自动生产线复习题参考答案

自动生产线复习题

1.自动化生产线由哪几部分组成?各部分的基本功能是什么？

答：P9页；答：送料单元的基本功能：按需要将放置在料仓中代加工的工件自动送出到物料台上，一边输送单元的机械手装置将工件抓取送到其他工作单元

输送单元：该单元能实现但制定单元的物料台精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取的工件送到指定位置然后放下的功能。

加工单元：把该物料台上的工件送到冲压架构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送到物料台上，带输送单元机械手取走

转配单元：完成将该单元料仓中白色或黑色小圆柱镶嵌到已加工的工件中的过程

2.解释S7-226 DC/DC/DC和S7-224 AC/DC/RLY两种PLC型号的具体含义。

答P51页应用在输送单元共24点输入，16点晶体管输出

应用在公料单元，共14点输入和十点输出

3.自动生产线中，气源处理装置指哪些器件？分别有什么作用？

答：

压缩机：把机械能转变为气压能。

电动机：给压缩机提供机械能，它是把电能转变成机械能。

压力开关：被调节到一个最高压力：停止电动机，最低压力，重新激活电动机。

单向阀：阻止压缩空气反方向流动。

储气罐：贮存压缩空气。

压力表：显示储气罐内的压力。

自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。

安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气排出。

冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，以减少系统中的水份。

主管道过滤器：它清除主要管道内灰尘、水份和油。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。

4.解释S7-226 DC/DC/DC和S7-224 AC/DC/RLY两种PLC型号的具体含义。

5.简述磁性开关的工作原理，接线方法。

答：工作原理：但磁性物体接近时，传感器动作，并输出开关信号；

接线方法：棕色线接PLC的输入端；蓝色线接公共端；

6.简述磁性开关在生产线中应用。分析磁性开关在应用中的调整方法。

答：磁性开关在生产线中用于气缸的伸出或缩回的检测；在装配站中，在气动摆台中用

磁性开关检测旋转到位信号；

调整的方法：先把磁性开关装在气缸上，磁性开关的位置根据控制对象的要求调整，只要让磁性开关到达指定的位置后，用螺丝刀旋紧固定螺钉。

7.简述电感接近开关的工作原理。

答：电感接近开关利用电磁感应原理，当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱以至于停振。振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出；

8.简述漫反射光电开关的工作原理。

答：P19页；是利用光照射到被测工件上后反射回来的光线而工作的，由于工件的反射光线是漫反射

在工作时，光发射器始终发射检测光，如发射光前一定距离没有物体，则没有光被反射到接收器，光电开关处于常态而不动作；反之如接近开关前方一定距离内有物体出现，只要反射回来的光足够强，则接收器接收到足够的反射光就会是接近开关动作而改变输出的状态

9. 在供料站主程序中，两个子程序的调用有什么不同？为什么?

答：供料控制子程序只有在在运行状态下才会调用；而状态指示无条件被调用；

原因：状态指示需要时刻指示供料站的运行状态，不运行也属于指示状态的范畴，故需要一直被调用，而供料控制要在运行状态才能被调用，所以在调用供料控制子程序需要在运行状态下。

10. 光纤式光电开关的工作原理。

答：P22页把被测对象所调制的光信号输入光纤，通过输出端进行光信号处理而进行测量

11.光纤式光电开关和传统漫反射式光电开关比较有哪些优势？

答：抗电磁干扰、可工作用于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，体积较小；

12.总结检查气动连线、传感器接线、I/O检测及故障排除方法。

答：

13.供料站主程序中，两个子程序的调用有什么不同？为什么?

答：供料控制子程序只有在在运行状态下才会调用；而状态指示一直被调用；

原因：状态指示需要时刻指示供料站的运行状态，不运行也属于指示状态的范畴，故需要一直被调用，而供料控制要在运行状态才能被调用，所以在调用供料控制子程序需要在运行状态下。

14.供料站中，推料子程序运行有几个先决条件？

答：物料台没有物料、供料筒底部有物料、顶料气缸顶料到位；

15供料中.顺序控制子程序运行的条件有哪几个？

答：程序处于运行状态；S0.0被置位，在主程序中调用供料控制子程序。

16.简述顺序控制子程序的编制方法？

答：供料站顺序子程序是用顺序控制继电器（SCR）来编制顺序控制程序；根据供料的先后的都动作的逻辑顺序编写的，并加上一些转换的时所需的条件，并能够进行循环；

17.简述装配站中料仓侧面安装的两个光电传感器的作用。

答：左边光电传感器用来控制供料机构的供料，当该光电传感器检测到没有物料，是启动供料机构供料；

右边光电传感器用来控制摆动气缸的摆动，当检测到左边料盘中没有物料时，会触发摆动气缸摆动

18.装配站中顶料气缸和落料气缸的工作顺序。

答：当满足落料时，顶料气缸先顶住倒数第二个物料，并检测顶料到位，落料气缸被置位，并检测物料落下，左检测光电传感器检测到有物料，复位落料气缸，并检测到挡料状态置位，顶料气缸复位，并检测顶料气缸缩回到位，使倒数第二个物料落到挡料板上，完成顶料气缸和落料气缸的一个工作循环；

