皖西学院
课程设计报告书
系别：机电学院
专业：13电气
学生姓名：许志坤
张云翔学号：2013011212
2013011219
课程设计题目：PLC控制的C6140型普通车床的电气控制起迄日期: 2016.5.16 - 2016.5.28 课程设计地点:PLC电气控制实验室
指导教师:翁志刚
下达任务书日期: 2016年 5月15日
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摘要
数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规C6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
通过对C6140普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。而且掌握了一些CAM、CAD等制图软件的应用和论文的撰
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目录
1绪论 (3)
1.1设计目的及意义 (3)
1.2C6140的现状 (3)
2 C6140车床电气控制原理 (4)
2.1 电气控制原理 (4)
2.2.2C6140卧式车床的控制要求 (4)
3硬件选型 (5)
3.1电气元件明细表 (5)
3.1.1电动机的选择 (5)
3.1.2 热继电器FR1、FR2 (5)
3.1.3 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4 (5)
3.1.4 接触器KM1,KM2及KM3 (6)
3.1.5 转换开关SA4 (6)
3.1.6导线的选择 (6)
3.2制定电器位置图 (7)
4 PLC控制电路设计 (8)
4.1PLC基本原理及选用 (8)
4.2I/O统计 (8)
4.3PLC的I/O接线 (9)
4.4 PLC控制过程分析 (9)
4.5梯形图程序 (10)
5 系统调试 (11)
6总结 (13)
参考文献 (14)
致谢 (15)
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1绪论
1.1设计目的及意义
20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC【1】。
1.2C6140的现状
C6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：
（1）触电容易被电弧烧坏而导致接触不良
（2）机械方式实现的触点控制反映速度慢
（3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差
影响到实际的生产运用。因此当务之急就是对ca6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。
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2.CA6140车床电气控制原理
2.1电气控制原理
根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示。
图2-1主控制电路设计
C6140型普通车床共有三台电动机拖动。其中M1为主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为快速移动电动机。按钮SB_2为主轴电动机M1的启动按钮，SB_1为主抽电动机M1的停止按钮，按钮SB_3为快速移动电机M3的点动按钮，手动开关SA4为冷却泵电动机M2的启动开关。 2.2 C6140卧式车床的控制要求
主轴电动机M1的控制要求：按下启动按钮SB_2，接触器KM 闭合，主轴电动机M1启动运转；按下停止按钮SB_1，接触器KM 释放，主轴电动机M1停止运转。
冷却泵电动机M2的控制要求：主轴电动机M1启动后（也只有在主轴电动机启动后），将手动开关SA4扳至闭合位置，中间继电器K1闭合，冷却泵电动机M2启动运转；将SA4扳至断开位置时，中间继电器K1释放，冷却泵电动机M2停止运转。
快速移动电动机M3的控制要求：按下点动按钮SB_3，中间继电器K2通电闭合，快速移动电动机M3启动运转；松开点动按钮SB_3，中间继电器K2
断电释放，快速移
动电动机M3停转。
当热继电器KR1,KR2任意一个常闭触点断开，接触器KM、中间继电器K1、K2断电，电动机M1,M2,M3停止运转。所以此电路设计了短路和过载保护的功能。
3.硬件选型
3.1电气元件明细表
3.1.1电动机的选择
M1主轴电动机：Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。而且噪声低、寿命长、经久耐用。Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。Y132-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为，0.85效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作【3】。
M2冷却泵电动机：AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。此电动机输出功率为90W，扬程为4米，流量为25升/分，出口管径为1/2吋，能有效配合M1电动机使用。
M3快速移动电动机：AOS5634功率为250W，电压为380V，频率为50Hz，转速为1360转/分，E级。
3.1.2 热继电器FR1、FR2
主电动机M1额定电流15.4A,KH1应选用JR16-20/3D型热继电器，热元件电流为20A整定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到15.4A.
M2的工作电流只有0.32A，故选用JR2-1型热继电器，热元件整定电流调节范围较小，工作时调整在0.32A。
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3.1.3 熔断器FU1、FU2、FU3
FU对整机进行短路保护的熔断器，选用BZ001型熔断器，配用40A熔断体。
FU1、FU2、FU3均选用BZ001型熔断器，分别配用1A,4A,1A的熔断体。
3.1.5 接触器KM1,KM2及KM3
接触器KM1根据主电动机的额定电流等于15.4A，控制回路电源电压110V，需
主触点3对，动合辅助触头2对，根据以上情况，选用CJ0-20B型交流接触器，电
磁线圈电压为110V.
