最新電氣控制與plc技術(shù)期末試題及答案詳解電氣控制與PLC技術(shù)期末試題一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.熱繼電器在電路中起的保護(hù)作用是（）A.短路保護(hù)B.過載保護(hù)C.失壓保護(hù)D.欠壓保護(hù)2.交流接觸器的作用是（）A.頻繁通斷主回路B.頻繁通斷控制回路C.保護(hù)主回路D.保護(hù)控制回路3.時(shí)間繼電器的作用是（）A.短路保護(hù)B.過載保護(hù)C.延時(shí)通斷控制D.欠壓保護(hù)4.PLC中最常用的編程語言是（）A.指令表B.梯形圖C.功能塊圖D.順序功能圖5.下列哪種不屬于PLC的輸出類型（）A.繼電器輸出B.晶體管輸出C.晶閘管輸出D.電容輸出6.在PLC中，定時(shí)器T的定時(shí)時(shí)間單位有（）A.0.1s、0.01s、0.001sB.1s、0.1s、0.01sC.10s、1s、0.1sD.100s、10s、1s7.下列指令中，用于將兩個(gè)數(shù)相加的是（）A.ADDB.SUBC.MULD.DIV8.熔斷器在電路中起的保護(hù)作用是（）A.過載保護(hù)B.短路保護(hù)C.欠壓保護(hù)D.失壓保護(hù)9.按鈕開關(guān)的文字符號(hào)是（）A.SBB.KMC.FRD.QS10.交流接觸器的線圈電壓應(yīng)與（）電壓一致。A.主回路B.控制回路C.輔助回路D.保護(hù)回路11.在PLC中，計(jì)數(shù)器C的計(jì)數(shù)方式有（）A.加法計(jì)數(shù)B.減法計(jì)數(shù)C.加/減計(jì)數(shù)D.以上都是12.下列哪種不屬于PLC的輸入元件（）A.按鈕B.行程開關(guān)C.接觸器D.接近開關(guān)13.PLC的掃描周期包括（）A.輸入采樣階段B.程序執(zhí)行階段C.輸出刷新階段D.以上都是14.繼電器接觸器控制電路中的自鎖環(huán)節(jié)的功能是（）A.保證可靠停車B.保證起動(dòng)后持續(xù)運(yùn)行C.兼有點(diǎn)動(dòng)功能D.防止短路15.在PLC編程中，END指令的作用是（）A.結(jié)束程序B.結(jié)束本次掃描C.結(jié)束一個(gè)子程序D.結(jié)束一個(gè)功能塊二、判斷題（每題2分，共20分）1.熱繼電器的雙金屬片彎曲是由于溫度的變化引起的。（）2.交流接觸器的主觸點(diǎn)通常接在控制回路中。（）3.時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間可以通過調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行調(diào)整。（）4.PLC只能處理數(shù)字量信號(hào)，不能處理模擬量信號(hào)。（）5.繼電器輸出型PLC適用于直流負(fù)載。（）6.定時(shí)器T的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。（）7.計(jì)數(shù)器C的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)復(fù)位。（）8.熔斷器的額定電流應(yīng)大于電路的正常工作電流。（）9.按鈕開關(guān)通常用于控制主回路的通斷。（）10.PLC的掃描周期越短，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快。（）三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述熱繼電器的工作原理。2.簡(jiǎn)述PLC的掃描工作過程。3.畫出三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的繼電器接觸器控制電路圖，并說明其工作原理。四、編程題（20分）用PLC梯形圖實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)星三角降壓起動(dòng)控制。要求：按下起動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)先以星形接法起動(dòng)，經(jīng)過10s后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為三角形接法運(yùn)行；按下停止按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。答案詳解一、單項(xiàng)選擇題1.答案：B詳解：熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的，當(dāng)電路過載時(shí)，電流增大，熱繼電器的雙金屬片受熱彎曲，推動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，從而切斷電路，起到過載保護(hù)作用。短路保護(hù)一般由熔斷器或斷路器來實(shí)現(xiàn)；失壓和欠壓保護(hù)通常通過接觸器來完成。2.答案：A詳解：交流接觸器主要用于頻繁地接通和分?jǐn)嘀骰芈罚钥刂齐妱?dòng)機(jī)等負(fù)載的運(yùn)行?？刂苹芈返耐〝嘁话阌砂粹o等元件控制；保護(hù)主回路和控制回路有專門的保護(hù)電器，如熔斷器、熱繼電器等。3.答案：C詳解：時(shí)間繼電器的主要作用是實(shí)現(xiàn)延時(shí)通斷控制，可根據(jù)需要設(shè)置不同的延時(shí)時(shí)間，在工業(yè)控制中常用于順序控制等場(chǎng)合。短路保護(hù)和過載保護(hù)由其他保護(hù)電器完成，欠壓保護(hù)一般由接觸器等實(shí)現(xiàn)。4.答案：B詳解：梯形圖是PLC中最常用的編程語言，它類似于傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制電路圖，形象直觀，易于理解和掌握，適合電氣技術(shù)人員使用。指令表、功能塊圖和順序功能圖也是PLC的編程語言，但使用頻率相對(duì)較低。5.答案：D詳解：PLC的輸出類型主要有繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。