机电传动控制复习题-设计题-河南工业大学.doc

1.设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。说明其工作原理。
2.采用PLC控制两台三相异步电动机M1、M2的运行，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
3.某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护。试采用PLC控制，请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
4.一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止。2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。说明其设计思想。
5.设计一个PLC控制的三相异步电动机正反转控制线路。请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。（有必要的保护措施）。
6.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。 说明其设计思想。
7.某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
8.设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。
9.用PLC控制一个工作台运行，其动作程序为： 工作台由原位开始前进，到终端后自动停止；在终端停留2min后自动返回原位停止；要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或再次起动；电网停电后再来电工作台不会自行运动。
10.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护。试采用PLC控制，请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
11.两台电机要求能同时启动和同时停止，并能分别启动和分别停止。两台电机都具有短路、过载保护。试采用PLC控制，请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。
12.两台电机要求能同时启动和同时停止，并能分别启动和分别停止。两台电机都具有短路、过载保护。试采用继电器接触器控制，请画出主电路、控制电路。

1.某工作台需要在一定距离内往返运动，如图所示。
采用S7-200系列PLC控制，写出I/O分配表，画出PLC控制系统的I/O接线图和相应的梯形图。（15分）

写出I/O分配表3分，画出PLC控制系统的I/O接线图6分，梯形图6分。（共15分）
I/O分配表
控制信号
信号名称
元件名称
元件符号
地址编码
输入信号
前进启动信号
常开按钮
SB1
I0.0
后退启动信号
常开按钮
SB2
I0.1
停止信号
常开按钮
SB3
I0.2
前进限位信号
行程开关
SQ1
I0.3
后退限位信号
行程开关
SQ2
I0.4
前进保护限位信号
行程开关
SQ3
I0.5
后退保护限位信号
行程开关
SQ4
I0.6
输出信号
电动机前进控制信号
接触器
KM1
Q0.0
电动机后退控制信号
接触器
KM2
Q0.1

PLC控制系统的I/O接线图

梯形图
1.某工作台需要在一定距离内往返运动，如图所示。
采用S7-200系列PLC控制，写出I/O分配表，画出PLC控制系统的I/O接线图和相应的梯形图。（15分）

下面每答对一个给1分，总计4分
利用熔断器FU1实现短路保护 （1分）
利用热继电器FR实现过载保护 （1分）
利用接触器KM1、KM2实现欠压、失压保护 （1分）
利用接触器KM1、KM2的常闭触点实现联锁保护 （1分）
（2）PLC控制 I/O分配表2分，I/O接线图3分，梯形图程序5分

I/O分配表
控制信号
信号名称
元件名称
元件符号
地址编码
输入信号
正向起动信号
常开按钮
SB1
I0.0
反向起动信号
常开按钮
SB2
I0.1
停止信号
常开按钮
SB3
I0.2
左行程限位信号
常开触点
SQ1
I0.3
右行程限位信号
常开触点
SQ2
I0.4
左行程保护信号
常开触点
SQ3
I0.5
左行程保护信号
常开触点
SQ4
I0.6
输出信号
前进控制
接触器
KM1
Q0.0
后退控制
接触器
KM2
Q0.1

3.在机床电气控制中，点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等场合，试画出实现点动的3种常见控制线路。（8分）

某三相笼型异步电动机要求单向运转，快速停车。试设计继电接触器控制线路（包括主电路和控制电路），要求有必要的保护。并说明保护所用器件的名称及作用。（12分）
该题有多种方案，绘出主电路4分，控制电路4分。
保护措施4分：采用熔断器进行短路保护
采用热继电器进行过载保护
利用按钮和接触器触点实现零压保护
方案1：采用反接制动

方案2：采用能耗制动：

4.某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动，画出两台电机能同时启动和同时停止，并能分别启动和分别停止的电器控制原理图。采用继电接触器控制或PLC控制均可（12分）

参考电路如下：12分,其中主电路4分，能实现同时启动，同时停止4分，能实现单独启动和单独停止4分。

5.下图为三相笼型异步电动机的星形—三角形降压启动控制线路。

（1）分析该电路的工作过程。（4分）
（2）指出该电路中的保护环节，说明保护的作用及其所用的器件。（6分）
（3）将该电路采用S7-200系列PLC控制（假设启动时间为5秒）。写出I/O分配表，画出PLC控制系统的I/O接线图和相应的梯形图。（10分）

（2）利用熔断器FU、FU1、FU2实现短路保护 （2分）
利用热继电器FR实现过载保护 （2分）
利用接触器KM1实现欠压、失压保护 （2分）
3．PLC控制电路有多种，可参考下列方案给分
I/O分配表（2分）

控制信号
信号名称
元件名称
元件符号
地址编码
输入信号
电动机停止信号
常闭按钮
SB1
I0.0
电动机启动信号
常开按钮
SB2
I0.1
输出信号
电动机驱动信号
接触器
KM1
Q0.0
电动机三角形连接
接触器
KM2
Q0.1
电动机星形连接
接触器
KM3
Q0.2
I/O接线图：（3分）

参考梯形图：（5分）
说明：考虑到梯形图执行时间非常短，接触器机械触点动作的延迟，程序中采用了软件延时的方法，确保KM3主触点完全断开后，KM2主触点才能闭合。硬件电路中还采取了机械触点互锁。

6.某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动，M2能在M1启动一段时间（5秒）后自行起动，但M1、M2可单独控制起动和停止。试设计该控制线路，并对所设计的电路进行简要的说明。（采用继电接触器控制或PLC控制均可）。（本小题10分）
该题有多种方案。
（1）若采用继电接触器控制，绘出主电路4分（含保护环节），控制电路4分，设计说明2分
（2）若采用PLC控制，I/O分配表2分，I/O接线图3分，程序5分
下面为采用继电接触器控制的参考电路。