KM2,KM3也采用同样方式选取交流接触器型号分为JZ7-44,JZ4-44。
3.1.7转换开关SA4
SA4开关，钥匙式，型号为LAY3-Y/Z。
3.1.8导线的选择
在安装电器配电设备中，经常遇到导线选择的问题，正确选择导线是项十分重
要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；如果导
线的截面积选大了，造成成本高，材料浪费。
导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温
度等有关，根据以下数据，主电路选择BVR-2.5mm2铜芯导线，控制电路BVR-1mm2
铜芯导线。
电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表3-1所示。
表3-1 C6140车床电气元件表
符号元件名称型号规格件数作用现状
M1 主轴
电动机Y132M-4 7.5KW，15.4A，
1450r/min
1 工件的旋转和刀具的进给已有
M2 冷却泵
电动机AOB-25 90W，0.32A，3000
r/min
1 供给冷却液已有
M3 快移电动机AOS5634 250W，1.55A，
1360r/min
1 刀架的快速移动已有KM1 交流接触器CJ0-20B 线圈110V 1 控制主轴电动机M1 已有
7
KM2 交流接触器JZ7-44 线圈110V 1 控制冷却泵电动机M2 已有KM3 交流接触器JZ4-44 线圈110V 1 快速移动电动机M3 已有QF 低压断路器DZ15L-40/3901 380V 20A 1 漏电自动开关开关已有SB1 按钮LA219-11 500V 5A 1 主轴启动已有SB2 按钮LA -01JZ 1 主轴停止已有SB3 按钮LA9 500V 5A 1 快速移动电动机M3点动已有SA4 钥匙式开关LAY3-Y/Z 1 M3开关已有FR1 热继电器JR16-20/30 （10-16）/15.4A 1 M1过载保护已有
1 M2过载保护已有FR
2 热继电器JR16-20/30 （0.25-0.35）
/0.32A
FU1 熔断器BZ001 1A 3 冷却泵M2的短路保护已有FU2 熔断器BZ001 4A 3 快速电动机M3短路保护已有FU3 熔断器BZ001 1A 2 变压器的短路保护已有PLC 软件FX2N FX2N-48MR-001 1 实现控制购买3.2制定3.10 电器位置图
为了使我们能直观地了解其电气系统，便于维修，图3-1绘制了电器在C6140
车床上的位置。其他电器，如熔断器、变压器、接触器、继电器等装在电器箱内的控
制面板上【5】。
图3-1 CA6140车床电器位置图
图3-1 CA6140车床电器位置图
图3-1 CA6140车床电器位置图
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4 PLC控制电路设计
4.1PLC基本原理及选用
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。 PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。 PLC 在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。
选用三菱FX2N系列即可满足要求
4.2I/O统计
控制电路中，4个输入信号，3个输出信号。其输入/输出电器及PLC的I/O配置如表2-1所示。
表4-1 输入/输出电器及PLC的I/O配置
输入设备PLC输入继
电器输出设备PLC输出继电
器
符号功能符号功能
SB1 M1停止按钮X000 KM1 M1接触器Y000 SB2 M1启动按钮X001 KM2 M2接触器Y001 SB3 M3点动按钮X002 KM3 M3接触器Y002
9
SA4 M2转换开关X003
4.3PLC的I/O接线
PLC的控制电路的主电路，PLC的I/O接线如下图2-4所示，图中输入信号使用PLC 提供的内部直流电源24V（DC）；负载使用的外部电源为交流220V(AC)；PLC的电源
为交流220V（AC）。
图4-1 C6140型车床的PLC的I/O外接线图
4.4 PLC控制过程分析
通过I/O分配和I/O接线可知PLC的控制过程如下：
（1）M1主电机
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KM1常开辅助触头闭合，自锁M1启动：按下SB2 KM1线圈得电主触头闭合 M1通电启动
另一长开辅助触头闭合，为
冷却泵电动机工作作准备。
常开辅助触头分断，失去自
锁
M1停止：按下SB2 KM1线圈失电主触头分断，M1断电停止运
转
另一常开辅助触头分断，冷
却泵不能工作
（2）M2冷却泵电机
M2启动：SA4 打到闭合 KA线圈得电 KA1常闭辅助出头闭合 KM2线圈得电，实现冷却电机的长动 M2工作
M2停止:SA4打到断开 KA线圈失电 KA常开辅助触头断开 KM2线圈失电 M2停止
（3）M3进刀电机
M3启动：按下SB3 KM3线圈得电 M3点动工作
M3停止：松开SB3 KM3线圈失电 M3停止工作
4.5梯形图程序
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图4-2 C6140型车床的PLC梯形图5 系统调试
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图5-2 C6140车床调试图
为期两周的课程设计就这样结束了，在这两周里我收获了不少。本次课程设计主要有两个项目：C6140普通车床的电气控制线路设计和其PLC控制过程设计。当然其中还学习了画图等一些与自己专业关联的知识。我们组分工很明确，查资料、确定设计方案、硬件选型、编程、画图、报告等都是很有序的完成的。总的来说我们组很好的完成了既定任务。每个人都很好的完成了自己的任务，还都不时去帮助组员弄清楚一些问题。
课程设计让我对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了新的认识，也让我更加懂得了关于PLC设计原理。很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次课程设计脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，从而使问题变得容易解决。我们在做课程设计项目的过程中遇到的问题都是大家一起的讨论和寻找解决方法，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题
总的来说，我从本次课程设计中收获了很多，弥补了很多我在学习PLC课程时不懂或是模糊的知识点。在今后的学习过程中，要更加努力的学习自己的专业知识，多多与同学和老师交流，相信不久的将来可以有点成绩。
参考文献：
[1]熊幸明.电气控制与PLC[M].北京：机械工业出版社，2011.
[2]徐德.孙同景.可编程控制器PLC应用技术[M]．济南：山东科学技术出版，2001.
