《機(jī)床電氣控制與PLC》期末試卷-A卷課程名稱：機(jī)床電氣控制與PLC考試班級(jí)：__________姓名：__________學(xué)號(hào)：__________得分：__________考試時(shí)間：120分鐘考試方式：閉卷一、選擇題（每題2分，共20分，每題只有一個(gè)正確答案）1.下列低壓電器中，屬于主令電器的是（）A.接觸器B.按鈕C.熔斷器D.熱繼電器2.交流接觸器的主觸點(diǎn)用于控制（）A.控制電路B.信號(hào)電路C.主電路D.輔助電路3.熱繼電器的主要作用是（）A.短路保護(hù)B.過載保護(hù)C.欠壓保護(hù)D.失壓保護(hù)4.PLC的核心部件是（）A.輸入/輸出模塊B.中央處理單元（CPU）C.電源模塊D.編程器5.PLC工作過程中，（）階段是將輸入端子的狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中A.程序執(zhí)行B.輸入采樣C.輸出刷新D.自我診斷6.在三菱FX系列PLC中，輔助繼電器的標(biāo)識(shí)符是（）A.XB.YC.MD.T7.下列指令中，屬于三菱FX系列PLC定時(shí)器指令的是（）A.LDB.OUTC.T0D.C08.機(jī)床電氣控制中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的關(guān)鍵是（）A.改變電源電壓B.改變電源頻率C.改變定子繞組相序D.改變轉(zhuǎn)子電阻9.在PLC梯形圖中，線圈（）A.可以直接接在左側(cè)母線上B.可以并聯(lián)在觸點(diǎn)后面C.可以串聯(lián)在電路中D.不能直接接在左側(cè)母線上10.下列關(guān)于PLC的說法，錯(cuò)誤的是（）A.PLC抗干擾能力強(qiáng)B.PLC編程簡(jiǎn)單，易于掌握C.PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)不可擴(kuò)展D.PLC可靠性高，故障率低二、填空題（每空1分，共20分）1.低壓電器按用途可分為__________和__________兩大類。2.接觸器主要由__________、__________和__________三部分組成。3.熔斷器的核心元件是__________，其作用是實(shí)現(xiàn)__________保護(hù)。4.PLC的工作方式是__________，其工作過程分為__________、__________和__________三個(gè)階段。5.在三菱FX系列PLC中，輸入繼電器的地址編號(hào)從__________開始，輸出繼電器的地址編號(hào)從__________開始。6.定時(shí)器按工作方式可分為__________定時(shí)器和__________定時(shí)器，其中__________定時(shí)器通電延時(shí)，斷電后瞬時(shí)復(fù)位。7.機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，常用的電氣制動(dòng)方式有__________和__________兩種。8.梯形圖是PLC編程的常用語言，其元素包括__________、__________和__________。9.實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)星-三角減壓?jiǎn)?dòng)的條件是電動(dòng)機(jī)定子繞組額定電壓為__________V，且繞組接法為__________。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述交流接觸器的工作原理。2.簡(jiǎn)述PLC的主要特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。3.什么是自鎖控制？自鎖控制的作用是什么？如何實(shí)現(xiàn)自鎖控制？4.簡(jiǎn)述定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的區(qū)別及各自的應(yīng)用場(chǎng)景。5.機(jī)床電氣控制線路的故障排查常用方法有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)述其中兩種方法的操作步驟。四、分析題（10分）下圖為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路圖，請(qǐng)根據(jù)線路圖回答下列問題：（1）指出圖中各元件的名稱及作用（5分）；（2）簡(jiǎn)述電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的工作過程（5分）。（注：此處線路圖核心元件提示：QS-刀開關(guān)、FU1/FU2-熔斷器、KM1-正轉(zhuǎn)接觸器、KM2-反轉(zhuǎn)接觸器、SB1-停止按鈕、SB2-正轉(zhuǎn)按鈕、SB3-反轉(zhuǎn)按鈕、FR-熱繼電器、M-三相異步電動(dòng)機(jī)）五、編程題（20分）用三菱FX系列PLC設(shè)計(jì)一個(gè)控制程序，要求如下：1.控制對(duì)象：兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1和M2；2.控制要求：（1）M1啟動(dòng)后，M2才能啟動(dòng)；（2）M2啟動(dòng)后，M1不能停止；（3）按下停止按鈕，M2先停止，延時(shí)5秒后M1自動(dòng)停止；（4）設(shè)置過載保護(hù)，當(dāng)M1或M2過載時(shí)，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均立即停止。