2013秋季机械电气控制及自动化考前复习串讲

2013秋季机械电气控制及自动化考前复习串讲,主讲人: 江桂云,重庆大学网络教育学院,第一章 概述,一、考核知识点 1、机械设备组成的新概念。 2、机械电气控制的特点。 3、电气自动控制在现代工业生产中的地位。 4、电力拖动的发展历程。 5、电气控制系统的发展历程。 6、电气控制系统的发展与分类。,考 试 大 纲,二、考核要求 1、识记 主机部分、驱动部分、检测显示部分、控制部分、成组拖动、单独拖动、多电机拖动、自动化电力拖动系统。 2、领会 机械电气控制的特点、继电器-接触器的断续控制、直流发电机-直流电动机连续控制、交磁放大机-直流电动机连续控制、磁放大器-直流电动机连续控制、可控硅（晶闸管）-直流电动机连续控制。 3、简单运用 交流电机调速的三种方式。,一、考核知识点 1、常用低压电器。 2、机械设备电气图的画法规则。 3、机械设备电路的逻辑表示。 4、异步电动机的起动、正反转、制动电路。 5、其他基本控制线路。,第二章 机械设备继电接触器基本控制线路,二、考核要求 1、识记 开关电器、开关电器的分类、组合开关、自动开关、熔断器、接触器、按钮、行程开关、电流继电器、电压继电器、热继电器、时间继电器、速度继电器；逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示；异步电动机全压起动、能耗制动；长动、点动、联锁与互锁。,2、领会 逻辑代数的基本性质；低压电器元件的工作原理及用途；逻辑代数的基本性质及其应用；全压起动、异步电机串电阻降压起动、串自耦变压器起动、星降压起动、延边三角形降压起动、异步电动机的能耗制动、异步电机的反接制动、电磁抱闸制动。 3、简单运用 双速异步电机的调速控制线路的分析。 4、综合运用 利用电动机自动控制线路的基本规律进行电动机控制线路的设计。,一、考核知识点 1、普通车床电器控制线路。 2、摇臂钻床电气控制线路。 3、铣床电气控制线路。 4、组合机床控制线路。,第三章 常用机床电路分析,二、考核要求 1、识记 零压保护；欠压保护。 2、领会 CM6132型普通车床的特点、主轴电机控制、主轴变速、主轴制动；摇臂钻床的主运动及辅助运动、主电机控制；铣床的主运动和辅助运动、主轴电机控制；组合机床动力滑台的基本工作循环形式。 3、简单运用 CM6132型普通车床的零压及欠压保护；摇臂钻床升降及夹紧、放松控制、主轴箱与立柱的夹紧与放松、铣床进给运动的电气控制、机械动力滑台控制电路。 4、综合运用 普通机床的主运动及进给运动控制线路的分析。,一、考核知识点 1、电气调速概述。 2、晶闸管直流电动机无极调速系统。 3、交流调速系统。,第四章 电气调速系统,二、考核要求 1、识记 调速与稳速；调速范围；调速平滑性；静差度；静差调速系统；无静差调速系统；变极调速；变转差率调速；变频调速。 2、领会 电动机无极调速的类型；扩大调速范围的途径；直流调速方式（调压调速、调磁调速、调阻调速）；转速负反馈SCRM系统的组成；电流负反馈的应用；电压微分负反馈；PI调节器。,3、简单运用 转速负反馈SCRM调速系统的工作原理；电压负反馈与电流正反馈调速系统；交流电动机的变频调速（电压型变频器、脉冲宽度调制型变频器、矢量变换控制原理）。 4、综合运用 转速负反馈SCRM系统静特性分析；带有PI调节器的自动调速系统的分析。,一、考核知识点 1、机械设备电气设计的基本内容。 2、机械设备电器元件选择。 3、机械设备电气电路设计。 4、电器位置图的绘制。,第五章 机械设备控制电路设计,二、考核要求 1、识记 电气元件的可靠性；电器元件选择的基本原则； 2、领会 机械设备电气设计的基本要求；机械设备电气设计的内容与步骤；机械设备电力传动方案的确定；机械设备电气控制方案的确定；控制方式的选择；控制电路电源的选择及动力电路设计；控制电路的逻辑设计法；电器布置原则；常用配线方式；电器元件位置图的绘制。 