试卷代号：1117 座位号■■ 中央广播电视大学2008-2009学年度第一学期“开放本科”期末考试 机电控制与可编程序控制器技术试题 2009年1月 题 号 二 三 四 五 总分 分数 得分 评卷人 一、简答题（每小题8分，共40分） 1.比较PLC控制和继电接触器控制的优缺点。 2.PLC基本硬件由哪几部分组成？各部分主要作用是什么？ 3.输入输出模块中为什么要设光电隔离电路？ 4.开关量输人单元、输出单元有哪几种类型？各有何特点？ 5.什么是PLC的输人/输出滞后现象？造成这种现象的原因是什么？可采取哪些措施 缩短输人/输出滞后时间？ 753
试卷代号:1117 座位号巨工口 中央广播电视大学2008-2009学年度第一学期“开放本科”期末考试 机电控制与可编程序控制器技术 试题 2009年 1月 题 号 四 五 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、简答题(每小题 s分，共 40分》 1.比较 PLC控制和继电接触器控制的优缺点。 2. PLC基本硬件由哪几部分组成?各部分主要作用是什么? 3.输人输出模块中为什么要设光电隔离电路? 4.开关量输人单元、输出单元有哪几种类型?各有何特点? 5.什么是 PLC的输人/输出滞后现象?造成这种现象的原因是什么?可采取哪些措施 缩短输人/输 出滞后时间? 753
得分 评卷人 二、读图分析（共20分）】 下图所示为机床工作台自动往复行程控制的电路，行程开关ST,、ST2分别装在机床床身 的两侧需要返回的位置，挡铁装在工作台上。试分析该电路的工作过程，并说明行程开关 ST,、ST4以及接触器KM,和KM2的常闭触点的作用。 SB KM SB, 前进 后退 作 台 6合 ST,ST: ST2 STa 得分 评卷人 三、改错（每小题5分，共10分） 找出下列梯形图中的错误，并改正。常ON继电器18130。 (0000 0010 0)101 0010300104 00000 00102 TIMOOI 00105 00000 (1) (2) 754
}翌 下图所 it 示 e 为 A 机床工作 = 台 , 自 i 动 E 往 分 复 ti 行 (# 程控 2。 制 分 的 ’ 电路，行程开关 ST, ST:分别装在机床床身 的两侧需要返 回的位置，挡铁装在工作台上。试分析该电路的工作过程，并说 明行程开关 S'1', , ST;以及接触器 KM，和 KM:的常闭触点的作用。 前进 峨一一一~-~一卜 后退 工 作 台 ︽ 曰 S1’， ︽ 曰 ST: △ 日 级 ︽ 曰 叭 {到到 三、姗‘小题5分’共‘0分’ 找出下列梯形图中的错误，并改正。常 ON继电器 181300 00000 (2) 口 754 川
得分 评卷人 四、根据梯形图写出梯形图指令(10分) 0000500060000100003007 00100 0000200004 00008 00099 END 得分 评卷人 五、设计题(20分) 一台三相交流电机驱动机床工作台前后运动，SQ1和SQ2为限位开关，安装在机床前后 的预定位置上。当按下起动按钮SB1,电动机正转，机床工作台向前运行，当运行到终端位置 时，装在机床工作台上的挡铁（撞块）碰撞限位开关SQ1,电动机反转，机床工作台向后运行， 当运行到终端位置时，撞在机床工作台上的挡铁（撞块）碰撞限位开关SQ2,电动机反转，机床 工作台向前运行，不断往复运动：停机时按下停机按钮SB2,电动机停下来，机床工作停止往复 运动。过载时热继电器FR动作，电动机停止。按上述工作要求： (1)设计电动机控制主回路： (2)选择PLC,设计PLC控制回路； (3)分配I/O通道；画出梯形图。 755
得 分 评卷人 四、根据梯形图写出梯形图指令(10分) 0-} 7010 得 分 评卷人 五、设计题 【20分) 一台三相交流电机驱动机床工作台前后运动 ，SQ1和 SQ2为限位开关 ，安装在机床前后 的预定位置上 。当按下起动按钮 SB1，电动机正转 ，机床工作 台向前运行 ，当运行到终端位置 时，装在机床工作台上的挡铁(撞块)碰撞限位开关 SQ1，电动机反转，机床工作台向后运行， 当运行到终端位置时 ，撞在机床工作台上的挡铁(撞块)碰撞限位开关 SQ2，电动机反转 ，机床 工作台向前运行，不断往复运动;停机时按下停机按钮 SB2，电动机停下来，机床工作停止往复 运动。过载时热继电器 FR动作，电动机停止。按上述工作要求: (1)设计 电动机控制 主回路 ; (2)选择 PLC，设计 PLC控制回路; (3)分配 1/O通道 ;画出梯形图。 755