19.装配站中，落料控制和摆动气缸两个回转台的上物料检测有什么关系？

答：当左检测到有物料，而右检测没有物料时，摆动气缸会摆动，使右检测处有物料，而左检测出没有物料，当左检测到没有物料时，会使落料控制动作，从而物料落到左边的料盘；

20.分析装配站控制程序，简述装配站中落料控制部分正确的初始状态。

答：：摆动气缸摆到位、顶料气缸缩回、挡料气缸挡住物料、物料充足

21.分析程序，简述装配站中机械手的初始状态。

答：机械手缩回到位，上升到位，手爪处于放松；

22.分析程序，简述机械手的动作过程。

答：当接到运行指令时，先下降并检测下降到位，手爪抓取工件并检测抓紧工件，机械手上升并检测上升到位，机械手伸出并检测伸出到位，机械手下降并检测下降到位，手爪放开工件并检测放开工件，机械手上升并检测上升到位，机械手缩回并检测缩回到位完成一次机械手动作。

23.程序分析：根据以下程序，分析装配站中的回转工作台的工作顺序，说明程序编制的原理，以及和气动系统的关系。

答：如上图所示：当左边的光电传感器检测到有物料会触发定时器T103，延时1.5s，此时右边的光电传感器检测到没有物料会触发定时器T104，延时3s，T103延时时间到，当左旋到位或有检测到位并且T104定时器的延时间到时，会使控制摆动气缸气路的电磁阀通电，改变气流的方向，使摆动气缸摆动180°，左右物料盘位置进行对换；

24.自动线联网控制用什么通讯方式？这种方式有什么特点？

答：单工通讯方式，采取PPI协议；

特点：只能由主站到从站发送命令或读取命令，从站只能就收不能够发送信息到主站。

25.在自动线的控制中，通讯程序在哪站中编辑？用什么编辑指令？

答：搬运站；用NETW/NETR指令；

26.编制通讯程序的目的是什么？

答：实现自动化生产线的自动控制；

27.在编制通讯程序前应做哪些先期设计工作？这些工作和系统的整体编程有什么关系？

答：在使用网络读/写之前，要确认PLC之间的通信线路必须畅通，PLC之间的通信波特率一致，而地址不同，在多个PLC通信时，必须保证在网络中只有一个PLC在发数据。

28.举例说明主站如何获得从站的控制方式和工作状态？

答：

如上图，从站把从站的控制方式信息放在V1040.4中，主站读取V1040.4中的信息后就能知道从站的控制方式；

如上图，从站把准备就绪的状态的信息放到V1040.0中，主站读取V1040.0中的信息就知道现在从站的工作的状态。

29.举例说明从站如何获得主站的控制命令？

答：

如上图所示，当此站控制方式为自动控制时，并满足了运行的所有的条件时，主站会置位V1000.0，当V1000.0 被置位后，运行状态就会被置位，从站就获得了主站发送的运行的控制命令。

30.在主程序中，初态检查是在什么时间进行的？目的是什么?程序正式运行后还进行初态检查吗?

答：在上电的第一个扫描周期；目的：在程序运行之前，对程序的初始状态进行检查，为了程序能够正常的运行。

程序正式运行后就不再进行初态检查。

31.结合供料站结构和电气原理图，根据运行过程，分析运行子程序的结构原理。

答：

32.分析主程序中，起动和停止按钮操作程序原理。

答：首先要判断该站的操作方式，是手动还是自动；当手动控制时，程序的启动和停止通过启动和停止的按键来控制；在满足了运行的条件下，在按下启动按钮时，程序应该处于

停止的状态，同理，在按下停止按键时，程序要处于运行的状态。当处于自动控制状态下，该站的启动和停止通过主站来控制，可以通过人机界面来控制。

33.分析加工站中，操作方式在编程中是如何确定的。

答：

如上图，加工站的控制方式分为手动控制和自动控制方式，利用RS触发器来进行方式选择，当方式切换没有按下时，是手动控制。当方式切换处于按下状态处于自动控制状态，并把控制方式放在V1020.4存储器中，等待主站读取，当处于自动控制状态下时，主站会向从站发送控制命令，控制从站的运行。

