1、上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器1 1. 笼型电动机的起动控制线路1）用接触器直接起动2）降压起动控制线路星形三角形换接降压起动控制线路PLC 实现 上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器2定子串电阻降压起动控制线路时间原则控制：以时间作为控制的变化参量，主要采用时间继电器进行控制的方法称为时间原则控制。例如，定子绕组串电阻降压起动控制电路。如图 3-15 所示，主电路由接触器 KM1、KM2 主触点构成串电阻接线和短接电阻接线，并由时间继电器 KT 实现从起动到正
2、常工作状态的切换。按下起动按钮 SB2，接触器 KM1 线圈得电，电动机串电阻降压起动。同时，时间继电器 KT 线圈得电，经过一定时间，其延时闭合动合触点闭合，KM2 线圈得电，KM 1、KT 线圈断电。KM2 主触点闭合，电阻短接，电动机全压运行。上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器3 KM2图 3-15 定 子 串 电 阻 降 压 启 动 时 间 原 则 控 制 电 路a)主 电 路MKRKM1 KM21KM2b)控 制 电 路TWUFVSBKTM21时间原则控制多用于难以直接检测变化参量的自动控制中，而且时间继电器的通用性好
3、，控制灵活方便，因而能代替某些原则控制。3） 电动机正反转线路上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器4 KRMU1FVW2SB12KM12KM图 3- 正 反 向 接 触 器 间 的 联 锁a)b)主 电 路 控 制 电 路KM21SB1图 3- 采 用 复 合 按 钮 的 联 锁 控 制 电 路KM2SB如图 3-11 所示，SB 为停止按钮，SB1 为正向起动按钮，SB2 为反向起动按钮。在正向接触器 KM1 线圈的电路中，串入反向接触器 KM2 的常闭触点，实现正反向接触器间的联锁（互锁） 。如果希望不用按下停止按钮 SB，直
4、接按下反向按钮 SB2 即可实现电动机反向工作，SB1、SB 2 可以采用复合按钮（如图 3-12）或转换开关。电动机正反转 PLC 控制：上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器5 4）正反转自动循环线路行程控制原理：限位开关 SQ1 放在左端需要反向的位置，SQ2 放在右端需要反向的位置，机械挡铁装在运动部件上。正向运动时，按正转按钮 SB2，KM1 通电自锁，电动机正向旋转，带动工作台左移。压下 SQ1，其常闭触点断开，切断 KM1 的线圈电路。同时，SQ1 的常开触点闭合，接通 KM2 的线圈电路，电动机反转，带动工作台右移，
5、压下 SQ2，工作台实现左右移动的自动控制。限位开关 SQ3、SQ4 分别起到左右超限位保护作用，当工作台移动到左右的极限位置时动作。 图 3-14 行 程 原 则 控 制 电 路SQ2BKM11KM3221注意：运动部件经过一次自动往复循环，电动机要进行两次反接制动过程，易出现较大的反接制动电流和机械冲击。因此，这种电路只适用于电动机容量较小，循环周期较长，电动机转轴具有足够刚性的拖动系统中。在选择接触器容量时，应比一般情况下选择的容量大一些。5）多电机顺序启动以车床主轴为例，主电路如图 3-13a 所示，主轴拖动电动机 M1，润滑油泵电动机M2。控制电路如图 3-13b 所示， KM2 的
6、常开触点串入 KM1 的线圈电路中，实现先 KM2 通上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器6 电、后 KM1 通电的顺序动作。起动时，同时按下按钮 SB2、SB 4，油泵先给齿轮箱供油润滑，KM2 的常开触点闭合，然后才允许主轴拖动电动机起动。PLC 实现：如图所示。Y0 的常开触点串在 Y1 的控制回路中，Y1 的接通是以 Y0 的接通为条件。这样，只有 Y0 接通才允许 Y1 接通。Y0 关断后 Y1 也被关断停止，而且 Y0 接通条件下，Y1可以自行接通和停止。X0 、X2 为起动按钮，X1、X3 为停止按钮。6）多地点控制
7、如图 3-18 所示，进行两地控制，应当有两组按钮，其线路设计的普遍规则是：各个操作地点的起动按钮（常开触点）并联，即逻辑“或”的关系；停车按钮（常闭按钮）串联，即逻辑“与非”的关系。FU21图 3-1 车 床 主 轴 顺 序 启 动 控 制 电 路KMR1a)主 电 路KM2b)控 制 电 路KM21KM2UWV 1图 3-18 多 地 点 控 制 电 路KMSB142FUKMRWV上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器7 多地控制电路 PLC 实现：下图是两个地方控制一个继电器线圈的程序。其中 X0 和 X1 是一个地方的起动和
8、停止控制按钮，X2 和 X3 是另一个地方的起动和停止控制按钮。两台交流异步电动机，一台启动 10s 后第二台启动，停车时两台同时停止。欲实现这一功能。给两台电机供电的两只交流接触器要占用 PLC 的两个输出口（Y0 及 Y2） 。由于是两台电机联合启停，仅选一只启动按钮（X0）和一只停止按钮（X2 ） ，但延时功能需一只定时器（T1） 。线路中的保护措施在电气控制线路中，常用的保护措施有：短路电流保护，过电流保护，热保护，零电压、欠电压保护，弱磁保护及超速保护等。1. 短路保护（1 ）熔断器保护 （2 ）过电流继电器保护或断路器保护 2. 过电流保护3. 热保护4. 零电压和欠电压保护5.