[3]王海, 李洪奎, 刘晓. 基于PLC的多轴控制研究[J]. 机械工程学报, 2008, 6(4): 470-472
[4]高勤、田培成编.可编程控制器原理及应用（三菱机型）[M].电子工业出版社.2009
[5]廖常初.PLC梯形图的书许控制设计法与顺序功能图[J].电子技术杂志.2001.第11期
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在这次课程设计的编写过程中，我们得到了很多人的帮助。首先，我们要感谢翁老师在课程设计上给予我们的指导，提供给我们的支持和帮助，这是我们能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是帮助我们解决了许多技术上的难题，让我们能把系统做的更加完善。同时也感谢老师为我们提供了良好的做课程设计的环境。其次，也要感谢那些帮助过我们的同学，是他们不厌其烦的回答我们的疑问，解决了不少我们不太明白的设计上的难题，使我们能够顺利的完成调试工作。我也要感谢那些免费的论文网站，虽说这些网站都是些不起眼的小网站，可正是它们无偿的向我们提供大量的论文蓝本，保证了贫穷的我们得到所需的论文。这可以说是一种“想人之所想。急人之所急的人道主义精神”。再一次感谢是所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，谢谢你们！
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工作日程
日期主要工作
下达任务书，任务布置及设计要求说明05月16日~05月16日
文献追踪、调研,方案设计;
05月16日~05月18日
系统设计
05月19日~05月22日
仿真、调试及设计报告初稿撰写
05月23日~05月27日
答辩、成绩考核
05月28日~05月29日
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电气与电子类课程设计成绩评定表
评定项目内容满
分
评
分
总
分
出勤与学习态度按时出勤，严格遵守纪律，学习认真，
态度端正
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设计情况能够认真查阅资料，勤学好问10 具有提出问题和解决问题的能力，设
计方案论证充分、合理
15 工作量饱满，各模块设计正确，结果
能够达到课程设计任务书规定的要
求
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设计报告情况设计报告能够按时提交，内容完整 5 撰写认真，图、表、文字表达准确、
规范、清楚
10 论述恰当、充分，结论合理，心得体
会深刻
10
答辩情况基本概念清楚，回答问题准确，有理
有据，有一定深度
15
总体评价采用五级分制：优、良、中、及格、不及格
指导教师签名：
年月日答辩小组组长签名：
年月日
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《机床电气控制与PLC》（实训）课程标准 课程编码：0100023 课程类别：专业技术课程 适用专业：机电一体化（二年中专）课程所属系部：机电工程系学时：60 编写执笔人: 王荣华 审定负责人及审定日期： 1课程定位与设计思路 1.1 课程性质与作用 1.课程性质 《机床电气控制与PLC》课程是机电一体化（二年中专）专业的一门专业技术课，也是取得国家职业资格等级证书（维修电工）的核心课程。课程分为继电器控制技术、PLC技术两大部分，在教学中实施“教、学、做”一体化，将理论教学和实践教学有机结合，侧重于实践操作，直接面向职业岗位能力的培养，是学生求职就业的重要砝码。 2.课程作用 本课程以《电工电子技术基础》、《电机拖动基础》、《自动控制原理与系统》课程为前导课程，共同打造学生的职业能力，并为其相关专业课程《数控机床维修》、《机电一体化技术》等的学习提供基本理论和方法，在整个教学过程中起着承上启下的作用。为毕业生在未来的职业生涯中从初始低层次的生产线操作工向更高层次的维修电工、生产线维修工和设备管理员等岗位顺利迁移提供扎实的知识与技能准备。 1.2 课程设计思路
本课程标准以机电一体化（二年中专）专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以培养学生的“学懂”和“会用”为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干工作任务，以任务为单位组织教学，引出相关专业理论知识，使学生在实践操作过程中加深对专业知识、技能的理解和应用。 2课程目标 2.1课程总体目标 通过对本课程的学习和训练，使学生熟悉电气控制与PLC的基础知识，培养电气控制与PLC基本应用(电动机点动、长动、正反转、Y-Δ启动等控制环节)的接线、编程、操作调试方面的技能，了解其所涉及的技术理论知识；初步培养电气控制与PLC高级应用项目(电梯控制、机械手控制系统等)的接线、编程、操作调试的技能，了解其所涉及的技术理论知识。培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的学习能力、团队合作能力。 2.2 具体目标 1) 知识目标 (1)掌握电气控制基础知识； (2)掌握PLC技术基础知识； (3)掌握PLC编程软件的使用方法； (4)熟悉PLC的I/O端口分配及PLC外部接线和安装； (5)熟练掌握PLC的编程方法，特别是图形编程； (6)熟练应用基本指令、步进指令及部分功能指令； (7)掌握常用控制程序的编制方法及调试；
一、填空题 1、低压电器通常指工作在额定交流电压1200V以下或直流电压1500V以下电路中的电器,一般按基本用途分为低压配电电器和低压控制电器两类。 2、三相异步电动机常用制动方法有反接制动、能耗制动以及电磁机械制动。 3、改变三相异步电动机的旋转方向原理是改变三相电源相序。 4、指出如下符号代表哪种电气元器件： FU SQ KM KA KT 熔断器、行程开关、接触器、继电器、时间继电器。 KV KI FR KS SB QS 电压继电器、电流继电器、热继电器、速度继电器、按钮、刀开关 5、电气控制系统中常用的保护环节有：连锁控制、短路保护、过载保护、零电压和欠电压及弱磁保护。 6、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁通三种。
电延时 通电延时线圈断开延时线圈延时闭合常开触头常闭触头闭合的常开触头 8、选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用_交流接触器__控制直流负载则选用______直流接触器____。 9、接触器具有低压释放的保护性能，适用于频繁操作，远距离控制强电电路。 10、接触器选用时，其主触点的额定工作电压应____大于__或_ 等于____负载电路的电压，主触点的额定工作电流应_等于____或__稍大于___负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路__电压相等___。 11、试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器：热继电器______、__熔断器_________。 12、试举出两种主令电器：___控制按钮_____、____行程开关__。 13、当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。当电路发生__严重过载______或____短路____时，熔体熔断切断电路。 14、当接触器线圈得电时，使接触器__动合触点___闭合、___动断触点____断开。 15、热继电器是利用电流的_____热效应_____及热元件热膨胀原理工作的保护电器。它在电路中主要用作电动机的长期过载保护、断相保护、电流不平行运行及其他电气设备发热状态的控制______________。 16、接触器按其主触头通过电流的种类，可分为__直流接触器和__交流接触器。 17、速度继电器常与接触器配合，实现电动机反接制动。 18、电气控制系统图包括：_电气控制电路图（电气原理图）_、电气设备安装图_、_电气设备接线图_三种图。 19、机床中最常见的降压起动方法有Y-降压启动、定子串电阻降压启动。 20、笼型三相异步电动机全压起动控制线路中，短路保护利用熔断器；长期过载保护利用热继电器；欠压、失压保护利用接触器。 21、电磁机构由吸引线圈、铁芯和衔铁组成。 22、各种低压断路器在结构上都有主触头、灭弧装置、自由脱扣器和操作机构等部分组成。