3、简单运用 控制电路的经验设计法。 4、综合运用 控制线路的设计。,一、考核知识点 1、机床数字控制的基础知识。 2、计算机数控系统（CNC）系统。 3、插补运算。,第六章 机床数字控制,二、考核要求 1、识记 机床数字控制技术；控制介质；数控装置；伺服装置；检测装置；开环控制；闭环控制；半闭环控制；输入；译码；插补。 2、领会 CNC系统硬件构成；CNC控制软件。 3、简单运用 逐点比较法；数字积分法。,一、考核知识点 1、经济型数控系统的特点、种类及发展概况。 2、步进电机。,第七章 经济型数控系统,二、考核要求 1、识记 经济型数控系统的特点；步进电机；步进电机的分类；精度、最大静转矩；起动频率；连续运行频率；矩频特性。 2、领会 经济型数控系统的分类；经济型数控系统的发展。步进电机的工作原理； 3、简单运用 步进电机的通电方式；步进电机的环形分配器。,一、考核知识点 1、概述。 2、PLC的表达方式。 3、PLC的编程元件。 4、PLC的指令系统。 5、梯形图设计规则。 6、梯形图的经验设计法。 7、梯形图的顺序控制设计法。 8、PLC的选型。 9、开关量I/O模块的外部接线。 10、采用通用逻辑指令实现时间顺序控制的程序设计。 11、用置位（S）复位（R）指令实现机床运动循环控制。 12、使用移位寄存器的编程方式。 13、有多种操作方式的程序设计。,第八章 可编程控制器（PLC）,二、考核要求 1、识记 继电器梯形图；逻辑功能图；功能流程图；输入继电器；输出继电器；辅助继电器；移位寄存器；定时器；计数器； 2、领会 PLC的结构及工作原理； PLC的特点；梯形图设计规则； PLC的选型；开关量I/O模块的外部接线； 3、简单运用 PLC的指令系统；梯形图的经验设计法；梯形图的顺序控制设计法；用置位（S）复位（R）指令实现机床运动循环控制；使用移位器的编程方式； 4、综合运用 采用通用逻辑指令实现时间顺序控制的程序设计；有多种操作方式的程序设计。,2013秋期第一次作业,第二部分 平时作业,单项选择题（42分，共14题，每题3分）；多项选择题（28分，共7题，每题4分）；判断题（30分，共10题，每题3分）；,。,I题型说明及分值说明：,。,一、单项选择题,PLC不宜用于以下（ B ）场合。 A. 运动控制 B. 系统集成 C. 数据处理 D. 通讯2. 以下关于逻辑代数计算正确的是（ B ） A. B. C. D. 3. 以下关于输入继电器说法错误的是（ D ） A. 专门用来接收从外部开关或敏感元件发来的信号B. 与输入端子相连 C. 只能由外部信号驱动 D. 只能提供一对常开和一对常闭触点供内部使用,。,4. 以下不属于主令电器的是（ D ） A. 按钮 B. 行程开关 C. 接近开关 D. 自动开关5. 以下关于调压调速，说法错误的是( D ) A. 机械特性的斜率不变 B. 可实现无极调速 C. 平滑性好 D. 调速范围较窄6. 以下调速系统中，系统机械特性最硬的是（ D ）。 A. 开环系统 B. 电压负反馈系统 C. 电流正反馈系统 D. 转速负反馈系统,。,7. 变频调速是以一个频率及( C )可变的电源，向异步（或）同步电机供电，从而调节电动机转速的方法。 A. 频率 B. 电流 C. 电压 D. 电位8. 在PLC指令中，将并联电路块与前面电路串联的指令是（ A ）。A. ANB B. ORB C. AND D. ANI9. 关于梯形图设计规则中，以下说法错误的是：（ D ）。A. 梯形图按从上到下，从左到右的顺序排列B. 不允许在同一触点上有双向电流通过C. 对于有串联电路块的逻辑行，并联支路的电路块应排在左边D. 对于有串联电路块的逻辑行，并联支路的电路块应排在右边,。,10. 实现两个以上触点串联的支路与前面支路并联的指令是（ B ）。A. ANB B. ORB C. AND D. ANI11. 