自动生产线复习题含
答案
1、漫射式光电开关利用光照射到被测工件上后（A）光纤而工作。
A：反射 B：折射 C：衍射 D：干涉
2、SPWM的载波信号为（D）。
A：正弦波 B：方波 C：双指数波 D：三角波
3、在分拣单元的CPU224XP上，有（B）A/D，一路D/A。
A：一路 B：两路 C：四路 D：八路
4、YL-335B控制系统采用PPI（A）进行通信。
A：串行总线 B：并行总线
5、YL-335B外部供电电流为（C）AC380V/220V。
A：三相三线制 B：三相四线制 C：三相五线制 D：都可以
6、S7-200系列PLC硬件接口为RS-485通信接口，为（B）通信方式。
A：全双工 B：半双工 C：单工 D：均可以
7、装配单元的电磁阀组由6个（A）单电控电磁换向阀组成。
A：二位五通 B ：二位三通 C：三位五通 D：五位五通
8、YL-335B分拣单元有（B）个物料槽。
A：2 B：3 C：4 D：5
9、人机界面TPC7062K供电电源为（B）V直流电源。
A：12 B：24 C：48 D：60
10、YL-335B自动生产线空气压力要求为（C）MPa。
A：0.4 B：0.5 C：0.6 D：0.7
二：填空题；（每空1分，共20分）
YL-335B由供料站、加工站、装配站、分拣站和输送站五个站组成。
供料单元主要由工件库、工件锁紧装置和工件推出装置组成。
光纤式光电接近开关由光纤检测头和光纤放大器两部分组成。
S7-200PPI通信参数为：地址是 2 ，波特率是 9600kbit/s ，起始位是 1 ，偶校验位是
1 。
回转物料台的回转角度能在 0°~90°、 0°~180°之间任意调节。
工业机器人按照结构形式和编程坐标系主要分为直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、极坐标机器人和关节机器人。
三：判断题（10分）
( √ )1.磁力式接近开关是一种非接触式位置检测开关。
( ×)2.气缸和气马达均用于实现直线往复运动。
( √ )3. 装配单元的核心是装配机械手。
( × )4.YL-335B自动化生产线设备安装是先进行工料站安装，最后安装输送站。
( √ )5.PROFIBUS总线按应用场合分为3个系列：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。选择题
1在设定模拟量模块中，当量程卡设在“D”位表示（D）
Ａ. 热偶热阻Ｂ. 电压Ｃ. 四线制电流Ｄ. 两线制电流
（B）包含丰富的指令，采用文本编程方式
Ａ. LAD Ｂ. STL Ｃ. FBD Ｄ. 以上均否
2光纤内部从端面发出的光线以约（A）的角度进行扩散，照射到物体上
A、60°
B、50°
C、45°
D、90°
3时间顺序控制系统是( C )程序的控制系统.
Ａ. 逻辑先后Ｂ. 指令条件Ｃ. 时间控制Ｄ. 以上均否
4假设每个电流周期磁场转过的空间角度为360°，三相异步电机在电动机绕组电流频率为50HZ时，极对数为2的电机的同步转速是（B）
A、3000转/分
B、1500转/分
C、750转/分
D、1000转/分
5在PPI网络配置中NETR是（A）指令
A、网络读
B、网络写
C、写网络
D、读网络
6 一般对于PLC而言，冗余系统的范围主要是CPU、存贮单元、（B ）、通信系统。
Ａ. 输入单元Ｂ. 电源系统Ｃ. 输出单元Ｄ. 功能单元
7 PLC在工作时候采用（A）原理
A、循环扫描原理
B、输入输出原理
C、集中采样、分段输出原理
8下面不属于基本逻辑运算的是( D )
Ａ. 与Ｂ. 或Ｃ. 非Ｄ. 真
二、填空题
自动化控制系统按被控量的时间特性分为连续量和离散量。
PLC 全称为可编程序逻辑控制器，DCS全称为集散控制系统。
输入输出单元是 PLC 与工业过程控制现场之间的连接部件。
PLC的工作方式是周期扫描方式。
冗余设计可采用热备份或冷备份。
MPI 接口一般的默认传输速率 187.5 kbps,PROFIBUS-DP接口主要用于连接分布式 I/O,传输速率 12 Mbps.