电气控制及PLC 期末试卷（A 卷） （闭卷考试） 一、 填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、 过载保护、 过电流保护 、 零电压和欠电压 等。 2、直流电机的调速方法有 改变电枢回路电阻 、改变电枢端电压 、 改变磁二、判断题（每小题2分，共10分．正确的打＂√＂，错误的打＂×＂） 1. 电气原理图中控制电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。 （×） 2. 电气安装接线图与原理图不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√） 3. 电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4. 直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。 （×） 5. PLC 是以CPU 为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。 （√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC 的硬件组成及工作原理。（10分） ：1.一般由基本单元、扩展单元组成。PLC 的基本单元主要包括：CPU 、存 储器、输入/输出模块、电源模块、I/O 扩展接口、外设I/O 接以及编程器等部分组成。（5分） 的工作原理： （1）PLC 采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC 的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S 的调速方法（8分） ：1.转子串电阻调速（2分） 调压调速（2分） 串级调速 （2分） 电磁转差离合器调速 （2分）
3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10分）解答：自锁控制（5分）互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5.运用FX2N系列PLC的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X 6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下：（1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N系列PLC控制的安装接线图； （3）绘出PLC梯形图； （4）编写PLC指令程序。
卷） （闭卷考试） 系部 ___________班级___________ 学号 姓名 ________ 得分 ________ 三极刀开关按扭常开触头行程开关 常开触头接近开关常开触头 接触 器线圈 延时 1、 电气控制系统中常用的保护环节 有： 短路保护、过载保护、过电流保护、 零电压和欠电压等。 2、 直流电机的调速方法有 改变电枢回 路电阻、改变电枢端电压 、 改变磁 通 __________________ 三种。 3、 PLC 常用的编程语言有：语句表 、 梯形图、流程图。 二、判断题（每小题2分，共10分?正 确的打"V H ,错误的打"X"） 1. 电气原理图中控制电路就是从电 源到电动机绕组的大电流通过的 路径。 （X ） 2. 电气安装接线图与原理图不同，接线 图中 同一电器的不同部分须画在一起。 （V ） 3. 电动机的速度控制为调速，而由于 外加负载变动引起的速度变化则不 是。（V ） 4、写出以下图形符号所代表的电气元 4. 直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。 题目 -一一 -二 二 四 总得分 圈通电时 通电延时断开线圈断电 通电延时线圈 延时闭合常开触头 断开延时线圈 常闭触头 闭 合的常开触头 本 题 得 分
5. PLC是以CPU为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算机。（V） 三、简答题（共5小题，共45 分） 1.简述PLC的硬件组成及工作原理 （10 分） 解答：1. 一般由基本单元、扩展单元组成。PLC的基本单元主要包 括：CPU存储器、输入/输出 模块、电源模块、I/O扩展接 口、外设I/O接以及编程器等 部分组成。（5分） 2.PLC 的工作原理： （1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC的工作过程分为： （3分）2.列举异步电动机变转差率S的调速 方法（8分） 解答：1.转子串电阻调速（2分） 2.调压调速（2分） 输 3.串级调速（2分） 4.电磁转差离合器调速（2分） 样 3.分别列举机床电气控制系统中自锁 控制与互锁控制的电路。（10分） 程 解答：自锁控序制（5分） 本 题 得 分
《机床电气控制与PLC》试卷（A卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 一、填空题（每空1分、共26分） 1、电气控制技术的拖动方式可以分为：、。 2、通常低压是指交流。 3、低压控制电器常用的具体灭弧方法 有、、。 4、热继电器主要参数有、、、 及。 5、笼型异步电动机的电气制动方法有：、。 6、可编程控制器主要由、、、组 成。 7、PLC的输入电路大都相同，通常有三种类型。分别 为、、 。 8、PLC工作时，全过程扫描一次所需的时间称为。 9、PLC工作过程分为、、、、 。 二、选择题（每题2分、共20分） 1、速度继电器的动作转速一般不低于（）。 A、0r/m B、120r/m C、1000r/m D、
3600r/m 2、( )的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大的继电器。 A、中间继电器 B、交流继电器 C、热继电器 D、时间继电器 3、绕线转子异步电动机一般采用（）。 A、电阻分级起动 B、星形-三角形减压起动 C、串电阻减压起动 D、自耦变压器减压起动。 4、PLC的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。请问只 能带直流负载是哪种输出形式。（） A、继电器输出 B、晶体管输出 C、晶闸管输出 D、其它 5、在电气控制回路中，启动按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 6、在电气控制回路中，停止按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 7、熔断器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 8、热继电器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 9、交流继电器具有（）保护。