定子串电阻降压起动控制电路是按（ A ）控制原则进行工作的。A. 时间 B. 行程 C. 电流 D. 速度12. 已知某电机的理想空载转速为2000r/min，在额定负载下的转速为1800r/min，该电机调速的静差度值S为（ B ） A. 0.3 B. 0.1 C. 0.5 D. 0.02,。,13. 以下关于交流接触器说法正确的是（ A）。A. 一般有三对主触头B. 主触头安装在控制电路中 C. 辅助触头安装在主电路中D. 线圈安装在主电路中14. 夹具的夹紧最好采用（ B ）控制方式。A. 时间控制B. 电流控制C. 行程控制D. 速度控制,。,二、多项选择题,下图中，有关说法正确的是（ BC） 该移位寄存器的代号为M302该移位寄存器的代号为M300 输入由接在输入端的X400的状态决定 输入由接在输入端的X402的状态决定,。,2. 以下哪些场合可以采用全压起动（ ABC） A. 砂轮机 B. 台钻 C. 功率小于7.5kw的机床 D.大型磨床3. CNC系统软件中的数据处理一般进行（ABCD ）处理 刀具半径补偿 B. 速度计算 C. 换刀 位 D. 主轴启停,。,4. 下图中关于计数器说法正确的是（ AC）。 A. 每个计算数器均有断电保护功能 B. X400的输入使C460复位 C. 当复位输入断开时，计数输入X401接通1次 D. 当C460复位时，计数器的常闭触点断开，常开触点闭合,。,5. 采用数控机床加工有哪几方面的特点？（ABC ）A. 提高了加工精度；B. 提高了劳动生产率C. 减轻了劳动强度D. 降低了机床成本6. 以下关于电压负反馈和电流正反馈调速系统说法正确的是（ ABCD） 性能接近于转速负反馈调速系统 反馈电压与转速近似成正比 机械性能优于电压负反馈调速系统 比转速负反馈调速更经济7. 以下关于行程开关说法正确的是（ABCD ） A. 又称限位开关 B. 额定电压交流可达500V C. 额定电流5 D. 主要用于控制线路中,。,三、判断题,1. 数控机床的精度主要取决于检测装置（ ）2. 为了补偿因电枢压降变量而引起的转速降过大，在电压负反馈系统中，同时采用电流负反馈。（ ）3. 对有串联电路块的逻辑行，并联支路的电路块应排在右边。（ ）4. 对大功率的主电机采用全压起动控制线路。（ ）5. 能耗制动控制电路是在异步电机从切除电源后，立即在转子绕组中通往交流电流，产生制动力矩实现制动的。（ ）,。,6. 三相交流电源线各接点标记统一用U、V、W来表示。（ ）7. 一般的数控机床的脉冲当量为0.1mm/脉冲。（ ）8. 电器布置时，体积大和较重的元件应安装在控制板的上面。（ ）9. 在正常情况下，自动开关也可以不频繁地接通和断开主电路或控制电动机的起动和停止。（ ）10. 在电器控制线路图中，同一电器元件的不同部位可画在不同地方。（ ）,2013秋期第二次作业,单项选择题（42分，共14题，每题3分）；多项选择题（28分，共7题，每题4分）；判断题（30分，共10题，每题3分）；,。,I题型说明及分值说明：,。,一、单项选择题,1. 交流接触器铁心上短路环的作用是( A) 消除铁心振动 B. 增大铁心磁通 C. 减缓铁心冲击 D. 减小电流的作用2. 以下关于逻辑代数计算正确的是（ B ） A. B. C. D. 3. RST的作用是（ A） 用于计数器、移位寄存器的复位 B. 实现电路块的串联连接 C. 移位寄存器移位输入指令 D. 使该步序作空操作,4. 已知某电机的理想空载转速为2000r/min，在额定负载下的转速为1800r/min，该电机调速的静差度值S为（ B ） A. 0.3 B. 0.1 C. 0.5 D. 0.02 5. 低压电器是指工作电压在交流( C )以下或直流1200V以下的各种电器。 A.1500V B. 800V C. 1000V D. 2000V6. 熔断器串接在电路中实现（ C ）保护。 