34.编程中使用了大量（R）（S）指令，请简述两个指令使用的一般原则。

答：置位与复位指令要成对的使用。

35.分拣站中，如何判别产品的品质？除了现有的产品判别方法，还可以用其它方法进行判别吗？请举例说明。

答：分拣站使用金属传感器来检测产品的材料性质，用光纤传感器来区分产品的颜色；

CCD光电传感器也可实现对产品的判别；例如CCD光电传感器对机械零件进行图形识别。

36.S7-200PLC中，有哪几种计数器？分别举例说明使用方法和原则。

答：有加计数器、减计数器、加减计数器；

加计数器：接在ＣＵ端，在接到一个信号的上升沿时，计数器的当前值加１，直至计数器的最大值32767，当当前值大于设定值PV时，计数器被置位，当复位端R被置位时，计数器位变为OFF，当前值清0；

减计数器：接在ＣＵ端，在接到一个信号的上升沿时，计数器从设定值PV开始减１，直至0，停止计数，计数器被置位，当装载LD被置位时，计数器位变为OFF，并把设定值装入当前值寄存器中，

加减计数器：接在ＣＵ端，在接到一个信号的上升沿时，计数器的当前值加１，在减计数输入脉冲CD的上升沿，计数器的当前值减1；当当前值大于设定值PV时，计数器置位；

当复位输入为ON时，计数器被复位，

37.分析程序，说明分拣站如何判别产品的方法。

答：分拣站使用金属传感器来检测产品的材料性质（金属还是塑料），光纤传感器来区分产品的颜色（黑色或白色）；

38.旋转编码器一般分哪几种形式？各有什么特点？举例说明这两种编码器的使用方法。

答：有绝对式编码器和增量式编码器。

绝对式编码器子在中途断电，重新上电后也能读出当前值位置的数据；增量式编码器只能测量出增量值，一旦中途断电，将无法得知运动部件的绝对位置。

绝对式编码器可用于电机的定位；将增量式编码器装在车床的丝杠转轴上，通过计数增量式编码器发出的脉冲个数可用于测量刀架的位移量；

39.编码器在分拣站中的作用是什么？在编程中是如何体现的，举例说明。

答：计算工件在传送带上的位置；

用高速计数器来测出编码器发出的脉冲，

40.在分拣中，如何根据实际装置计算编码器每个脉冲的当量值？

答：首先要测得传送带外围直径D，编码器旋转一周发出的脉冲个数n;

则脉冲当量μ=(π×D)/n ;

41. S7-200PLC中，高速计数器有哪几种？

答：高速计数器有6种，分别是：HSC0到HSC5；

42. S7-200PLC中，高速计数器如何控制？

答：在PLC中可以利用高速计数器向导来编写高速计数器，并设置在向导中填写定义高速计数器和模式，设置控制字、初始值、预置值；会产生一个高速计数器子程序。要在主程序上电的第一个扫描周期进行激活，并在下面的程序中再调用该高速计数器子程序。

43.简述高速计数器的初始化过程。

答：P65页。

44.分拣站中如何使用高速计数器？

答：在主程序的初态检查时，进行调用高速计数器子程序进行激活；在分拣控制子程序中，在满足传动带运行时，再一次调用高数计数器；先计算出到指定位置的脉冲个数，把数值以双字的形式放在PLC的V存储区中如VD10、VD14、VD18、VD22，然后用比较指令并与高速计数器的当前值相比较，当高速计数器的当前值大于等于相应的V存储器的数值时，就会触发相应机构动作

45.分拣站中如何控制变频器的转速？变频器的转速分哪几种？

答：利用PLC的模拟量输出来控制变频器的运行频率，，按照50HZ对应32000；则1HZ对应640的转化关系，把需要控制变频器的运行频率N，利用PLC的乘法指令，乘以640；然后把处理后的数值放到模拟量输出的寄存器AQW0中。从而实现控制变频器的转速。

变频器的转速可分为：

46.分拣站程序中，如何将变频器转速控制在40－50HZ?