设计总体要求： 1、PLC的型号选择 2、设计PLC 的I/O接线图 3、完成主电路设计以及相应电器元件的选择 4、完成梯形图的设计 5、提交设计说明书 题目1数控钻床主轴进给控制系统PLC设计 控制要求： 卧式数控钻床采用G83指令完成钻深孔加工，动作如图，钻头初始位置在原点（光电开关SQ1处），按下启动按钮SB1，钻头进给至光电开关SQ2处后返回原点，然后再进给至光电开关SQ3处返回原点，以此类推，最后返回原点停止，主轴进给动作结束。
题目2 CA6140卧式车床的PLC改造 控制要求：CA6140卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成CA6140卧式车床的电气改造。
题目3 C650卧式车床的PLC改造 控制要求：C650卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成C650卧式车床的电气改造。 题目4 抢答器控制 控制要求： 1.系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效； 2.抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效； 3.主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；
题目5 十字路口交通灯控制控制要求：
题目5自动售货机控制 控制要求： 课题6 自动售货机 在上图中，按M1、M2、M3按钮，模拟投入货币，Y0显示投入的货币的数量，按动“QS”和“CF”按钮分别代表购买“汽水”和“咖啡”。出口处的“E”和“F”表示“汽水”和“咖啡”已经取出。购买后Y0显示剩余的货币，按下“ZL”找零按键： 1.按下“M1”、“M2”、“M3”三个开关，模拟投入1元、2元、3元的货币，投入的货币可以累加起来，通过Y0的数码管显示出当前投入的货币总数。 2.售货机内的二种饮料有相对应价格，当投入的货币大于等于其售价时，对应的汽水指示灯C、咖啡指示灯D点亮，表示可以购买。 3.当可以购买时，按下相应的“汽水按钮”或“咖啡按钮”，同时与之对应的
《机床电气控制与PLC》课程题库 第1部分机床电气控制部分 1、写出按钮、行程开关、熔断器、接触器、低压断路器、时间继电器、热继电 器等常用电器的电气符号（包括图形符号和文字符号）。 2、继电器和接触器的区别？ 3、QS、FU、KM、KT、SQ、SB分别是什么电器元件的文字符号？ 4、如何决定笼型异步电动机是否可采用直接起动法？ 5、笼型异步电动机减压起动方法有哪几种？ 6、笼型异步电动机是如何改变转动方向？ 7、什么是能耗制动？什么是反接制动？它们各有什么特点及适用什么样的场 合？ 8、什么是互锁（联锁）？什么是自锁，试举例说明各自的作用。 9、长动与点动的区别是什么？ 10、什么是多地点控制？什么是多条件控制？ 11、动合触点串联或并联，在电路中起什么样的控制作用？动断触点串联或并联 起什么控制作用？ 12、本章中图2-12行程开关控制的正反转电路，若在现场调试试车时，将电动 机的接线相序接错，将会造成什么样的后果？为什么？ 13、下图中的一些电路是否有错误？工作时现象是怎样的？如有错误，应如何改 正？
14、设计一个控制电路，要求第一台电动机起动10秒以后，第二台电动机 自动起动，运行5秒以后，第一台电动机停止转动，同时第三台电动机起动，在运转15秒以后，电动机全部停止。 15、设计一控制电路，控制一台电动机要求：（1）可正反转；（2）可正向点动， 两处起停控制；（3）可反接制动；（4）有短路和过载保护。 16、分析下面电气控制原理图，回答：（1）主电机M1采用什么起动方式；（2） 主电机M1采用制动方式；（3）电动机M3为什么可以不用设过载保护；（4）电流表PA为什么要KT常闭触点端接；（5）触点表对分析电路起什么作用； （6）EL、HL、PE、KS是什么电器元件的文字符合；（7）主电机M1主电路中串联电阻R起什么作用。 17、分析下面电气控制原理图，填空： (1)、_____ __是主轴电动机M2转动方向的选择开关。 (2)、_ __ _、_ _ _按钮用于主轴电动机M2的两地停止控制； (3)、___ _、_ ___按钮用于主轴电动机M2的两地起动控制； (4)、____ 用于主轴电动机M2的变速冲动（点动）控制； (5)、___ _用于冷却泵电机M1的起停控制； (6)、___ _用于上刀制动； (7)、___ _用于主轴电动机M3的变速冲动控制；
机床电气控制与P L C 试卷及答案精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
《机床电气控制与PLC》试卷（A卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 一、填空题（每空1分、共26分） 1、电气控制技术的拖动方式可以分为：、。 2、通常低压是指交流。 3、低压控制电器常用的具体灭弧方法有、、。 4、热继电器主要参数有、、、 及。 5、笼型异步电动机的电气制动方法有：、。 6、可编程控制器主要由、、、组成。 7、P LC的输入电路大都相同，通常有三种类型。分别为、、 。 8、PLC工作时，全过程扫描一次所需的时间称为。 9、PLC工作过程分为、、、、 。
二、选择题（每题2分、共20分） 1、速度继电器的动作转速一般不低于（）。 A、0r/m B、120r/m C、1000r/m D、3600r/m 2、( )的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大的继电器。 A、中间继电器 B、交流继电器 C、热继电器 D、时间继电器 3、绕线转子异步电动机一般采用（）。 A、电阻分级起动 B、星形-三角形减压起动 C、串电阻减压起动 D、自耦变压器减压起动。 4、PLC的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。请问只能带直流 负载是哪种输出形式。（） A、继电器输出 B、晶体管输出 C、晶闸管输出 D、其它 5、在电气控制回路中，启动按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 6、在电气控制回路中，停止按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 7、熔断器具有（）保护。
第一章常用低压电器 1-1开关设备通断时，触头间的电弧是怎样产生的？通常哪些灭弧措施？ 答：当开关电器的触头分离时，触头间的距离很小，触头间电压即使很低，但电场强度很大（E=U/d），在触头表面由于强电场发射和热电子发射产生的自由电子，逐渐加速运动，并在间隙中不断与介质的中性质点产生碰撞游离，使自由电子的数量不断增加，导致介质被击穿，引起弧光放电，弧隙温度剧增，产生热游离，不断有大量自由电子产生，间隙由绝缘变成导电通道，电弧持续燃烧。 （1）吹弧（２）拉弧（３）长弧割短弧（４）多断口灭弧（５）利用介质灭弧（６）改善触头表面材料 1-2 写出下列电器的作用、图形符号和文字符号： 答：（1）熔断器 作用：严重过载和短路保护 图形符号： 文字符号：FU 作用：用于机床上作电源的引入开关，也可用来接通和分断小电流电路。 图形符号： 文字符号：SA （３）按钮开关 作用：在控制电路发出手动控制信号 图形符号： 文字符号：SB
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f ）断点延时断开动合（常开）触点 （g ）断点延时闭合动断（常闭）触点（h ）瞬动触点 作用：在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用 ，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路。 图形符号： 作用：主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护， 图形符号： 热元件 常闭触点 文字符号：FR （７）时间继电器 作用：按照所需时间间隔，接通或断开被控制的电路 图形符号： 文字符号：KT
