铣床为了避免损坏刀具和机床，要求只要电动机M1、M2、M3有一台过载，三台电动机都必须停止运转。（ √ ）

10、X62W型万能铣床的顺铣和逆铣加工是由液压装置实现的。（ √ ）

11、数控机床具有柔性，只需更换程序，就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。（ √ ） 12、数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心。（ √ ） 13、全闭环伺服系统所用位置检测元件是光电脉冲编码器。（ × ） 14、梯形图不是数控加工编程语言。（ √ ）

15、步进电机驱动电路是直流稳压电源。（ × ）

16、数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组成。（ × ） 17、目前，交流伺服驱动系统已完全取代直流伺服驱动系统。（ × ）

18、数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。（ √ ） 19、可编程序控制器都是模块式结构。（ × ）

20、自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分断的预期电流值。（ √ ） 四、简答题

1．为何用热继电器进行过载保护？

答：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载，欠电压运行或断相运行等都可能使电动机的电流超过其额定值，将引起电动机发热，绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机。因此，必须采取过载措施，最常用的是利用热继电器进行过载保护。

2、PLC控制与继电器控制的主要区别？

答：1、工作方式不同，PLC是以反复扫描的方式工作，按顺序、连续逐条执行程序，即“串行”方式工作，而继电器是只要形成电流通路，几个继电器将同时动作，即按“并行”方式工作的

2、触电数量不同，继电器一般为4～8对，而PLC为无限对；

3、组成器件不同，继电器为真实器件，而PLC为存储器中的触发器即为软继电器； 4、实施控制的方法不同。 3、简述PLC的扫描工作过程

答：当PLC投入运行后，其扫描工作过程可分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。 (一) 输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据并将它们存入I/O映像区中的相应单元内。 （二）用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态。 (三) 输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设来输出PLC。 4、简述可编程控制器（PLC）的十条指标。 答：1）编程方便，可现场修改程序； 2）维修方便，采用插件式结构； 3）可靠性高于继电器控制装置； 4）体积小于继电器控制装置； 5）数据可直接送入管理计算机； 6）成本可与继电气控制装置竞争； 7）输入为市电；

8）输出为市电，容量在2A以上，可直接驱动电磁阀、接触器等； 9）扩展时原系统改变最小；

10）用户存储器大于4K。

5、简述PLC系统的硬件、软件组成都包括那些？

答：硬件主要由CPU、存储器、输入、输出模块、I/O扩展机、电源模块及各种外围设备等组成。 答：软件组成 1）系统程序

包括：（1）系统管理程序、（2）用户程序编辑和指令解译程序、（3）标准子程序与调用管理程序。

2）用户程序

包括：（1）梯形图、（2）语句表、（3）功能表图、（4）高级语言。 6、PLC的特点？

1) 系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如 DDC 和 DCS 等，实现生产过程的综合自动化。

2) 使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

3) 能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。

7、什么是梯形图？有什么特点？

答： 是一种图形语言，他沿用了继电器的触点、线圈、串联等术语和图形符号，并增加了一些继电器接触器控制没有的符号。

特点：1、形象、直观、容易接受。

2、按从左到右，自上而下的顺序排列。每一个逻辑起点于左母线，然后触点的各种连接，最后是线圈与右母线连接，整个图形呈梯形。

3、图中继电器不是继电器控制电路中的物理继电器，是一种存储器中的软继电器。 4、梯形图中某个编号的继电器线圈只能出现一次，而继电器触点则可无限引用。

5、输入继电器用于接受PLC的外部输入信号，而不能由内部其他继电器的触点驱动。

因此，图中只能出现输入继电器的触点，而不能出现输入继电器线圈。

6、PLC在解算用户逻辑是就是按照梯形图从左到右，自上而下的先后顺序逐次进行处理，即按扫描方式顺序执

行程序。 分析原理题

1、如下图分析写出，利用时间继电器实现从“角接”到“双星接”自动加速控制电路过程。

答：按下SB2 时，时间继电器KT通电，其延时打开常开触点瞬间闭合，接触器KM1因线圈通电而吸合，电动机时间继电器从“角接”到“双星接”自动加速控制电路 定子绕组接成角接起动，同时中间继电器KA通电吸合并自锁，使时间继电器KT断电，经过延时KT触点断开，接触器KM1断电，使接触器KM2通电，电动机便自动地从“角接”改成“双星接”运行，完成了自动加速过程。 2、如下图分析写出，利用速度继电器实现反接自动控制电路过程。

答：按下SB2 后KM1接触器吸合，电动机直接启动，电动机转速升高以后，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动做准备。停车时，按下停止按钮SB1，SB1的常闭触点分断，常开触点闭合，此时接触器KM1断电释放，其常闭互锁触点闭合，使KM2通电吸合，将电动机的电源反接，进行反接制动。电动机转速迅速降低，当转速接近于零时，速度继电器的常开触点KS分断，KM2断电释放，电动机脱离电源，制动结束。

设计题

1、根据给出的SP-200系列PLC的语句设计并绘出梯形图程序。 0 LD I0.0 1 A I0.1 2 AN I0.2 3 O 10.3 4 = Q0.0 5 LD I0.4 6 O I0.5 7 LD I0.6

8 O I0.7 9 ALD

10 = Q0.1 11 LD I1.0 12 O I1.1 13 A I1.2 14 = Q0.2

2、有两台电动机，分别由接触器KM1和KM2控制，要求电动机M1起动后，电动机M2才能起动，电动机M2停转后，电动机M1不会停转，电动机M1停转，两台电动机都停转。设计并绘出该电气线路的控制电路图。

3、有两台电动机，分别由接触器KM1和KM2控制，要求电动机M1起动后，电动机M2才能起动，电动机M1停转时M2不会停转，而当M2电动机停转时M1电动机也一起停转，设计并绘出该电气线路的控制电路图。