要求：（1）畫出I/O分配表；（2）寫出梯形圖程序。-------------------參考答案-------------------一、選擇題（每題2分，共20分）1.B2.C3.B4.B5.B6.C7.C8.C9.D10.C二、填空題（每空1分，共20分）1.控制電器；主令電器（順序可互換）2.電磁系統(tǒng)；觸點(diǎn)系統(tǒng)；滅弧裝置3.熔體；短路4.循環(huán)掃描工作方式；輸入采樣；程序執(zhí)行；輸出刷新5.X0；Y06.通電延時(shí)；斷電延時(shí)；通電延時(shí)7.反接制動(dòng)；能耗制動(dòng)（順序可互換）8.觸點(diǎn)；線圈；導(dǎo)線9.380；三角形（Δ）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.交流接觸器工作原理：當(dāng)接觸器線圈通入交流電流時(shí)，線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使鐵芯產(chǎn)生電磁吸力，吸引銜鐵向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)作：主觸點(diǎn)閉合，接通主電路；輔助常開觸點(diǎn)閉合，輔助常閉觸點(diǎn)斷開。（3分）當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位，觸點(diǎn)系統(tǒng)恢復(fù)原始狀態(tài)：主觸點(diǎn)斷開，切斷主電路；輔助觸點(diǎn)復(fù)位。（3分）2.PLC主要特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域：特點(diǎn)：可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；編程簡(jiǎn)單、易于掌握；靈活性高、通用性強(qiáng)；體積小、能耗低；輸入/輸出點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展；維護(hù)方便。（3分，答出3點(diǎn)及以上即可）應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)自動(dòng)化控制（如機(jī)床、生產(chǎn)線控制）；機(jī)械制造行業(yè)；冶金、化工行業(yè)；交通運(yùn)輸行業(yè)；電力系統(tǒng)；樓宇自動(dòng)化等。（3分，答出3點(diǎn)及以上即可）3.自鎖控制：定義：當(dāng)啟動(dòng)按鈕松開后，依靠接觸器自身的輔助常開觸點(diǎn)保持接觸器線圈通電，使電動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行的控制方式稱為自鎖控制。（2分）作用：實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行，避免操作人員長(zhǎng)時(shí)間按住啟動(dòng)按鈕。（2分）實(shí)現(xiàn)方法：將接觸器的輔助常開觸點(diǎn)與啟動(dòng)按鈕并聯(lián)，當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下后，接觸器線圈通電，輔助常開觸點(diǎn)閉合，替代啟動(dòng)按鈕保持線圈通電，實(shí)現(xiàn)自鎖。（2分）4.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的區(qū)別及應(yīng)用場(chǎng)景：區(qū)別：定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，觸發(fā)信號(hào)為時(shí)間信號(hào)；（2分）計(jì)數(shù)器是根據(jù)輸入脈沖的個(gè)數(shù)累積計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)觸發(fā)動(dòng)作，觸發(fā)信號(hào)為脈沖信號(hào)。（2分）應(yīng)用場(chǎng)景：定時(shí)器用于需要延時(shí)動(dòng)作的場(chǎng)合，如電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)、延時(shí)停止、順序控制中的延時(shí)環(huán)節(jié)等；（1分）計(jì)數(shù)器用于需要對(duì)脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的場(chǎng)合，如產(chǎn)品計(jì)數(shù)、工序計(jì)數(shù)、物料輸送計(jì)數(shù)等。（1分）5.機(jī)床電氣控制線路故障排查常用方法：常用方法：直觀檢查法、萬用表檢測(cè)法、通電試驗(yàn)法、短接試驗(yàn)法等。（2分，答出2種及以上即可）操作步驟示例：（1）直觀檢查法：①斷電狀態(tài)下，觀察線路有無明顯故障，如導(dǎo)線斷路、短路、接觸不良；元件損壞（如熔斷器熔體熔斷、接觸器觸點(diǎn)燒蝕、線圈燒毀）；接線松動(dòng)、脫落等。（2分）②通電狀態(tài)下，觀察元件有無異常發(fā)熱、異響、火花等現(xiàn)象。（2分）（2）萬用表檢測(cè)法：①斷電狀態(tài)下，用電阻檔檢測(cè)線路通斷、元件好壞（如檢測(cè)接觸器線圈電阻，判斷線圈是否燒毀；檢測(cè)觸點(diǎn)通斷情況）。