繼電器輸出適用于交直流負(fù)載；晶體管輸出響應(yīng)速度快，適用于直流負(fù)載；晶閘管輸出適用于交流負(fù)載。電容輸出不屬于PLC的輸出類型。6.答案：A詳解：在PLC中，定時(shí)器T的定時(shí)時(shí)間單位通常有0.1s、0.01s、0.001s三種，可根據(jù)不同的定時(shí)要求進(jìn)行選擇。7.答案：A詳解：ADD指令用于將兩個(gè)數(shù)相加；SUB指令用于減法運(yùn)算；MUL指令用于乘法運(yùn)算；DIV指令用于除法運(yùn)算。8.答案：B詳解：熔斷器是一種短路保護(hù)電器，當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，電流急劇增大，熔斷器的熔體熔斷，切斷電路，從而保護(hù)電氣設(shè)備。過載保護(hù)一般由熱繼電器來實(shí)現(xiàn)；欠壓和失壓保護(hù)通常通過接觸器等完成。9.答案：A詳解：按鈕開關(guān)的文字符號(hào)是SB；KM表示接觸器；FR表示熱繼電器；QS表示刀開關(guān)。10.答案：B詳解：交流接觸器的線圈電壓應(yīng)與控制回路電壓一致，這樣才能保證接觸器正常工作。主回路電壓通常較高，用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載；輔助回路是控制回路的一部分；保護(hù)回路主要用于保護(hù)電氣設(shè)備。11.答案：D詳解：PLC中的計(jì)數(shù)器C有加法計(jì)數(shù)、減法計(jì)數(shù)和加/減計(jì)數(shù)三種計(jì)數(shù)方式，可根據(jù)具體的控制要求進(jìn)行選擇。12.答案：C詳解：按鈕、行程開關(guān)和接近開關(guān)都屬于PLC的輸入元件，用于向PLC輸入信號(hào)。接觸器是控制元件，用于控制主回路的通斷，不屬于輸入元件。13.答案：D詳解：PLC的掃描周期包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。在輸入采樣階段，PLC讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)；在程序執(zhí)行階段，PLC按照程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算；在輸出刷新階段，PLC將運(yùn)算結(jié)果輸出到輸出端。14.答案：B詳解：繼電器接觸器控制電路中的自鎖環(huán)節(jié)是通過接觸器的常開輔助觸點(diǎn)與起動(dòng)按鈕并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕時(shí)，接觸器線圈通電，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，同時(shí)常開輔助觸點(diǎn)閉合，使接觸器線圈在起動(dòng)按鈕松開后仍能保持通電狀態(tài)，保證電動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行。15.答案：A詳解：END指令的作用是結(jié)束程序，當(dāng)PLC執(zhí)行到END指令時(shí)，會(huì)結(jié)束整個(gè)用戶程序的執(zhí)行，然后進(jìn)入下一個(gè)掃描周期。二、判斷題1.答案：√詳解：熱繼電器的雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬材料貼合而成，當(dāng)電路中電流增大時(shí)，雙金屬片受熱，由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片會(huì)發(fā)生彎曲，從而推動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。2.答案：×詳解：交流接觸器的主觸點(diǎn)通常接在主回路中，用于控制負(fù)載的通斷；輔助觸點(diǎn)接在控制回路中，用于實(shí)現(xiàn)自鎖、互鎖等控制功能。3.答案：√詳解：時(shí)間繼電器一般都有調(diào)節(jié)旋鈕，通過調(diào)節(jié)旋鈕可以改變時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，以滿足不同的控制要求。4.答案：×詳解：現(xiàn)代PLC不僅可以處理數(shù)字量信號(hào)，還可以通過模擬量輸入/輸出模塊處理模擬量信號(hào)，如溫度、壓力、流量等。5.答案：×詳解：繼電器輸出型PLC適用于交直流負(fù)載，但響應(yīng)速度較慢；晶體管輸出型PLC適用于直流負(fù)載，響應(yīng)速度快；晶閘管輸出型PLC適用于交流負(fù)載。6.答案：√詳解：當(dāng)定時(shí)器T的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器的觸點(diǎn)會(huì)動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。7.答案：×詳解：計(jì)數(shù)器C的當(dāng)前值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，計(jì)數(shù)器需要通過復(fù)位指令進(jìn)行復(fù)位。8.答案：√詳解：熔斷器的額定電流應(yīng)大于電路的正常工作電流，以保證在正常工作時(shí)熔斷器不會(huì)熔斷。但額定電流也不能過大，否則當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，熔斷器不能及時(shí)熔斷，起不到保護(hù)作用。9.答案：×詳解：按鈕開關(guān)通常用于控制控制回路的通斷，主回路的通斷一般由接觸器等元件控制。10.答案：√詳解：PLC的掃描周期越短，系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度就越快，能夠更及時(shí)地處理控制任務(wù)，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。