《机床电气控制与PLC技术》 实验报告
一、实验特点 本实验指导分为验证性基础实验和综合性实验，涉及到程序设计与调试实验。基础实验包括PLC面板结构认识、编程器的使用练习、常用指令的使用练习。综合性实验包括十字路口交通信号灯自动控制设计、多级传送控制系统设计和PLC自动控制的程序设计与调试。鉴于实验设备不能到位，因此，主要开设验证性基础实验，通过实验进一步加深对PLC各种指令功能的理解。程序设计与调试实验包括编写程序、PLC的电源及I/O接线、上机调试程序等技能和技巧的训练，为今后从事PLC控制系统的设计打下良好的基础。 二、实验设备 OMRON C28P和CQM1H可编程控制器、PRO15编程器、输入开关实验板。 三、实验内容 1．PLC认识实验 2．常用指令练习 3．三相异步电动机的PLC控制 4．交通信号灯的PLC控制设计 四、实验注意事项 1．事先预习相关实验内容，编制好实验程序。 2．在实验教师指导下按规程进行相关操作。 3．注意观察实验过程和结果，并写出实验报告。 实验一、PLC认识实验 一、实验目的 熟悉PLC主机的结构，熟悉编程器的功能及使用方法。 二、预习要求 (1)复习课本第2章中OMRON PLC的面板结构。 (2)仔细阅读课文中编程器的组成和主要操作；预习实验内容及要求。 三、实验内容和步骤 (1)熟悉主机和编程器的结构 了解主机面板各组成部分的功能及各端子、端口与外部电路的连接方法。了解编程
器与主机的连接方法及面板各组成部分的功能。 (2)PLC上电 ①在断电情况下，把编程器的方式开关拨在PROGRAM位，然后将编程器连接电缆插头插入主机左侧的外设端口中。 ②接通主机交流220V电源，此时屏幕显示口令PROGRAM PASSWORD! ③清除屏幕显示的口令。 (3)清除内存储器(只在编程状态下) 清除内存储器，包括全部清除和局部清除两种情况的操作。 (4)输入程序(只在编程方式下) ①建立程序的首地址。可以从首地址0000开始，也可按有关方法确定任意首地址。 ②输入下面的练习程序。注意：每输入一条语句都要按一次WRITE键。 1 LD 00000 5 LD 01000 2 OR 01000 6 TIM 000 3 ANDNOT TIM000 #0050 4 OUT 01000 7 END(01) (5)程序读出(三种方式下均可) 用↑或↓键逐条读出输入的指令，发现错误的语句，可在编程方式下于原处重新输入语句。 (6)插入和删除指令(仅在编程方式下) ①按课文介绍的方法，在练习程序第六步处插入AND NOT TIM000。 ②删除上面插入的ANDNOTTIM000指令。 用课文介绍的方法删除，注意下一个语句的地址。 用NOP指令删除，注意下一个语句的地址。比较两个方法的区别。 (7)指令检索(三种方式下均可) 检索练习程序中的第六条指令。 (8)检索某个接点(三种方式下均可) 检索练习程序中触点01000的个数。 (9)程序检查(仅在编程方式下) ①按课文介绍的方法进行程序检查，注意观察屏幕显示。 ②将练习程序的END语句删除，再进行程序检查，注意观察屏幕显示。
电气控制及PLC 期末试卷（A卷） （闭卷考试） 一、填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、过电流保护、零电压和欠电压等。 2、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁 二、判断题（每小题2分，共10分．正确的打＂√＂，错误的打＂×＂） 1.电气原理图中控制电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。 （×） 2.电气安装接线图与原理 图不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√）3.电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4.直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。（×） 5.PLC是以CPU为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。（√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC的硬件组成及工作原理。（10分） ：1.一般由基本单元、扩展单元组成。PLC的基本单元主要包括：CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接以及编 程器等部分组成。（5分） 的工作原理： （1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S的调速方法（8分） ：1.转子串电阻调速（2分） 调压调速（2分） 串级调速（2分） 电磁转差离合器调速（2分）
3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10分） 解答：自锁控制（5分） 互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5. 运用FX2N 系列PLC 的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 解答：题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈 7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下： （1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N 系列PLC 控制的安装接线图； （3）绘出PLC 梯形图； （4）编写PLC 指令程序。 解答： （1）采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路如图1； 本题得分 X2X0 X1 Y6 X3 X4X5
无锡职业技术学院 2005-2006学年第二学期《机床电气与PLC控制》期末试卷（D卷） （闭卷考试） 一、填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、过电流保护、零电压和欠电压等。 2、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁 二、判断题（每小题2分，共10分．正确的打＂√＂，错误的打＂ ×＂） 1.电气原理图中控制电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。 （×） 2.电气安装接线图与原理图 不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√）3.电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4.直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。（×） 5.PLC是以CPU为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。（√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC的硬件组成及工作原理。（10分） ：1.一般由基本单元、扩展单元组成。PLC的基本单元主要包括：CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接以及编 程器等部分组成。（5分） 的工作原理： （1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S的调速方法（8分） ：1.转子串电阻调速（2分） 调压调速（2分） 串级调速（2分） 电磁转差离合器调速（2分）