试卷代号：1117 中央广播电视大学2008一2009学年度第一学期“开放本科”期末考试 机电控制与可编程序控制器技术试题答案及评分标准 (供参考) 2009年1月 一、简答题（每小题8分，共40分） 】,继电器控制线路的控制作用是通过许多导线与继电器硬连接实现的，控制功能是固定 的，而PLC控制系统的控制作用是通过软件编程实现的，可以通过软件编程改变其控制功能。 2.PLC硬件是以微处理器为核心的输入输出接口电路构成。 微处理器电路：完成PLC控制功能。 输入接口电路：完成开关量的输入，模拟量的输人，高速脉冲的输人。 输出接口电路：完成开关量的输出，模拟量的输出。 通讯、网络接口：完成通讯和联网功能。 3.隔离PLC内部电路和外部电路电的连接，提高PLC的抗干扰能力。 4.开关量输入单元：直流输入单元和交流输人单元； 直流输入单元，用于直流信号输入；交流输人单元，用于交流信号输入。 开关量输出单元：继电器输出单元，晶闸管输出单元，晶体管输出单元等。继电器输出单 元适合控制直流、交流负载，输出响应时间长；晶闸管输出单元适合控制交流负载，输出响应时 间短：晶体管输出单元适合控制直流负载，输出响应时间短。 5.PLC以扫描方式执行操作，在扫描过程中PLC的输人/输出信号间的逻辑关系，存在 着原理上的滞后，扫描周期越长，滞后就越严重。产生输人/输出滞后的原因有如下几个方面： (1)输人滤波器有时间常数； (2)输出继电器有机械滞后； (3)延迟作用与执行用户程序、系统管理公共操作、I/O刷新所占用的时间有关。用户程 序的长短及指令操作的复杂程度、程度设计安排直接影响输入/输出的滞后时间。 二、读图分析（共20分） 线路工作过程如下：按下起动按钮SB2,接触器KM,得电自锁，电动机正转，工作台前进， 当到达预定行程后，挡块压下ST,、ST,常闭触点断开，切断接触器KM,,(6分)同时ST,常开 756
试卷代号:1117 中央广播电视大学2008-2009学年度第一学期“开放本科”期末考试 机电控制与可编程序控制器技术 试题答案及评分标准 (供参考) 2009年 1月 一、简答题(每小题 8分.共 40分) I，继电器控制线路的控制作用是通过许多导线与继电器硬连接实现的，控制功能是固定 的，而 PLC控制系统的控制作用是通过软件编程实现的，可以通过软件编程改变其控制功能。 2. PLC硬件是以微处理器为核心的输人输出接口电路构成。 微处理器电路 :完成 PLC控制功能。 输人接口电路:完成开关量的输人，模拟量的输人，高速脉冲的输入。 输出接口电路:完成开关量的输出，模拟量的输出。 通讯 、网络接 口:完成通讯和联网功能。 3.隔离 PLC内部电路和外部电路电的连接，提高 PLC的抗干扰能力。 4.开关量输人单元 :直流输 入单元和交流输人单元 ; 直流输人单元，用于直流信号输人;交流输人单元，用于交流信号输入。 开关量输 出单元 :继 电器输 出单元 ，晶闸管输 出单元 ，晶体管输 出单元等 。继电器输 出单 元适合控制直流、交流负载，输出响应时间长;晶闸管输出单元适合控制交流负载，输出响应时 间短 ;晶体管输 出单元适合控制直流负载，输出响应时间短 。 5. PLC以扫描方式执行操作 ，在扫描过程 中 PLC的输人/输 出信号 间的逻辑 关系，存在 着原理上的滞后，扫描周期越长，滞后就越严重。产生输人/输出滞后的原因有如下几个方面: (1)输人滤波器有时间常数; (2)输出继电器有机械滞后; (3)延迟作用与执行用户程序、系统管理公共操作、1/O刷新所占用的时间有关。用户程 序的长短及指令操作的复杂程度、程度设计安排直接影响输入/输出的滞后时间。 二、读 图分析 (共 20分) 线路工作过程如下:按下起动按钮 S}32，接触器 KM」得电自锁，电动机正转，工作台前进， 当到达预定行程后 ，挡块压下 ST, , ST，常闭触点断开 ，切断接触器 KM, ,(6分)同时 ST:常开 756