（2分）②通電狀態(tài)下，用電壓檔檢測(cè)各節(jié)點(diǎn)電壓是否正常，判斷故障位置（如檢測(cè)接觸器線圈兩端電壓，若有電壓但線圈不吸合，說明線圈損壞）。（2分）（任選兩種方法作答即可）四、分析題（10分）（1）各元件名稱及作用：①Q(mào)S：刀開關(guān)，作用是接通或切斷電源，實(shí)現(xiàn)電路的總控制。（1分）②FU1/FU2：熔斷器，作用是實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，熔體熔斷，切斷電路。（1分）③KM1：正轉(zhuǎn)接觸器，作用是控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，線圈通電時(shí)主觸點(diǎn)閉合，接通正轉(zhuǎn)電源。（1分）④KM2：反轉(zhuǎn)接觸器，作用是控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，線圈通電時(shí)主觸點(diǎn)閉合，接通反轉(zhuǎn)電源。（1分）⑤SB1：停止按鈕（常閉），作用是切斷控制電路，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。（0.5分）⑥SB2：正轉(zhuǎn)按鈕（常開），作用是控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，按下時(shí)接通KM1線圈電路。（0.5分）⑦SB3：反轉(zhuǎn)按鈕（常開），作用是控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，按下時(shí)接通KM2線圈電路。（0.5分）⑧FR：熱繼電器，作用是實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱元件發(fā)熱變形，推動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷控制電路。（0.5分）⑨M：三相異步電動(dòng)機(jī)，作用是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)行。（0.5分）（2）電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)工作過程：①合上刀開關(guān)QS，接通電源。（1分）②按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2，控制電路導(dǎo)通：電源→FU2→SB1（常閉）→SB2（閉合）→KM1線圈→FR（常閉）→電源。（2分）③KM1線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作：主觸點(diǎn)KM1閉合，接通主電路，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)啟動(dòng)；輔助常開觸點(diǎn)KM1閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖（替代SB2保持KM1線圈通電）；輔助常閉觸點(diǎn)KM1斷開，實(shí)現(xiàn)互鎖（防止KM2線圈通電，避免正反轉(zhuǎn)電源短路）。（1分）④按下停止按鈕SB1，控制電路斷開，KM1線圈斷電，觸點(diǎn)復(fù)位，主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)。（1分）五、編程題（20分）（1）I/O分配表（8分）輸入信號(hào)地址編號(hào)功能說明輸出信號(hào)地址編號(hào)功能說明SB1X0M1啟動(dòng)按鈕KM1Y0控制M1運(yùn)行SB2X1M2啟動(dòng)按鈕KM2Y1控制M2運(yùn)行SB3X2停止按鈕FR1X3M1過載保護(hù)觸點(diǎn)FR2X4M2過載保護(hù)觸點(diǎn)（2）梯形圖程序（12分）（說明：梯形圖核心邏輯如下，用文字描述梯形圖結(jié)構(gòu)）第一行：輸入繼電器X0（SB1）、輔助繼電器M0、輸出繼電器Y0（KM1）的控制回路。X0與M0并聯(lián)（自鎖），串聯(lián)X2（SB3）、X3（FR1）、X4（FR2）、M1（M2運(yùn)行聯(lián)鎖），輸出Y0。第二行：輸入繼電器X1（SB2）、Y0（M1運(yùn)行聯(lián)鎖）、輔助繼電器M1、輸出繼電器Y1（KM2）的控制回路。X1與Y0串聯(lián)，再與M1并聯(lián)（自鎖），串聯(lián)X2、X3、X4，輸出Y1。第三行：停止按鈕X2觸發(fā)，輔助繼電器M2得電，控制M2停止及M1延時(shí)停止。X2串聯(lián)X3、X4，輸出M2。第四行：M2得電后，定時(shí)器T0開始延時(shí)（設(shè)定值K50，對(duì)應(yīng)5秒），T0延時(shí)到后，輔助繼電器M3得電。第五行：M3得電后，切斷M0的自鎖回路，使Y0斷電，M1停止。具體梯形圖符號(hào)表示：LDX0

ORM0

ANX2

ANX3

ANX4

ANM1

OUTY0

OUTM0

LDX1

ANDY0

ORM1

ANX2

ANX3

ANX4

OUTY1

OUTM1

LDX2

ANX3

ANX4

OUTM2

LDM2

OUTT0K50

LDT0

OUTM3

LDM3

RSTM0（注：實(shí)際考試中需繪制標(biāo)準(zhǔn)梯形圖，此處用指令表輔助說明邏輯，核心邏輯正確即可得分）命題人：__________審題人：__________命題日期：__________食