气缸主要由缸筒、活塞杆、前后端盖及密封件组成。
光电编码器中自然二进制码盘读数0100转换为格雷码是 0110 。
电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介电常数型三种。
气动控制元件是控制和调节空压缩空气压力、流量和流动方向及发送信号的重要元件
在光电编码器的检测光栅上有两组条纹A和B，A、B条纹错开 1/4 节距。
如果光线射到光纤的核心部分之后，光线将会在与外包金属的交界面上进行反复全反射
传播。
三、判断题
气动回路一般不设排气管路。（X）
三位五通阀有三个工作位置，五个通路。（√）
反射式光电传感器的光发射器和光接收器处于相对位置，面对面安装。（X）
YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时，传感器的信号为“1”。（X）
气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力和流量的压缩空气。（√）
YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时，传感器的信号为“1”。（X）
溢流阀也称安全阀。（√）
感应型接近传感器的检测对象物可以是金属、树脂、液体等。（X）
YL-335型自动化生产线最常用的电控阀是二位五通式的。（√）
光电传感器是一种非接触式的传感器。（√）
改变异步电机转子转速可通过改变电机的转差率来实现。（√）
YL-335生产线的交流伺服电机中易损坏的部件是电机轴。（X）
一、填空题（20空，每空1.5分，共30分）
1、气压传动系统的主要组成部分有：气源装置、执行元件、控制元件和
辅助元件组成。
2、16进制的F转换为10进制是 15 。
3、光纤式光电开关由光纤检测头和光纤放大器两部分组成，这两者用
光纤相连。
4、同步齿轮距为55mm，共11个齿，步进电动机每转1转，机械手移动 55 mm。
5、PLC的基本组成包括硬件和软件两部分。
6、气动控制元件是控制和调节空压缩空气压力、流量和流动方向及发送信号的重要元件。
7、连接S7-200系列PLC与个人计算机需要使用 STEP7 编程软件。
8、控制阀的气路端口分为输入口、输出口和排气口。
9、光电传感器把光信号转换为电信号。
二、判断题正确判√错误判×（10题，每题2分，共20分）
1、气动回路一般不设排气管路（X）
2、压缩空气具有润滑性能（X）
3、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”（V）
4、YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时，传感器的信号为“1”（X）
5、步进电机的转速由脉冲数决定（V）
6、PLC在工作时采用巡回扫描原理（V）
7、按钮应该接在Q0.0端点上（X）
8、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”（√）
9、气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力和流量的压缩空气（V）
10、光电传感器不能安装在水、油、灰尘多的地方（V）
选择（5题，每题2分，共10分）
1、变频器的主电路输出与（ D ）连接
A、步进电机
B、PLC
C、驱动器
D、三相异步电动机2、2、2、PLC在工作时候采用（A）原理
A、循环扫描原理
B、输入输出原理
C、集中采样、分段输出原理
3、在PPI网络配置中,NETR是（B）指令
A、网络读
B、网络写
C、写网络
D、读网络
4、变排气节流阀一般安装在（ C ）的排气口处
A、空气压缩机
B、控制元件
C、执行元件
D、辅助元件
5、驱动器的控制元件输入端使用的是（C）电压
A、DC12C
B、DC36V
C、DC24V
D、DC48V
四、论述题（共25分）
1、TPC706K人机界面有哪些接口？这些接口各自有何用途？（6分）
答：LAN（RJ45）：以太网接口
串口（DB9）：1个RS232和1个RS485
USB1：主口
USB2：从口，用于下载工程
电源接口：24V DC ±20%
2、简述分析磁性开关是如何控制气缸活塞运动的两个位置的？（6分）
答：磁性开关在生产线中用于气缸的伸出或缩回的检测；在装配站中，在气动摆台中用磁性开关检测旋转到位信号；
调整的方法：先把磁性开关装在气缸上，磁性开关的位置根据控制对象的要求调整，只要让磁性开关到达指定的位置后，用螺丝刀旋紧固定螺钉。
3、分析光电开关如何表示供料单元缺料或供料不足的？（6分）
