电气控制

一、基本概念 1、PLC是指什么，由哪些部件构成？有何特点？其工作过程一般分为哪几个阶段，每个阶段主要完成哪些控制任务？按结构形式分为哪几种？PLC按输入/输出点的容量分为几种？PLC按输入模块与外部用户设备的接线形式分几种方式？PLC按输出器件的种类分为几种方式？PLC按输出模块与外部用户输出设备的接线形式有几种形式？ 答：PLC指可编程逻辑控制器。PLC是一种专门为在工业环境下应用而的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC由CPU、输入/输出部件、存储器、编程器、电源、外设接口、底板和机架等构成。 PLC特点：：1. 可靠性高，抗干扰能力强2 .适用性强，使用灵活方便3.功能强，适应面广 4.编程简单，容易掌握5.控制系统设计安装调试方便且它体积小、重量轻、功耗低、维护方便 工作过程一般分为：输入采样阶段，程序执行阶段，输出刷新阶段。 每个阶段主要完成哪些控制任务 1．输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入内存中各对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着，进入程序执行阶段，在程序执行阶段和输thOU新阶段，输入影响寄存器与外界隔离，无论输入信号如何变化，其内容保持不变，直到下…。个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。 2．程序执行阶段 根据PLC梯形图程序扫描原则，PLC按先左后右、先上后下的步序语句逐句扫描。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器“读入”上一阶段采入的对应输入端子状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件(“软继电器”)的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。对元件映像寄存器来说，每一个元件(“软继电器”)的状态会随着程序执行过程而变化。 3．输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态(接通／断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。 PLC按结构形式分为整体式、模块式，叠装式。PLC按输入/输出点的容量分为小型、中型、大型PLC。 PLC按输入模块与外部用户设备的接线形式分模拟量输入、数字量输入，电压量输入、电流量输入。 PLC按输出模块与外部用户输出设备的接线形式有汇点输出，隔离输出、混合输出。 PLC按输出器件的种类分为继电器型、可控硅型、晶体管型。 2、PLC中有哪些继电器？ PLC常用的编程语言有哪些(FX、S7-300系列)？在PLC中无输出线圈的继电器是什么？PLC指令的功能是什么？常用的电器控制线路设计方法有哪些？ 答： PLC中有输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器。 PLC常用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图、结构化语句描述。 PLC中无输出线圈的继电器是输入继电器。 PLC指令的功能是用一个或几个易于记住的助记符来代表可编程器的某种功能，如程序控制、数据处理、算术运算等。 3、常用的电器控制线路设计方法有经验设计法（一般设计法）、设计法（逻辑设计法）。 4、三相笼型电动机常用的减压起动方式有几种？线绕式异步电动机采用什么降压方式启动？ 答：线绕式异步电动机采用转子串电抗降压方式启动。 三相笼型电动机常用的减压起动方式有定子串电阻、星形/三角形转换起动、自耦变压器启动、延边三角形、使用软启动器等。 5、常见的主令电器有哪些？常见的短路保护器件有哪些？热继电器的作用是什么？ 常见的主令电器有控制按钮、行程开关、主令控制器、接近开关，组合开关等。 常见的短路保护器件有熔断器、断路器。 热继电器的作用是用于电动机的过载，断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。 6、电动机的启动电流很大，当电动机启动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：不会。因为由于发热元件具有热惯性，电动机启动或短时过载时，绕组温升不会超过允许值，故电动机启动时不会动作。 7、PLC中能够驱动负载的继电器是哪个？ 输出继电器 8、RLO指令表示什么？ 答：逻辑运算结果。 9、电气控制线路经验设计法有哪些原则？梯形图画法有哪些规则？ 答：电气控制线路经验设计法原则有： 1)最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求 2)在满足要求的前提下,使控制系统简单,经济,合理,便于操作,维修方便,安全可靠 3)电器元件选用合理,正确,使系统能正常工作 4)为适应工艺的改进,设备能力应留有裕量 梯形图画法规则有：顺控程序、多上少右，水平不垂直，线圈右面无触点、双线圈输出应用避免，每个继电器的线圈和它的触点均用同一个编号，每个元件的触点使用时没有数量限制，线圈不能直接接在左边母线上，假定的电流只能从左向右流动，层次的改变只能从上至下。 10、可编程控制器的主要优点有哪些？ 其可靠性高的原因是什么？ 中间继电器和接触器有什么不同？ PLC优点1. 可靠性高，抗干扰能力强2 .适用性强，控制灵活3.功能强，可扩展性高，适应面广 4.编程简单，容易掌握5.控制系统设计安装调试方便且它体积小、重量轻、功耗低、维护方便 其可靠性高的原因是在硬件和软件方面采取了一系列抗干扰，而且有的PLC还采用了冗余设计和差异设计。 中间继电器和接触器不同在于：接触器的主触点可以通过大电流驱动各种功率元件，而接触器的触点只能通过小电流驱动各种功率元件。 