7. 编写出实现红、绿灯循环显示的程序（要求循环间隔时间为1s）。常开按钮SB1控制启动，分配地址为I0.0，常开按钮SB2控制停止，分配地址为I0. 1，红灯输出端子地址为Q0.0，绿灯输出端子地址为Q0.1。试写出相应的梯形图程序。（7分）

参考答案之一
七题第2题图

8. 某电动机需要正反转控制，如图所示。
采用S7-200系列PLC控制，画出PLC控制系统的I/O接线图和相应的梯形图。（13分）

I/O接线图

梯形图

9．试设计一个控制一台电动机的电路，要求：①可正、反转；②正、反向点动；③具有短路和过载保护 。

10.某控制线路可以实现以下控制要求：（1）M1、M2可以分别启动和停止（2）M1、M2可以同时启动、同时停止；（3）当一台电动机发生过载时，两台电动机同时停止。试设计该控制线路，并分析工作原理。
解：
SB2 、SB1控制M1的启停； SB5、SB4控制M2的启停；SB6 、SB3控制总的启停。

11. 试设计一小车运行电路，要求：
（1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止；
（2）小车在终点停留2分钟后自动返回到原位停止；
（3）要求能在前进或后退中任一位置均可停止或启动。

12．一台电动机—△接法，允许轻载启动，设计满足下列要求的控制电路。
（1）采用手动和自动控制降压启动。
（2）实现连续运转和点动工作，并且当点动工作时要求处于降压状态工作。
（3）具有必要的联锁和保护环节。

13.有一皮带廊全长40 m，输送带采用55 kW电动机进行拖动，试设计其控制电路。设计要求如下。
（1）电动机采用—△降压启动控制。
（2）采用两地控制方式。
（3）加装启动预告装置。
（4）至少有一个现场紧停开关。

14.设计一个控制电路，要求第一台电动机M1启动运行5秒以后，第二台电动机M2自动启动；M2运行5秒以后，M1停止运行，同时第三台电动机M3自行启动；M3运行5秒以后，电动机全部停止。
解：

15.利用PLC实现8个指示灯从左到右循环依次闪亮的控制程序，每个指示灯闪亮时间为0.5秒。设指示灯从左到右由Q0.7～Q0.0来控制。
PLC参考控制程序：

16.两台三相异步电动机M1和M2，要求：M1（Ｑ0.0）启动后，M2（Q0.1）才能启动，M1停止后，M2延时30秒后才能停止。启动按钮I0.0，停止按钮I0.1。
控制参考程序如下：

17.设计一个对鼓风机与引风机控制的电路程序。要求：（1） 开机时首先起动引风机，引风机指示灯亮，10秒后自动起动鼓风机，鼓风机指示灯亮；（2）停机时同时停止；设开机输入信号由I0.0实现，关机由I0.1实现。鼓风机起动控制和指示控制由Q0.1和Q0.2实现，引风机起动控制与指示灯控制由Q0.3和Q0.4实现。

18.有电动机三台，能够同时停止，启动时先启动O0.0和Q0.1， 5秒后再启动Q0.2。　
输入：启动按钮I0.0，停车按钮I0.1。
输出：三台电动机的接触器Q0.0、Q0.1、Q0.2。
PLC参考控制程序：

19.当I0.0接通时，定时器T32开始定时，产生每秒一次的周期脉冲。T32每次定时时间到时调用一个子程序，在子程序中将IB1送入VB0，设计主程序和子程序。

20.一台三相异步电动机其起动和停止的要求是：当起动按钮按下后，电动机立即得电直接起动，并持续运行工作；当按下停止按钮后，需要等待20s电动机才会停止运行。请设计满足上述要求的主电路与控制线路图（电路需具有必要的保护措施）。
答：主电路与控制电路如下图所示：

3～

21.PLC控制小车自动往返运动应用实例。
（1）控制要求：小车有左起动和右起动两个起动按钮，当按下其中一个起动按钮后，要求下车会自动往返于两个限位开关SQ1和SQ2间，往返10次后小车自动停止，往返间，如果按下停止按钮，小车立即停止。

（2）PLC输入/输出地址分配
输入（I）
输出（Q）
输入地址
含义
输出地址
含义
I0.0
右起动按钮
Q0.0
右行（电机正传）
I0.1
左起动按钮
Q0.1
左行（电机反传）
I0.2
停止按钮

I0.3
左限位开关

I0.4
右限位开关

I0.5
热继电器

（3）PLC外部接线图

（4）梯形图程序
计数
C0
计数
C0

22.设计一小车运行控制线路，小车由异步电动机拖动，其动作程序如下：
（1）小车由原位开始前进，到终端后自动停止；
（2）在终端停留2 min后自动返回原位停止；
（3）要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

23、用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。控制要求：
（1）开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；
（2）停止时，立即关断鼓风机，经20S后自动关断引风机。

I/O分配表
输入（I）
输出（Q）
输入地址
输入元件及文字符号
输出地址
输出控制元件及文字符号
I0.0
开机按钮，SB1
Q0.0
鼓风机运行控制，KM1
I0.1
停止按钮，SB2
Q0.1
鼓风机运行指示，HL1

Q0.3
引风机运行控制，KM2

Q0.4
引风机运行指示，HL2

主电路 I/O接线图

24.顺序启动逆序停止控制

25.M1、M2顺序启动，可单独控制起动和停止

26.利用PLC实况三台电动机顺序启动、反序停止控制

27.某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(B)

28.一台三相异步电动机运行要求为：按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(A)

29.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(B)

30.设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。(B)