答：可用PLC的模拟量输出来控制变频器的转速。分拣站在自动控制的状态，变频器的转速的在40HZ-50HZ之间。先利用两个比较指令控制，当设定的运行频率大于50HZ时，把50放到AC0中；当设定的运行频率小于40HZ时，把40放到AC0中，按照50HZ对应32000，则1HZ 对应640的对应关系。利用乘法指令把AC0中的数值与640相乘，放到VW0，最后把VW0放到模拟量输出AQW0中。

47.S7-200CPU224XP有几个模拟量输出口，几个模拟量输入口？输出的模拟量分别是什么量？

答：有1个模拟输出，2个模拟输入；输出的模拟量分别是0——10V或0——20mA；

48. S7-200编程时，模拟量最大值是多少？

答：32767；

49.编程说明如何将十进制数转化为模拟量输出值。

解：将十进制数转化为0-10V的模拟量输出；程序如下：

50.如何连接S7-200CPU224XP的模拟量接口？

答：P54页

填空题

1、解释自动化生产线自动工作的机械电气一体化系统。

2、接近开关的用途可用于非接触式对检测对象进行检测,通常分为磁性开关、光电开关、光纤式光电开关、电感式接近开关四类。

3、自动化生产线中常使用交流异步电动机，步进电动机，伺服电动机及其驱动装置。

4、在自动化生产线中气动控制系主要有减压阀、溢流阀、节流阀、电磁阀四部分组成。

5、PLC技术是在电器控制技术和计算机技术的基础上发展起来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，将自动化技术，计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。

6、自动化生产线技术发展日新月异，常用的机械技术，控制技术，传感技术，驱动技术，网络技术等在自动功能线上应用广泛。

二、简答题

1、自动化生产线包含有哪些核心技术？

答：机械技术，控制技术，传感技术，驱动技术，网络技术、人机接口技术等

2、传感器可用于检测哪些物理信号，它在自动生产线上有何作用？

答：传感器及应用（第一页）；

应用：利用磁性开关来检测气缸的位置；利用光电开关来检测料仓中物料的状况；利用光纤传感器在分拣站进行物料的分拣；

3、简述步进电机的基本结构和工作原理。

答：结构：专用驱动电源进行调速控制，驱动电源主要由脉冲分配器和脉冲功率放大器组成，原理：将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电动机

4、简述更换损坏电磁阀的步骤。

答：P49页

一、填空题

1、解释分拣单元将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流。

2、光电开关在安装时，褐色颜色的线接PLC输入模块电源正端，蓝色颜色的线接PLC输入模块电源负端，黑色颜色的线接PLC信号输入端。

3、三相交流异步电动机星形接线的方法是使

4、气泵上通常有空气压缩机、压力开关、过载安全保护器、储气罐、压力表、起源开关等装置。

5、连接S7—200PLC与个人计算机的电缆成为通信电缆，简称通信。

6、定位模块的功能是。

7、用S7—200系类PLC控制步进电动机在编程时需要使用PTO指令。

8、用S7—200系类PLC连接成网络在编程时需要使用NETW/NETR指令。

二、简答题

1、光纤式光电开关与传统的光电开关相比较，具有哪些优点？

答：P21页

2、用步进电机控制机械手，步进电机每转的驱动步数为10000步，同步轮齿距为5mm，共11齿，要求机械手移动470mm，应该给步进电机多少脉冲。

解：由题意可得：步进电机转一圈，机械手移动位移量：S=5×11=55mm；

步进电机转一步，机械手移动的位移量：S1=55÷10000=0.0055mm；

当机械手移动470mm时，需要步进电机的步数：N=470÷0.0055≈85455；

即应该给步进电机发85455个脉冲；

3、分析溢流阀和减压阀在气压传动控制系统中的作用。

答：P45-46页

三、设计题

1、设计供料单元的气动控制回路，并作出详细说明。

答：P84页

2、列出安装供料单元的材料清单。

答：P83页

3、分析输送单元的主要测试内容。

答：P190页

4、分析输送单元有哪些常见故障，如何排除

答：P193页

5、分析PLC对步进电机的控制原理。

答：先计算出步进电动一步所代表的位移量，PLC利用PTO指令，来发送脉冲，从而精确地控制步进电动机移动的位移

7、简述分拣单元在自动模式下的检测内容。

答：P190页

8、简述生产线在自动模式下的运行测试步骤。

答：P189页

9、简述PLC的功能，硬件和软件的主要构成。

答：PLC的功能：是一种用程序来改变控制的功能的工业计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。

硬件构成：CPU模块、输入模块、输出模块和编程器构成；

软件构成：顺序功能图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本等；

10、分析供料单元的功能和主要构成装置。

答：P9页

四、综合训练题。

1、列表分析输送单元的安装步骤或流程。

答：P142页

2、设计供料单元的PLC I/O接线图，并作出详细说明。

答：85页：