3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10分） 解答：自锁控制（5分） 互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5. 运用FX2N 系列PLC 的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 解答：题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈 7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下： （1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N 系列PLC 控制的安装接线图； （3）绘出PLC 梯形图； （4）编写PLC 指令程序。 解答： （1）采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路如图1； 本题得分 X2X0 X1 Y6 X3 X4X5
2005-2006学年第二学期《机床电气与PLC 控制》期末试卷（D 卷） （闭卷考试） 一、 填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、 过载保护、 过电流保护 、 零电压和欠电压 等。 2、直流电机的调速方法有 改变电枢回路电阻 、改变电枢端电压 、 改变磁 （×） 2. 电气安装接线图与原理图不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√） 3. 电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4. 直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。 （×） 5. PLC 是以CPU 为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。 （√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC 的硬件组成及工作原理。（10分） PLC 的基本单元主要包括：CPU 、存 /输出模块、电源模块、I/O 扩展接口、外设I/O 接以及编（5分） 的工作原理： 1）PLC 采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） 2）PLC 的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S 的调速方法（8分） 2分） 2分） （2分） （2分） 3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10
分） 解答：自锁控制（5分）互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5.运用FX2N系列PLC的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X 6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下：（1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N系列PLC控制的安装接线图； （3）绘出PLC梯形图； （4）编写PLC指令程序。
《机床电气控制与PLC》教学大纲 课程名称：《机床电气控制与PLC》 课程编码： 适用专业：机电一体化、数控技术、电气技术 学时：80或64 学分：5或4 编写者：刘祖其 一、课程性质与任务 课程性质：《机床电气控制与PLC》课程综合了《电气控制与PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识。主要研究低压控制电器、机床强电控制电路、可编程控制器及编程、数控系统、伺服系统。是机电一体化、数控技术、电气技术、电子技术等专业的职业技术课。 通过本课程的学习，应使学生初步掌握机床电气控制系统的结构组成及工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识。培养学生初步具有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握普通机床、数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修机床打下较坚实基础。 二、教学目的与基本要求 了解数控装置的软件、硬件组成；了解可编程控制器的的结构和工作原理；了解接口信号相互作用，典型数控装置特性、功能，选用方法、系统连接、调试方法。了解电磁兼容概念，运用电磁兼容采取抗干扰措施。 掌握《机床电气控制与PLC》的基本理论，常用电器的结构、工作原理及用途；掌握普通机床、数控机床电气控制电路的基本分析方法；掌握进给及主轴驱动系统，常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识，掌握数控系统I/O接口、信号功能，电气系统的基本测试技术。重点掌握机床电路的安装调试及检修，可编程控制器的编程方法。为今后学生能测试、改造、检修机床电气控制系统打下
较好的基础。 三、教学主要内容、要点和课时安排 目录 绪论 [学习目标与要求] 了解数控机床的产生及发展，了解FMC、FMS、CIMS、适应控制系统的概念，了解数控机床的组成及特点、数控机床伺服驱动系统的基本要求、伺服系统对伺服电机的要求、伺服系统的组成、伺服系统的分类。 第1章常用低压控制电器 1.1 概述 1.2接触器 1.3 继电器 1.4熔断器 1.5低压开关和低压断路器 1.6主令电器 1.7低压电器的产品型号 [学习目标与要求] 掌握接触器、热继电器等常用低压电器的工作原理与选用；了解电弧的形成与灭弧机理；了解低压电器的基本作用与功能和继电特性与返回系数。
机床电气控制技术试 卷A答案
河南理工大学 2008-2009 学年第 1 学期 《机床电气控制技术》试卷（A 卷） 总得分 阅卷人 复查人 考试方式 本试卷考试分数占学生总评成绩 比例 开卷 70 % 分数 得分 1.通电延时型的时间继电器，它的动作情况为（ ） A ．线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作 B ．线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作 C ．线圈通电时触点不动作，断电时触点动作 D ．线圈通电时触点不动作，断电时触点延时动作 2.三相异步电动机既不增加起动设备，又能适当增加起动转矩的一种降压起动方法是（ ） A.定子串电阻降压起动 B.定子串自耦变压器降压起动 C.星——三角降压起动 D.延边三角形降压起动 3.三相绕线型异步电动机可逆运转并要求迅速反向的，一般采用（ ） A. 能耗制动 B. 反接制动 C. 机械抱闸制动 D. 再生发电制动 4.下列电器中不能实现短路保护的是（ ） A. 熔断器 B. 过电流继电器 C. 热继电器 D. 低压断路器 5. 甲乙两个接触器欲实现互锁控制则应（ ）。 A ．在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动断触点。 B ．在两接触器的线圈电路中互串对方的动断触点。 C ．在两接触器的线圈电路中互串对方的动合触点。 D ．在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。 