最新電氣控制與plc技術(shù)期末試題及答案詳解電氣控制與PLC技術(shù)期末試題一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.熱繼電器在電路中起的保護作用是（）A.短路保護B.過載保護C.失壓保護D.欠壓保護2.交流接觸器的作用是（）A.頻繁通斷主回路B.頻繁通斷控制回路C.保護主回路D.保護控制回路3.時間繼電器的作用是（）A.短路保護B.過載保護C.延時通斷控制D.欠壓保護4.PLC中最常用的編程語言是（）A.指令表B.梯形圖C.功能塊圖D.順序功能圖5.下列哪種不屬于PLC的輸出類型（）A.繼電器輸出B.晶體管輸出C.晶閘管輸出D.電容輸出6.在PLC中，定時器T的定時時間單位有（）A.0.1s、0.01s、0.001sB.1s、0.1s、0.01sC.10s、1s、0.1sD.100s、10s、1s7.下列指令中，用于將兩個數(shù)相加的是（）A.ADDB.SUBC.MULD.DIV8.熔斷器在電路中起的保護作用是（）A.過載保護B.短路保護C.欠壓保護D.失壓保護9.按鈕開關(guān)的文字符號是（）A.SBB.KMC.FRD.QS10.交流接觸器的線圈電壓應與（）電壓一致。A.主回路B.控制回路C.輔助回路D.保護回路11.在PLC中，計數(shù)器C的計數(shù)方式有（）A.加法計數(shù)B.減法計數(shù)C.加/減計數(shù)D.以上都是12.下列哪種不屬于PLC的輸入元件（）A.按鈕B.行程開關(guān)C.接觸器D.接近開關(guān)13.PLC的掃描周期包括（）A.輸入采樣階段B.程序執(zhí)行階段C.輸出刷新階段D.以上都是14.繼電器接觸器控制電路中的自鎖環(huán)節(jié)的功能是（）A.保證可靠停車B.保證起動后持續(xù)運行C.兼有點動功能D.防止短路15.在PLC編程中，END指令的作用是（）A.結(jié)束程序B.結(jié)束本次掃描C.結(jié)束一個子程序D.結(jié)束一個功能塊二、判斷題（每題2分，共20分）1.熱繼電器的雙金屬片彎曲是由于溫度的變化引起的。（）2.交流接觸器的主觸點通常接在控制回路中。（）3.時間繼電器的延時時間可以通過調(diào)節(jié)旋鈕進行調(diào)整。（）4.PLC只能處理數(shù)字量信號，不能處理模擬量信號。（）5.繼電器輸出型PLC適用于直流負載。（）6.定時器T的當前值達到設定值時，定時器觸點動作。（）7.計數(shù)器C的當前值達到設定值時，計數(shù)器觸點復位。（）8.熔斷器的額定電流應大于電路的正常工作電流。（）9.按鈕開關(guān)通常用于控制主回路的通斷。（）10.PLC的掃描周期越短，系統(tǒng)的響應速度越快。（）三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述熱繼電器的工作原理。2.簡述PLC的掃描工作過程。3.畫出三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的繼電器接觸器控制電路圖，并說明其工作原理。四、編程題（20分）用PLC梯形圖實現(xiàn)一個簡單的電動機星三角降壓起動控制。要求：按下起動按鈕SB1，電動機先以星形接法起動，經(jīng)過10s后自動轉(zhuǎn)換為三角形接法運行；按下停止按鈕SB2，電動機停止運行。答案詳解一、單項選擇題1.答案：B詳解：熱繼電器是利用電流的熱效應原理來工作的，當電路過載時，電流增大，熱繼電器的雙金屬片受熱彎曲，推動觸點動作，從而切斷電路，起到過載保護作用。短路保護一般由熔斷器或斷路器來實現(xiàn)；失壓和欠壓保護通常通過接觸器來完成。2.答案：A詳解：交流接觸器主要用于頻繁地接通和分斷主回路，以控制電動機等負載的運行?？刂苹芈返耐〝嘁话阌砂粹o等元件控制；保護主回路和控制回路有專門的保護電器，如熔斷器、熱繼電器等。3.答案：C詳解：時間繼電器的主要作用是實現(xiàn)延時通斷控制，可根據(jù)需要設置不同的延時時間，在工業(yè)控制中常用于順序控制等場合。短路保護和過載保護由其他保護電器完成，欠壓保護一般由接觸器等實現(xiàn)。4.答案：B詳解：梯形圖是PLC中最常用的編程語言，它類似于傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制電路圖，形象直觀，易于理解和掌握，適合電氣技術(shù)人員使用。指令表、功能塊圖和順序功能圖也是PLC的編程語言，但使用頻率相對較低。5.答案：D詳解：PLC的輸出類型主要有繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。