A. 长期过载 B. 欠电流 C. 短路 D. 过电压保护,7. 以下关于调速性能指标说法正确的是（ C ）。 A. 调速范围是指在任意负载下，电动机的最高转速与最低转速之比。B. 调速范围越小，电动机的调速性能越好。C. 静差度越小，稳速精度越高D. 调速的公比越小，则平滑性越好8. 机床电源的引入，一般采用（ A ） A. 组合开关 B. 刀开关 C. 自动开关 D. 闸刀9. 一般情况下，速度继电器动作转速为( B )。A. 150r/min B. 120r/min C. 30r/min D. 200r/min,10. 一般三相热继电器能对电动机实施（ C ）保护 A. 短路 B. 断相 C. 过载 D. 欠压11. 关于调压调速说法正确的是（ B ）。A. 恒功率调速,转速与电动机的电枢电流成正比B. 转速与电动机的电枢电压成反比C. 只能实现有级调速 D. 调速范围较窄12. RST的作用是（ A ）A. 用于计数器、移位寄存器的复位 B. 实现电路块的串联连接 C. 移位寄存器移位输入指令 D. 使该步序作空操作,13. 夹具的夹紧最好采用（ B）控制方式。A. 时间控制 B. 电流控制C. 行程控制 D. 速度控制14. 若三相步进电机的通电方式为单、双相轮流通电，这种方式称为（ B）。 A. 三相单三拍B. 三相双三拍 C. 三相六拍 D. 三相八拍,。,二、多项选择题,1. 关于输出继电器说法正确的是（ AC ）。 A. 有16个点输出 B. 有12个点输出 C. 是用来专门将输出信号传送给外界负载 D. 每一输出继电器有多对常开触头供外部使用2. 降压起动的方法通常有（ BCD ）A. 转子串电阻 B. 定子串电阻降压起动 C. 串自耦变压器 D. 星三角形换接起动,3. 下图中，有关说法正确的是（ ABCD ） X400为输入继电器 B. Y430接通是在定时器启动3秒后 C. T450为定时器 D. 定时器为延时接通定时器4. 以下哪些场合可以采用全压起动（ ABC ） A. 砂轮机 B. 台钻 C. 功率小于7.5kw的机床 D. 大型磨床,5. 下列逻辑表达式，能正确反映下图的是（ AC）。 A. B. Y430=M100,6. 以下关于电压负反馈和电流正反馈调速系统说法正确的是（ ABCD ） A. 性能接近于转速负反馈调速系统 B. 反馈电压与转速近似成正比 C. 机械性能优于电压负反馈调速系统 D. 比转速负反馈调速更经济7. 以下关于行程开关说法正确的是（ ABCD ）A. 又称限位开关 B. 额定电压交流可达500VC. 额定电流5 D. 主要用于控制线路中,。,三、判断题,1. 对于可控硅整流器而言，控制角越小，导通角越小，则整流电压越小。 （ ） 2. 插补是实现位置轨迹控制的一种运算（ ）3. 起重机械的调速是恒功率调速。（ ）4. 调磁调速具有恒功率的调速特性，在调速过程中其输出功率为恒定值 。（ ）5. 熔断器既起短路保护又起过载保护的作用，所以可用作电动机的过载保护。（ ）,。,6. 为实现多地点起动控制，需将分散在各操作站的起动按钮引线串联连接。（ ）7. 交流接触器线圈不能串联使用。（ ）8. 交流励磁的接触器其铁心材料用硅钢片叠压而成，以减少铁心中的涡流损失。（ ）9. 某电动机的功率为5.5kw，电动机必须采用降压起动。（ ）10. 电器位置图主要是反映设计人员的构思及供技术人员阅读。（ ）,2013秋期第三次作业,填空题（30分，共 10 小题，每题 3 分）计算题（12分，共 1 小题，每题 12 分）简答题（20分，共 4 小题，每题 5 分）问答题（10分，共 1 小题，每题 10 分）分析题（13分，共 1 小题，每题 13 分）设计题（15分，共 1 小题，每题 15 分）,。,I题型说明及分值说明：,。,一、填空题,1. 在转速负反馈调速系统中，控制角越小，则导通角越 _大_ ，可控整流器的输出电压越 _大_ ，电机的转速越 _高_ 。