上海海事大学可编程控制器考试试题示例

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

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，KM1、KT线圈断电。KM2主触点闭合，电阻短接，电动机全压运行。

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，直接按下反向按钮SB2即可实现电动机反向工作，SB1、SB2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：

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，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

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的常开触点串入KM1的线圈电路中，实现先KM2通电、后KM1

通电的顺序动作。起动时，同时按下按钮SB 2、SB 4，油泵先给齿轮箱供油润滑，KM 2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

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

即逻辑“与非”的关系。

FU 2FU 1

图3-13 车床主轴顺序启动控制电路

KM 1

KR 1M 1a)a)主电路

KM 2KR 2

M 2b)控制电路KM 2KM 1b)KM 2

U

W

V KM 2

KM 1

FU KM FR

M

U W V

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

1. （1）（2）

2.

3.

4. 零电压保护

5. 其施

（1）（26. 电用保护举例如图熔断器FU 为短路保护；热继电器KR 为过电流保护；欠电压继电器KV 为欠电压保护；热继电器KR 为热保护；KM 1、KM 2的常闭触点为联锁保护。

横梁控制线路设计：

根据横梁升降机构的工艺要求，在控制电路中应用了多个典型线路设计基本规律：1．点动控制例如，上升运动为调整运动，并且是手动控制，因此采用点动控制。下降运动也是如此。 2．正反转控制例如，上升、下降，夹紧、放松是方向相反的两对运动，因此要求电动机M1、M2可以实现正反转控制。3．自锁环节例如，放松接触器KM3线圈电路中的KM3常开触点，为防止在放松过程中按钮SB1松开，加入KM3的自锁触点。4．正反向接触器的联锁控制例如，图3-24b中的KM1、KM2的常闭触点。5．顺序起动控制例如，时间继电器KT和下降继电器KM2的动作顺序为下降动作结束时，时间继电器

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5－1所示。

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变。这些变化只能在下一个扫描周期输入采样时读入。

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

（a ）

（c ）

（b ）

图5-2 顺序功能表图结构图

（a ）顺序结构， （c ）并行结构

（b ）选择结构，