繼電器輸出適用于交直流負載；晶體管輸出響應速度快，適用于直流負載；晶閘管輸出適用于交流負載。電容輸出不屬于PLC的輸出類型。6.答案：A詳解：在PLC中，定時器T的定時時間單位通常有0.1s、0.01s、0.001s三種，可根據(jù)不同的定時要求進行選擇。7.答案：A詳解：ADD指令用于將兩個數(shù)相加；SUB指令用于減法運算；MUL指令用于乘法運算；DIV指令用于除法運算。8.答案：B詳解：熔斷器是一種短路保護電器，當電路發(fā)生短路時，電流急劇增大，熔斷器的熔體熔斷，切斷電路，從而保護電氣設備。過載保護一般由熱繼電器來實現(xiàn)；欠壓和失壓保護通常通過接觸器等完成。9.答案：A詳解：按鈕開關(guān)的文字符號是SB；KM表示接觸器；FR表示熱繼電器；QS表示刀開關(guān)。10.答案：B詳解：交流接觸器的線圈電壓應與控制回路電壓一致，這樣才能保證接觸器正常工作。主回路電壓通常較高，用于驅(qū)動負載；輔助回路是控制回路的一部分；保護回路主要用于保護電氣設備。11.答案：D詳解：PLC中的計數(shù)器C有加法計數(shù)、減法計數(shù)和加/減計數(shù)三種計數(shù)方式，可根據(jù)具體的控制要求進行選擇。12.答案：C詳解：按鈕、行程開關(guān)和接近開關(guān)都屬于PLC的輸入元件，用于向PLC輸入信號。接觸器是控制元件，用于控制主回路的通斷，不屬于輸入元件。13.答案：D詳解：PLC的掃描周期包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。在輸入采樣階段，PLC讀取輸入信號的狀態(tài)；在程序執(zhí)行階段，PLC按照程序進行邏輯運算；在輸出刷新階段，PLC將運算結(jié)果輸出到輸出端。14.答案：B詳解：繼電器接觸器控制電路中的自鎖環(huán)節(jié)是通過接觸器的常開輔助觸點與起動按鈕并聯(lián)來實現(xiàn)的。當按下起動按鈕時，接觸器線圈通電，主觸點閉合，電動機起動，同時常開輔助觸點閉合，使接觸器線圈在起動按鈕松開后仍能保持通電狀態(tài)，保證電動機持續(xù)運行。15.答案：A詳解：END指令的作用是結(jié)束程序，當PLC執(zhí)行到END指令時，會結(jié)束整個用戶程序的執(zhí)行，然后進入下一個掃描周期。二、判斷題1.答案：√詳解：熱繼電器的雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬材料貼合而成，當電路中電流增大時，雙金屬片受熱，由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片會發(fā)生彎曲，從而推動觸點動作。2.答案：×詳解：交流接觸器的主觸點通常接在主回路中，用于控制負載的通斷；輔助觸點接在控制回路中，用于實現(xiàn)自鎖、互鎖等控制功能。3.答案：√詳解：時間繼電器一般都有調(diào)節(jié)旋鈕，通過調(diào)節(jié)旋鈕可以改變時間繼電器的延時時間，以滿足不同的控制要求。4.答案：×詳解：現(xiàn)代PLC不僅可以處理數(shù)字量信號，還可以通過模擬量輸入/輸出模塊處理模擬量信號，如溫度、壓力、流量等。5.答案：×詳解：繼電器輸出型PLC適用于交直流負載，但響應速度較慢；晶體管輸出型PLC適用于直流負載，響應速度快；晶閘管輸出型PLC適用于交流負載。6.答案：√詳解：當定時器T的當前值達到設定值時，定時器的觸點會動作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，從而實現(xiàn)相應的控制功能。7.答案：×詳解：計數(shù)器C的當前值達到設定值時，計數(shù)器觸點動作，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，計數(shù)器需要通過復位指令進行復位。8.答案：√詳解：熔斷器的額定電流應大于電路的正常工作電流，以保證在正常工作時熔斷器不會熔斷。但額定電流也不能過大，否則當電路發(fā)生短路時，熔斷器不能及時熔斷，起不到保護作用。9.答案：×詳解：按鈕開關(guān)通常用于控制控制回路的通斷，主回路的通斷一般由接觸器等元件控制。10.答案：√詳解：PLC的掃描周期越短，系統(tǒng)對輸入信號的響應速度就越快，能夠更及時地處理控制任務，提高系統(tǒng)的實時性。三、簡答題1.熱繼電器的工作原理：熱繼電器主要由雙金屬片、加熱元件、觸點系統(tǒng)等組成。雙金屬片是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬材料貼合而成。