2. 基本的逻辑代数关系有：逻辑和、逻辑与 、逻辑非三种。3. 调压调速属于恒转矩 调速，调磁调速属于恒功率 调速。,。,4. 常用的时间继电器有电子式时间继电器、电动式时间继电器、晶体管式 时间继电器、空气阻尼式 时间继电器。5. 对于一般无特殊调速指标要求的机床，应优先采用 _三相鼠笼式异步电动机_ 电动机作电力拖动，当调速范围D=23时，调速级数小于24时，可采用 _双速或多速_鼠笼式异步电动机。对于调速范围、调速精度、调速平滑性要求较高以及起、制动频繁的机床，则采用 _直流或交流_ 调速系统。,。,6. PLC的选型主要从结构型式及档次 、容量 、开关量I/O模块的选择三个方面考虑。7. 电动机降压起动的方式有： _定子串电阻_ 降压起动、 _定子串自耦变压器_ 降压起动、 _ Y-换接起动_ 降压起动和 _延边三角形_ 降压起动。8. 异步电机的制动方式有 _能耗_ 制动、 _电磁抱闸 制动和 _反接制动_ 制动。9. 复位指令RST的作用是 _用于计数器 ，移位指令SFT的作用是 _移位器的复位 移位寄存器移位输入指令,。,10. 下图所示曲线表示直流电机的几种调速方式，其中：1为 _开环_ 调速系统、2为 _电压负反馈_ 调速系统、3为 _电压主负反馈和电流正反馈_ 调速系统、4为 _转速负反馈_ 调速系统。,。,若某直流他激电机的（nmax）MN=2000rpm，nN=150rpm，试求：（1）电机调速范围的含义是什么？（2）S0.1时的调速范围D及（nmin）MN等于多少？,二、计算题,。,1. 分析图1电路有什么问题？并进行修改。在图2中要求实现：KM2得电后，KM1和KT线圈失电，以免造成电能的浪费，按要求对图2电路进行修改。,三、简答题,1中主要原因是按钮的接线是在按钮台，而接触器的接线是在电气柜中，采用图1的方式将造成多用导线，修改后如图a所示。图2中，当KM2接触器动作后，KM1和KT已失去作用，但继续通电会造成不必要的通电时间，修改后如图b所示。,1题答案：,。,2. PLC的选型应从哪几个方面进行考虑？,答：PLC的选型应从以下几个方面进行考虑（1）结构型式及档次整体式的每一个I/O点的价格较低。对于单台仅需开关量控制的设备，一般选小型整体式PLC就可满足要求。对于复杂的、要求较高的系统可考虑采用模块式的中、大型机，这样能灵活地配置L/O模块的点数和类型。（2）容量（3）开关量I/O模块的选择,。,3. 既然三相异步电动机主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？可否二者中任选一种装上？在什么情况下可以不装热继电器,答：熔断器的主要作用是短路保护，不能用于电动机的长期过载保护，热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，可用于电动机的长期过载保护，故电路中还须装上热继电器；不能二者中任选一种装上；在电动机容量不大，工作时间较短时可以不装热继电器。,。,4. 要求：SB1实现电机停止，SB2实现电机起动，接触器KM用来实现自锁，试绘制异步电机直接起动控制线路原理图。,答：,。,反接制动的工作原理是什么？反接制动有什么特点？,四、问答题,答：反接制动是利用改变异步电动机定子绕组上三相电源的相序，使定子产生反相旋转磁场作用于转子而产生强力制动力矩。 由于直接反接制动时，转子与旋转磁场的相对转速接近同步转速的两倍，所以定子绕组中流过的反接制动电流也相当于全压启动时电流的两倍。因此直接反接制动特点之一是制动迅速而冲击大，它仅用于小容量电动机上。,。,如图所示为转速负反馈调速系统原理图，试回答：,五、分析题,五题答案：,。,要求：SB1实现电机停止，SB2实现电机起动，接触器KM用来实现自锁，试设计绘制异步电机直接起动控制线路原理图。,六、设计题,答：,