9、其他保护措施（1 ）弱磁场保护 （2 ）超速保护 6. 电动机的常用保护举例如图 3-19，快速熔断器 FU、熔断器 FU1 为短路保护；热继电器 KR 为过电流保护；欠图 3-9 电 动 机 的 常 用 保 护 控 制 电 路KVSB1a)主 电 路MKRQFUL231a)b)a)主 电 路 b)控 制 电 路QF可编程逻辑控制器部分：一、 PLC 的结构组成PLC 是一种以微处理器为核心，综合了计算机技术、半导体存储技术和自动控制技术的一种工业控制专用计算机，其结构组成与微机基本相同，包括以下几部分：中央处理单元（CPU ） 、存储器、输入输出（I/O）部件、电源部件和外部设备，如图 51
10、 所示。上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器10图 5-1 PLC 结构组成二、 PLC 的工作方式PLC 与其它计算机一样，其功能还必须由软件支持，软件包括系统软件和应用软件。PLC 的工作方式是在其系统软件的控制和指挥下，对应用软件（用户程序）作周期性的循环扫描工作。每一循环称为一个扫描周期，每一个扫描周期分为输入采样、执行程序、输出刷新和通讯四个阶段。1. 输入采样阶段 PLC 在采样阶段以扫描方式顺序读入所有输入的状态，并存入输入数据寄存器中。接着转入执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态变化，输入数据寄存器的内容也不会改
11、变。这些变化只能在下一个扫描周期输入采样时读入。I/O扩展接口I/O扩展单元系 用统 户程 程序 序存储器B微处理器 CPU 输出部件电源部件接受现场信号 驱动受控元件输入部件外设接口编程器其他外设A上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器11 2. 程序执行阶段在程序执行阶段，先从输入数据寄存器中读入所有输入的状态。指令的执行总是根据梯形图的顺序先左后右、先上后下地对每条指令进行扫描，并按程序中规定读入某个输出、内部辅助继电器、定时器、计数器的状态。然后，进行逻辑运算。运算结果存入输出数据寄存器。3. 输出刷新阶段在所有指令执行完以
12、后，输出数据寄存器中的数据不再发生变化，输出数据寄存器中所有输出继电器的状态，在输出刷新阶段转存到输出锁存电路，并驱动输出电路。这才是PLC 的实际输出。4. 通讯输出刷新过后，PLC 进入与编程器和上位机或下位机通讯（如果有通讯请求） 。在与编程器通讯过程中，编程器把编程和修改的参数发送给主机，主机把要显示的状态、数据、错误码等发送给编程器进行相应显示。编程器还要发送给主机停机、启动、清内存等命令。以上四个阶段构成了 PLC 执行用户程序的一个工作周期。在 PLC 内部设置了监视定时器，对每个扫描周期进行监视，以免由于 CPU 内部故障使系统进入死循环。三、 PLC 的编程语言1. 顺序功能
13、表图（SFC）2. 梯形图（LD） 3. 指令表（IL） 等四、 PLC 与继电接触器控制系统的比较在 PLC 出现之前，逻辑控制和顺序控制都是由传统的继电接触器控制系统来实现的。由于采用了微控制器和计算机技术，PLC 与传统的继电接触器系统相比具有许多优点： 1传统的继电器控制系统是针对一定的生产机械、固定的生产工艺而设计，采用硬接线方式安装而成，只能进行开关量的控制；而 PLC 采用软件编程来实现各种控制功能，只要改变程序，就可适应生产工艺的改变，并且可以实现开关量和模拟量的控制，因而适应性强。步 1步 2步 3动作 1动作 2动作 3转换 1转换 2（a） （c ）（ b）图 5-2 顺
14、序功能表图结构图（a ）顺序结构， （ c）并行结构（b）选择结构，上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器12 2传统的继电接触器控制系统中，随着控制对象的增多，必然要增加继电器数目，提高系统的运营成本；而对于 PLC 来说，只需要改变程序就可以实现较复杂的控制功能。3继电接触器控制系统在长期使用的过程中，受接触不良和触点寿命的影响，可靠性低；PLC 由于采用了微电子和计算机技术，可靠性比较高，抗干扰能力强。4继电接触器控制系统要扩充、改装都必须重新设计重新配置；而 PLC 在 I/O 点数及内存容许范围内，可自由扩充。5与传统继电