三、簡(jiǎn)答題1.熱繼電器的工作原理：熱繼電器主要由雙金屬片、加熱元件、觸點(diǎn)系統(tǒng)等組成。雙金屬片是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬材料貼合而成。當(dāng)電路中有電流通過時(shí)，電流會(huì)流經(jīng)加熱元件，加熱元件產(chǎn)生熱量使雙金屬片受熱。由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片會(huì)發(fā)生彎曲。當(dāng)電路過載時(shí)，電流增大，雙金屬片彎曲的程度也增大，當(dāng)彎曲到一定程度時(shí)，會(huì)推動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)作，從而切斷電路，起到過載保護(hù)作用。當(dāng)電路中的電流恢復(fù)正常后，雙金屬片會(huì)逐漸冷卻恢復(fù)到原來的狀態(tài)。2.PLC的掃描工作過程：PLC的掃描工作過程分為三個(gè)階段：輸入采樣階段：PLC以掃描方式按順序?qū)⑺休斎攵俗拥臓顟B(tài)讀入到輸入映像寄存器中，此時(shí)輸入映像寄存器被刷新。在本掃描周期內(nèi)，即使輸入信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段。程序執(zhí)行階段：PLC按順序從第一條指令開始，逐條執(zhí)行用戶程序，根據(jù)輸入映像寄存器和其他元件映像寄存器的狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果寫入相應(yīng)的元件映像寄存器中。輸出刷新階段：在所有程序執(zhí)行完畢后，將輸出映像寄存器中的內(nèi)容傳送到輸出鎖存器中，通過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。至此，完成一個(gè)掃描周期，PLC又重新開始下一個(gè)掃描周期。3.三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的繼電器接觸器控制電路圖及工作原理：電路圖```plaintext┌─────┐┌─────┐┌─────┐L1─────┤QS├────┤FU1├────┤KM1├─────┬─────┐└─────┘└─────┘└─────┘││││┌─────┐┌─────┐┌─────┐││L2─────┤QS├────┤FU1├────┤KM2├─────┼─────┤└─────┘└─────┘└─────┘││││┌─────┐┌─────┐┌─────┐││L3─────┤QS├────┤FU1├────┤KM3├─────┴─────┤└─────┘└─────┘└─────┘││┌───┴───┐│M│└───────┘┌─────┐┌─────┐┌─────┐┌─────┐L1─────┤QS├────┤FU2├────┤SB1├────┤KM1├─────┐└─────┘└─────┘└─────┘└─────┘│││┌─────┐┌─────┐┌─────┐┌─────┐│L2─────┤QS├────┤FU2├────┤SB2├────┤KM2├─────┼─────┤└─────┘└─────┘└─────┘└─────┘│││┌─────┐┌─────┐┌─────┐┌─────┐│L3─────┤QS├────┤FU2├────┤SB3├────┤KM3├─────┴─────┤└─────┘└─────┘└─────┘└─────┘││┌───┴───┐│FR│└───────┘```工作原理正轉(zhuǎn)控制：按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB1，接觸器KM1線圈通電，KM1的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組通入正序三相交流電源，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。同時(shí)，KM1的常開輔助觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，保證在松開SB1后，KM1線圈仍能通電。反轉(zhuǎn)控制：按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM2線圈通電，KM2的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組通入負(fù)序三相交流電源，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。同樣，KM2的常開輔助觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖?；ユi保護(hù)：為了防止KM1和KM2同時(shí)通電導(dǎo)致電源短路，在KM1的控制回路中串聯(lián)了KM2的常閉輔助觸點(diǎn)，在KM2的控制回路中串聯(lián)了KM1的常閉輔助觸點(diǎn)，這種互鎖方式稱為電氣互鎖。停止控制：按下停止按鈕SB3，KM1或KM2線圈斷電，主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。過載保護(hù)：熱繼電器FR串接在主回路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱繼電器的雙金屬片彎曲，推動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷控制回路電源，使KM1或KM2線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，起到過載保護(hù)作用。四、編程題梯形圖```plaintext┌────────────┐┌────────────┐┌────────────┐I0.0───┤SB1(常開)├────┤M0.0(線圈)├────┤T0(定時(shí)器)├─────┐└────────────┘└────────────┘└────────────┘│