6.在控制线路中，如果两个动合触点并联，则它们是（ ） A.与逻辑关系 B.或逻辑关系 C.非逻辑关系 D.与非逻辑关系 7.执行 指令后的运算结果存在（ ） A.DT0 B.DT1 C.WY0 D.WY0和WY1 8.对于计数器指令 下列说法正确的是（ ） A.当X0从OFF 变为ON 时，计数值加1 B.当X0从OFF 变为ON 时，计数值减1 C.当X1从OFF 变为ON 时，计数值加1 D.当X1从OFF 变为ON 时，计数值减1 9.下面用户不能占用的继电器是（ ） A.X9 B.R9 C.Y9 D.R9000 10.指令KP 功能相当于一个（ ） A.输入继电器 B.输出继电器 C.中间继电器 D.锁存继电器 11.在输出扫描阶段，将（ ）寄存器中的内容负债到输出接线端子上。 Ａ.输入映像 B 输出映像 C 变量存储器 D 内部存储器 12. 世界上第一台PLC 生产于（ ） A ．1969年德国 B.1967年日本 C.1969年美国 D. 1970年法国 12.用来累计比CPU 扫描速率还要快的事件是（ ）。 A ．高速计数器 B 增计数器 C 减计数器 D 累加器 13. PLC 的工作方式是（ ） A 等待工作方式 B 中断工作方式 C 扫描工作方式 D 循环扫描工作方式 14.在继电接触控制原理图中，主电路和控制电路放置的位置（ ） A ． 主电路在上，控制电路在下 B 主电路在下，控制电路在上 C 主电路在左，控制电路在右 D 主电路在右，控制电路在左。、 15.热继电器和熔断器各起什么保护作用？（ ） A ．热继电器和熔断器都起短路保护作用 B 热继电器和熔断器都起过载保护作用 C.热继电器起过载保护作用，熔断器起短路作用 D ．热继电器起短路保护作用，熔断器起过载保护作用 16.在在下列继电器控制原理图中，用到什么控制规律？（ ） 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… 专 业班级： 姓名： 学号： … ………………………密………………………………封………………………………线………………………… 一、选择题（每题1分，共23分）
无锡职业技术学院 学年第学期《机床电气与PLC控制》课程试卷（C卷） （闭卷考试） 一、填空题（每空2分，共48分） 1、低压电器通常指工作在额定交流电压1200V以下或直流电压1500V以下电路中的电器,一般按基本用途分为配电电器和控制电器两类。 2、三相异步电动机常用制动方法有反接制动、能耗制动以及机械制动。 3、直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变换为稳定直流电源，在数控机床电气控制系统中需要直流稳压电源给驱动器、控制单元、直流继电器、信号指示灯等提供电源。 4、PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口、外部设备编程器及电源模块组成。 5、FX2N系列PLC编程元件有输入输出继电器（X与Y）、辅助继电器（M）、状态继电器（S）、定时器（T ）、计数器（C）、数据寄存器（D）、和指针（P、I、N）等七大类。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、FX2N扩展单元的作用是什么？当扩展组合供电电流总容量不足时，采取什么办法？ 扩展单元在扩展组合中起中间电源供给及I/O扩展作用，如当扩展组合供电电流总容量不足时，就须在扩展组合中增设扩展单元进行供电电流容量的扩充。 2、按FX2N系列PLC的指令系统，将下图简化改进后画出新梯形图。 答： 3、梯形图与继电器控制线路各自的控制原理是什么？ 答：PLC程序的工作原理简述为由上至下、由左至右、循环往复、顺序执行。继电器控制线路原理为并行控制。
4、三相笼式异步电动机常用减压起动方法有哪几种？ 答：常用有串电阻减压起动、星三角换接减压起动、延边三角形换接减压起动、自耦变压器减压起动等方法。 5、请将下面梯形图按FX2N系列PLC的指令系统转换为语句指令程序。 答： 1 LD X 2 5 ANI X3 2 AND X0 6 OUT M101 3 OUT Y3 7 AND T1 4 LD Y3 8 OUT Y4 6、请按以下的FX2N系列PLC的语句指令程序，绘出相应梯形图。 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 答： 三、设计题（每题11分，共22分） 1、下图是机床工作台运动示意图，工作台由交流电动机驱动。按下SB1，电动机驱动工作台运动；工作台运动至极限位置时，由行程开关SQ1或SQ2检测并发出停止前进指令，同时自动发出返回指令。只要不按停止按钮SB2，工作台继续自动往复运动。要求电动机采用过热继电器进行过载保护，请编制S7-300系列PLC控制的PLC梯形图。(11分) 按编程元件地址分配表编制的系统控制梯形图为：
机床电气控制与P L C试 卷及答案 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
《机床电气控制与PLC》试卷（A卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 一、填空题（每空1分、共26分） 1、电气控制技术的拖动方式可以分为：、。 2、通常低压是指交流。 3、低压控制电器常用的具体灭弧方法 有、、。 4、热继电器主要参数有、、、 及。 5、笼型异步电动机的电气制动方法有：、。 6、可编程控制器主要由、、、组 成。 7、PLC的输入电路大都相同，通常有三种类型。分别为、、 。 8、PLC工作时，全过程扫描一次所需的时间称为。 9、PLC工作过程分为、、、、 。 二、选择题（每题2分、共20分） 1、速度继电器的动作转速一般不低于（）。 A、0r/m B、120r/m C、1000r/m D、3600r/m 2、( )的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大的继电器。 A、中间继电器 B、交流继电器 C、热继电器 D、时间继电器 3、绕线转子异步电动机一般采用（）。 A、电阻分级起动 B、星形-三角形减压起动 C、串电阻减压起动 D、自耦变压器减压起动。
4、PLC的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。请问只能带直 流负载是哪种输出形式。（） A、继电器输出 B、晶体管输出 C、晶闸管输出 D、其它 5、在电气控制回路中，启动按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 6、在电气控制回路中，停止按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 7、熔断器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 8、热继电器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 9、交流继电器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、失压 D、过电流 10、低压断路器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 三、问答题（每题8分、共24分） 1、熄灭电弧的主要措施有哪些（5分） 2、熔断器的选择的原则是什么（5分） 3、梯形图有哪些设计规则（5分） 四、画图题（每题5分、共10分） 1、如图1所示根据X0、X1开关断开或合上状态，请画出Y0的状态。（5分） 图1 2、请跟据以下PLC助记符语言，画出状态转移图。（5分） 步序指令 0 LD M8002 1 SET S0 3 STL S0 4 OUT Y0 5 LD X0 6 SET S1 8 STL S1