11、电气控制系统图一般包括哪些图？绘制电气原理图的规则有哪些？ 答：电气控制系统图一般包括电气原理图、电气安装接线图、电器元件布局图。 绘制电气原理图的规则有 ①原理图中所有元件均按照国标的图形符号和文字符号表示，不画实际的外形。 ②原理图中主电路用粗实线绘制在图纸的左部或者上部，辅助电路用细实线绘制在图纸 右部或者下部。电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排，布局遵 守从左到右、从上到下的顺序排列，可水平布置，也可垂直布置。 ③同一个元件的不同部分，如接触器的线圈和触点，可以绘制在原理图中的不同位置， 但必须使用同一文字符号表示。对于多个同类电器，采用文字符号加序号表示，如KMl、 KM2等。 ④原理图中所有电器的可动部分(如接触器触点和按钮)均按照没有通电或者无外力的 状态下画出。对于继电器、接触器的触点，按吸引线圈不通电状态画，控制器按手柄处于零 位时的状态画，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画。 ⑤原理图中尽量减少线条和避免线条交叉；元件的图形符号可以旋转90。、180。或45。 绘制；各导线相连接时用实心圆点表示。 ⑥原理图中绘制要层次分明，各元件及其触点安排合理，在完成功能和性能的前提下， 尽量少用元件，减少能耗，同时要保证线路的运行可靠性、施工和维修的方便性。 12．可编程控制器的控制系统与传统的继电器接触器控制比有哪些优点？ 与单片机相比有哪些优缺点？      继电器控制系统由开关、继电器、接触器等组成，靠硬接线实现逻辑运算，有触点，并行方式，易出现故障，排除难，不易系统更新换代。 PLC控制系统由 CPU、存储器等微机系统，程序控制方式，无触点，串行方式，成品组装，可靠性极强，安装、使用、维护、维修方便，易于系统更新换代。 单片机控制系统的硬件需人工设计、焊接，需较强的电子技术技能，抗干扰能力差，程序控制方式，无触点，维护、使用需较强的专业知识，程序设计较难，系统更新换代周期长。                                                              13．接触器的选用原则是什么？        答：①根据负载性质选择接触器的类型。 ②额定电压应大于或等于主电路工作电压。 ③额定电流应大于或等于被控电路的额定电流，对于电动机负载，还应根据其运行方式 适当增加或减小。 ④吸引线圈的额定电压和频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。 14．在控制线路中，既装热继电器，又装熔断器，各起什么作用？能否相互代用？ 性能指标：热继电器：热继电器额定电流、热元件额定电流、整定电流。 熔断器：额定电压、额定电流，熔断体额定电流，极限分断能力。 15．灭弧方式有哪几种？  答：电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧、栅片灭弧。 17．接触器有哪几部分构成？          答：由电磁机构（线圈、铁心、衔铁），触点系统（主触点和辅助触点）、灭弧装置、其它部件（反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构、外壳等）构成。 18．可编程控制器的主要性能指标有哪些？          答：存储器容量、I/O点数、扫描速度、指令的功能与数量、内部元件的种类与数量、．可扩展能力 19．设计PLC控制系统时，应遵循的基本原则有哪些（步骤）?  设计电器控制线路时，必要的保护环节有哪些？ 1)深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 2)确定输入／输出设备  3）选择合适的PLC类型  4)分配输入／输出点                          5）设计应用系统梯形图程序 6）将程序输入PLC    7)进行软件测试                              8)应用系统整体调试      9)编制技术文件 必要的保护环节有：短路保护、过载保护、过流保护欠压、失压、过压保护、弱磁失磁保护。 20．PLC的编程器的主要功能是什么？        编程器用于PLC程序写入、读出编辑等和对系统的一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，测试和故障诊断。 21．电气控制系统分析的任务是什么？分析哪些内容？  答：电气控制系统分析的任务是通过对各种技术资料的分析来掌握电气控制线路的工作原理、技术 指标、使用方法、维护要求等。 电气控制系统分析的内容1设备说明书2电气控制原理图3电气设备的总装接线图4电器元件布置图与接线图 二、设计 1.试画出带变压器桥式整流的电动机能耗制动控制原理图。 （主电路、电气控制线路、PLC控制）    2.试画出具有电气联锁的电动机正反转的控制原理图。（主电路、电气控制线路、PLC控制） 3.试画出三相异步电动机控制的点动、长动、停止的原理图。（主电路、电气控制线路、PLC控制）  4.有两台电机M1、M2，要求如下：（主电路、电气控制线路、PLC控制） 1） M1启动后M2延时10秒后自动启动，M2停止M1立即停止；压下停止按钮后两台电机同时停止。 2）两台电机具有短路、过载等常规保护。 5.试画出笼型电动机Y-Δ减压起动的控制原理图。（主电路、电气控制线路、PLC控制）  6.试画出电动机具有正反转控制、且停车时能反接制动动的控制原理图。 （主电路、电气控制线路、PLC控制） 9.图示的电路要求如下： 1）自动循环。即启动按钮压下后，刀架由位置1移动到位置2，进行一段时间的钻削加工后（时间自己设定），自动退回位置1，又从位置1移动到位置2，进行钻削加工后自动退回位置1实现自动循环。 2）要求压下停止按钮实现快速停车。