1、南京工业大学 第 1 页 共 11 页可编程控制器 试题（A）卷（闭） 2012 -2013 学年第 一 学期 使用班级 自 0901-02 班级 学号 姓名题号 一 二 总分得分一、 简答题（每小题 6 分，共 48 分）1 电磁式低压电器电磁机构主要由哪几部分构成？请简述电磁机构的工作原理。1. 电磁式低压电器电磁机构组成：吸引线圈、铁心、衔铁。原理：吸引线圈将电能转换为磁能，产生磁通，衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合2. 试采用继电器接触器控制方式设计启-保-停电路，包括主电路和控制电路，分析控制过程。工作过程：合上刀开关 QS，按下启动按钮 SB2，KM 线圈吸合，KM 主触
2、点闭合，电动机运转。KM 辅助常开触点闭合，自锁；按下停止按钮 SB1，KM 线圈断电，主触点、辅助触点断开，电动机停止。3. 什么是 PLC 的扫描周期？其扫描过程分为哪几个阶段，各阶段完成什么任务？PLC 的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。南京工业大学 第 2 页 共 11 页扫描过程包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。输入采样阶段：PLC 扫描所有输入端子，并将各输入状态输入内存中对应的输入映像寄存器。程序执行阶段：PLC 根据先左后右，先上后下的步序语句逐句扫描梯形图。输出刷新阶段：元件映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通/断
3、开）转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。4.分别说明定时器 TONR,TON,TOF 工作过程。TONR,TON 工作原理：当 IN 为“1”时，开始定时，当前值寄存器当前值逐渐增加，定时时间=PT定时基准时间。当前值大于等于设定值时，定时时间到，定时器线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开。TOF 工作原理：当 IN 接通时，定时器线圈通电，常开触点闭合，常闭触点断开，当前值为 0；当 IN 由接通到断开时，定时器开始定时，当前值达到设定值时，停止计数，定时时间到，定时器线圈断电，其常开触点断开，常闭触点闭合。5.结合我院实验室实验装置，请简要写出十字路口交通灯控制的实验步骤
4、。 （不需要写具体 PLC 程序）1按照控制要求分配 I/O 点；2按设计好的 I/O 分配情况把 PLC 的 I/O 端子分别接线至对应的按钮、开关或输出指示灯。3编写 PLC 梯形图或指令表程序使之满足控制要求，编译通过；4把编译好的程序下载到 PLC 中；5按下实验板上的启动按钮开始工作，顺次模拟动作实验装置，观察输出的逻辑次序是否符合控制要求，若符合，实验结束，若不符合，返回 3 修改程序继续调试。6. PLC 执行下列程序，分析触点 Q0.0 在 I0.0 为 1 多久后得电，什么时候失电，为什么？南京工业大学 第 3 页 共 11 页触点 Q0.0 在 I0.0 为 30s 后得电
5、，I0.0 为 0 后失电。因为 T33 定时时间为 1s，每 1sT33 状态位接通 1 次，M0.0 相应地接通 1 次，C1 的当前值加 1，当 C1 达设定值时，M0.0 共接通 30 次，即 30130s，故 C1 达设定值时经过了 30s，这时 Q0.0 得电。当 I0.0 为 0 后，计数器 C1 复位，Q0.0 断电。7. 如图所示两台电动机启停的继电器控制系统，说明电动机 M1 和 M2 启停的顺序，若用 PLC 控制，设计 I/O 口，绘制梯形图。南京工业大学 第 4 页 共 11 页7. 答：M1 启动后 M2 才可启动，M2 停止后 M1 才可停止。启动 M1 按钮：I
6、0.0启动 M2 按钮：I0.1停止 M1 按钮：I0.2停止 M2 按钮：I0.3电动机 M1：Q0.0电动机 M2：Q0.18. 下图为一电动机启动的梯形图，启动按钮和停止按钮按下去的时间间隔大于南京工业大学 第 5 页 共 11 页40s，画出输出 Q0.0、Q0.1、Q0.2 对应的工作时序图。 PT2037I0.1ONII0. ( )Q0.Q0.IT3750( )Q0.2Q.启 动 I0.停 止 I.1启 动 I0.停 止 1Q0.20s0.2 15s.1二编程题（共 52 分）1. 某机床主轴由一台笼型电动机拖动，润滑油泵由另一台笼型电动机拖动，均采用直接启动，工艺要求：主轴必须在
7、油泵开启后才能启动，主轴正常为正向运转，但为调试方便，要求正、反向能点动控制；主轴停止后才允许油泵停止，设计主电路，I/O 分配及 PLC 程序。（10 分）1.主电路南京工业大学 第 6 页 共 11 页主轴正转启动：I0.0主轴反转启动：I0.1润滑油泵启动：I0.2主轴停止：I0.3润滑油泵停止：I0.4主轴正转线圈：Q0.0主轴反转线圈：Q0.1润滑油泵线圈：Q0.22. 三台 CPU224 组成通信网络，其中一台为主站，两台为从站。拟用主站的I0.0I0.7 分时控制两从站的输出口 Q0.0Q0.7，每 10s 为一周期交替切换 1 号从站南京工业大学 第 7 页 共 11 页及 2
8、 号从站，试用自由口模式完成以上功能。 （12 分）3. 大小球分选装置用于将料箱中的钢球依大小不同置于小球容器和大球容器中。分选装置一次分选过程如下：左上为原点，动作顺序为下降、吸球、上升、右行、下降、释放、上升、左行。在以上过程中，机械臂第一次下降时，若电磁铁吸住大球，极限开关 SQ2 断开，若吸住小球，SQ2 接通，以此判断大球还是小球, 抓球和释放南京工业大学 第 8 页 共 11 页球的时间均为 2 秒，机械臂动作行程由上下左右限位开关控制，机械臂在原点时原点指示灯亮。要求分选装置连续工作，写出 I/O 分配情况，设计顺序功能图，并写出对应的梯形图程序。 （15 分）小球大球上限位小
9、球右限位大球右限位左限位下限位极限开关S Q 2挡板I0.0：启动I0.1：左限位I0.2：下限位I0.3：上限位I0.4：大球右限位I0.5：小球右限位I0.6：极限开关 SQ2Q0.0：原点指示Q0.1：向下运动Q0.2：抓球Q0.3：右行Q0.4：向上Q0.5：左行I0.6I0.4S1.0I0.1S0.0S0.2S0.1S0.3S0.4S0.5S0.6I0.1I0.3Q0.0I0.0 Q0.1I0.2IN TONPTQ0.2S1T3710T37Q0.4Q0.3I0.3I0.6I0.5Q0.1I0.2IN TONPTQ0.2R1T3810T38S0.7Q0.4I0.3 Q0.5南京工业大学
10、 第 9 页 共 11 页4. 被控对象为需保持一定压力的供水水箱，被控变量为其水位，给定量为满水位的75%，控制量为向水箱注水的调速电机的转速。被控变量（单极性）由水位计检测后经 A/D 变换送入 PLC。用于控制电机的转速信号由 PLC 执行 PID 指令后以单极性信号经 D/A 变换后送出。本例假设根据实际情况，已选定纯比例控制，且增益常数选为 KC=0.25。要求开机后先手动控制电机，一直到水位上升为 75%时通过输入点 I0.0的置位切入自动状态，试给出 PID 自动控制的实现程序，包括主程序、子程序、中断服务程序。 （15 分）南京工业大学 第 10 页 共 11 页南京工业大学 第 11 页 共 11 页