15、接触器控制系统相比，PLC 体积小，重量轻，结构紧凑，开发周期短，安装和维护工作量小，PLC 还有完善的监控和自诊断功能，可以及时发现和排除故障。因此，PLC 在性能上比继电接触器逻辑控制优异，在用微电子技术改造传统产业的过程中，传统的继电接触器控制系统，大多数将被 PLC 控制系统所取代。梯形图到指令语句表：1） 2）3）LD X1OR X2ORI M105OUT Y1LD X3OR M100ANI X4ORI M100OUT M100LD X0OR X1LDI X2OR X3ANBOUT M0LD X0AND X1LD X2ANI X3ORBOUT M1LD X0MPSAND X1MPSA
16、ND X2OUT Y0MPPANDX3OUT Y1MPPAND X4MPSAND X5OUT Y2MPPAND X6OUT Y3上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器13时序图到梯形图：1）编程实现按钮 X0 按一下，Y0 输出如下图脉冲波形用 SET ,RST 指令如何实现？2）啤酒生产线中有一个环节是对成品进行装箱，假设每 12 瓶装为一箱，思考如何实现。3）多个定时器组合电路上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器14 如图所示。当 X0 接通，T0 线圈得电并开始延
17、时，延时到 T0 常开触点闭合，又使 T1 线圈得电，并开始延时，当定时器 T1 延时到，其常开触点闭合，再使 T2 线圈得电，并开始延时，当定时器 T2 延时到，其常开触点闭合，才使 Y0 接通。因此，从 X0 为 ON开始到 Y0 接通共延时 9000s。4）定时器和计数器组合当 X1 为 ON 时，T1 开始定时，0.6s 后 T1 定时时间到，其常闭触点断开，使它自己复位，复位后 T1 的当前值变为0，同时它的常闭触点接通，使它自己的线圈重新通电，又开始定时。T1 将这样周而复始地工作，直至 X1 变为 OFF。从分析中可看出，1 最上面一行电路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于 T1
18、 的设定值。 产生的脉冲列送给 C0 计数，计满 3 个数后，C0 的当前值等于设定值，它的常开触点闭合，Y0 开始输出。 5）二分频电路N 分频电路（可参考， 为原创，有可 能错误）1.集中与分散 控制电路：上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器15在多台单机组成的自动线上，有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁。集中与分散控制的梯形图如图所示。X2 为选择开关，以其触点为集中控制与分散控制的联锁触点。当 X2 为 ON 时，为单机分散起动控制；当 X2 为 OFF 时，为集中总起动控制。在两种情况下，单机和总操作
19、台都可以发出停止命令。2.闪烁电路当拨动开关将 X0 接通，启动脉冲发生器。延时2s 后 Y0 接通，再延时 3s后 Y0 断开。这一过程周期性地重复。Y0 输出一系列脉冲信号，其周期为 5s，脉宽为 3s。2. 延合延分电路：如图所示用 X0 控制 Y0，当X0 的常开触点接通后，T0 开始定时， 10s 后 T0 的常开触点接通，使 Y0 变为 ON。X0上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器16 为 ON 时其常闭触点断开，使 T1 复位，X0 变为 OFF 后 T1 开始定时，5s 后 T1 的常闭触点断开，使 Y0 变为
20、OFF，T1 也被复位。Y0 用起动、保持、停止电路来控制。状态指令 编程题1：上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器17 状态指令 编程题 2：上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器18 状态指令 编程题 3：根据十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的控制时序图如图所示。状态转移图：上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器19 状态转移步进梯形图：并行分支与汇合流程的编程应用上海海事大学电气系 PLC 考试试题类型示例 测控 122 班委会编制SMU 电气系 测控技术与仪器20