触点闭合，反向接触器KM2得电，电动机反转，工作台后退。当后退到位，挡块压下ST2,工作 台又转到正向运动，进行下一个工作循环。(6分)直到按下停止按钮SB:工作台才会停止。 行程开关ST3、ST4分别为正向、反向终端保护行程开关，当ST、ST2失灵时，避免工作台因 超出极限位置而发生事故。接触器KM1和KM2的常闭触点互相串在对方的线圈回路中，可 保证正、反向接触器KM,和KM2不能同时闭合，以防止电源短路。(8分) 三、改错（每小题5分，共10分） 18130 00000 00100 001010010300104 00000 18130 TIMO01 00102 00105 END END (1) (2) 四、根据梯形图写梯形图指令(10分) LD NOT 00005 AND 00006 LD 00002 AND 00004 OR LD AND 00001 AND NOT 00003 LD 00008 AND NOT 00009 OR LD AND 00007 OUT 00100 END 757
触点闭合，反向接触器 KM:得电，电动机反转，工作台后退。当后退到位，挡块压下 ST,，工作 台又转到正向运动，进行下一个工作循环。(6分)直到按下停止按钮 SB，工作台才会停止。 行程开关 ST, ,ST,分别为正向、反向终端保护行程开关，当 ST, ST:失灵时，避免工作台因 超出极限位置而发生事故。接触器 KM;和 KM:的常闭触点互相串在对方的线圈回路中，可 保证正、反向接触器 KM，和 KM:不能同时闭合，以防止电源短路。(8分) 三、改错(每小题 5分，共 10分) 18130 00000 一一0 00100 00101 00103 00104 00000 18130 TIM001 一」卜一0 0 月 1 卜 02-口 曰曰 00105 END (1) (2) 四、根据梯形图写梯形图指令(10分) LD NOT 00005 AND 00006 LD 00002 AND 00004 ORLD AND 00001 ANDNOT 00003 LD 00008 AND NOT 00009 ORLD AND 00007 OLTT 00100 END 757
五、设计题(20分) (设计出电机控制主回路5分；选PLC和设计出PLC控制回路5分；1/O点分配5分；设 计出梯形图5分) 1.图(a)为电机控制主回路，图(b)为PLC控制回路，图(c)为控制梯形图。选CPM1A10 点PLC(也可以选其它型号PLC) 2.1/0点分配 启动按钮 SB1 00000 停止按钮 SB2 00002 热保护 FR1 00003 机床前端行程开关 SQ1 00004 机床后端行程开关 sQ2 00005 电机正转控制接触器KM1 00100 电机反转控制接触器KM2 00101 u v w Q KM FU SB 0000000100 SB2 00002 00I01 KM KM KM2 1 FR FR 00003 00004 00005 C()以1 COM (a)电机控制主回路 220V (b)PLC控制接线 758
五 、设计题 《20分) (设计出电机控制主回路 5分;选 PI一 和设计出PLC控制回路 5分;1/O点分配 5分;设 计出梯形图 5分) 1.图(a)为电机控制主回路，图(b)为 PLC控制回路，图(c)为控制梯形图。选CPMlA 10 点 PLC(也可以选其它型号 PLC) 2.110点分RE 启动按钮 SB1 00000 停止按钮 SB2 00002 热保护 FR1 00003 机床前端行程开关 SQ1 00004 机床后端行程开关 SQ2 00005 电机正转控制接触器 KM1 00100 电机反转控制接触器 KM2 00101 KM I 一O L32 ’几卜 I- 一川」 。 0 ” 00 。 0 “ 2 0 00 1 1 0 01 KM, 飞 厂 经卜飞厂!003 几丫丁一下州 0004 "N2厂.侧05 曰 卜-‘}a}}t c0A1 M R K F (a)电机控制主回路 220V (b) PLC控制接线 758
2.梯形图如图(c) (00000 0000200003 0000400101 00100 米米米米一气 00100 00005 0000400002 00003 00005 00101 00100 米米 00101 H END (c)PLC控制梯形图 759
2.梯形图 如图(。) 00000 — !} 00100 — }} 00002 00003 00004 00101 00100 00002 00003 00005 00100 0 00101 001 E l闷 D (c) PLC控制梯形图 759