當電路中有電流通過時，電流會流經(jīng)加熱元件，加熱元件產(chǎn)生熱量使雙金屬片受熱。由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片會發(fā)生彎曲。當電路過載時，電流增大，雙金屬片彎曲的程度也增大，當彎曲到一定程度時，會推動觸點系統(tǒng)動作，從而切斷電路，起到過載保護作用。當電路中的電流恢復正常后，雙金屬片會逐漸冷卻恢復到原來的狀態(tài)。2.PLC的掃描工作過程：PLC的掃描工作過程分為三個階段：輸入采樣階段：PLC以掃描方式按順序?qū)⑺休斎攵俗拥臓顟B(tài)讀入到輸入映像寄存器中，此時輸入映像寄存器被刷新。在本掃描周期內(nèi)，即使輸入信號狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會改變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段。程序執(zhí)行階段：PLC按順序從第一條指令開始，逐條執(zhí)行用戶程序，根據(jù)輸入映像寄存器和其他元件映像寄存器的狀態(tài)，進行邏輯運算，并將運算結(jié)果寫入相應的元件映像寄存器中。輸出刷新階段：在所有程序執(zhí)行完畢后，將輸出映像寄存器中的內(nèi)容傳送到輸出鎖存器中，通過輸出端子驅(qū)動外部負載。至此，完成一個掃描周期，PLC又重新開始下一個掃描周期。3.三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制的繼電器接觸器控制電路圖及工作原理：電路圖```plaintext┌─────┐┌─────┐┌─────┐L1─────┤QS├────┤FU1├────┤KM1├─────┬─────┐└─────┘└─────┘└─────┘││││┌─────┐┌─────┐┌─────┐││L2─────┤QS├────┤FU1├────┤KM2├─────┼─────┤└─────┘└─────┘└─────┘││││┌─────┐┌─────┐┌─────┐││L3─────┤QS├────┤FU1├────┤KM3├─────┴─────┤└─────┘└─────┘└─────┘││┌───┴───┐│M│└───────┘┌─────┐┌─────┐┌─────┐┌─────┐L1─────┤QS├────┤FU2├────┤SB1├────┤KM1├─────┐└─────┘└─────┘└─────┘└─────┘│││┌─────┐┌─────┐┌─────┐┌─────┐│L2─────┤QS├────┤FU2├────┤SB2├────┤KM2├─────┼─────┤└─────┘└─────┘└─────┘└─────┘│││┌─────┐┌─────┐┌─────┐┌─────┐│L3─────┤QS├────┤FU2├────┤SB3├────┤KM3├─────┴─────┤└─────┘└─────┘└─────┘└─────┘││┌───┴───┐│FR│└───────┘```工作原理正轉(zhuǎn)控制：按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB1，接觸器KM1線圈通電，KM1的主觸點閉合，電動機定子繞組通入正序三相交流電源，電動機正轉(zhuǎn)。同時，KM1的常開輔助觸點閉合，實現(xiàn)自鎖，保證在松開SB1后，KM1線圈仍能通電。反轉(zhuǎn)控制：按下反轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，接觸器KM2線圈通電，KM2的主觸點閉合，電動機定子繞組通入負序三相交流電源，電動機反轉(zhuǎn)。同樣，KM2的常開輔助觸點閉合，實現(xiàn)自鎖?；ユi保護：為了防止KM1和KM2同時通電導致電源短路，在KM1的控制回路中串聯(lián)了KM2的常閉輔助觸點，在KM2的控制回路中串聯(lián)了KM1的常閉輔助觸點，這種互鎖方式稱為電氣互鎖。停止控制：按下停止按鈕SB3，KM1或KM2線圈斷電，主觸點斷開，電動機停止運行。過載保護：熱繼電器FR串接在主回路中，當電動機過載時，熱繼電器的雙金屬片彎曲，推動觸點動作，切斷控制回路電源，使KM1或KM2線圈斷電，電動機停止運行，起到過載保護作用。四、編程題梯形圖```plaintext┌────────────┐┌────────────┐┌────────────┐I0.0───┤SB1(常開)├────┤M0.0(線圈)├────┤T0(定時器)├─────┐└────────────┘└────────────┘└────────────┘│