答：在供料单元料仓的底部和第五个工件位置分别安装1个光电传感器，当第五个工件位置光电传感器动作指示灯灭，底部光电传感器动作指示灯亮的时候，表示供料不足；当底部和第五个工件位置的光电传感器动作指示灯均不亮的时候，表示缺料。
4、简述更换损坏的电磁阀的步骤。（7分）
答：第一步：切断气源，用螺丝刀卸下已经损坏的电磁阀；
第二步：用螺丝刀将新的电磁阀装上；
第三步：将电气控制接头插入电磁阀上；
第四步：将气路管插入电磁阀上的快速接头；
第五步：接通电源用手空开关进行调试，检查气缸动作情况。
五、综合训练题（共15分）
1、设计输送单元的气动控制回路，并分析其工作原理。
分析：图中 1A 和 2A 分别为推料气缸和顶料气缸。1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2 为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。通常，这两个气缸的初始位置均设定在缩回状态。
自动化生产线由哪几部分组成?各部分的基本功能是什么？
答：送料单元的基本功能：按需要将放置在料仓中代加工的工件自动送出到物料台上，一边输送单元的机械手装置将工件抓取送到其他工作单元
输送单元：该单元能实现但制定单元的物料台精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取的工件送到指定位置然后放下的功能。
加工单元：把该物料台上的工件送到冲压架构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送到物料台上，带输送单元机械手取走
转配单元：完成将该单元料仓中白色或黑色小圆柱镶嵌到已加工的工件中的过程。
解释S7-226 DC/DC/DC和S7-224 AC/DC/RLY两种PLC型号的具体含义。
答P51页应用在输送单元共24点输入，16点晶体管输出
应用在公料单元，共14点输入和十点输出
自动生产线中，气源处理装置指哪些器件？分别有什么作用？
答压缩机：把机械能转变为气压能。
电动机：给压缩机提供机械能，它是把电能转变成机械能。
压力开关：被调节到一个最高压力：停止电动机，最低压力，重新激活电动机。
单向阀：阻止压缩空气反方向流动。
储气罐：贮存压缩空气。
压力表：显示储气罐内的压力。
自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。
安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气排出。
冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，以减少系统中的水份。
主管道过滤器：它清除主要管道内灰尘、水份和油。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。
解释S7-226 DC/DC/DC和S7-224 AC/DC/RLY两种PLC型号的具体含义。
5.简述磁性开关的工作原理，接线方法。
答：工作原理：但磁性物体接近时，传感器动作，并输出开关信号；
接线方法：棕色线接PLC的输入端；蓝色线接公共端；
6.简述磁性开关在生产线中应用。分析磁性开关在应用中的调整方法。
答：磁性开关在生产线中用于气缸的伸出或缩回的检测；在装配站中，在气动摆台中用磁性开关检测旋转到位信号；
调整的方法：先把磁性开关装在气缸上，磁性开关的位置根据控制对象的要求调整，只要让磁性开关到达指定的位置后，用螺丝刀旋紧固定螺钉。
7.简述电感接近开关的工作原理。
答：电感接近开关利用电磁感应原理，当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱以至于停振。振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出；
8.简述漫反射光电开关的工作原理。
答：P19页；是利用光照射到被测工件上后反射回来的光线而工作的，由于工件的反射光线是漫反射在工作时，光发射器始终发射检测光，如发射光前一定距离没有物体，则没有光被反射到接收器，光电开关处于常态而不动作；反之如接近开关前方一定距离内有物体出现，只要反射回来的光足够强，则接收器接收到足够的反射光就会是接近开关动作而改变输出的状态
9. 在供料站主程序中，两个子程序的调用有什么不同？为什么?
答：供料控制子程序只有在在运行状态下才会调用；而状态指示无条件被调用；
原因：状态指示需要时刻指示供料站的运行状态，不运行也属于指示状态的范畴，故需要一直被调用，而供料控制要在运行状态才能被调用，所以在调用供料控制子程序需要在运行状态下。
10. 光纤式光电开关的工作原理。
答：P22页把被测对象所调制的光信号输入光纤，通过输出端进行光信号处理而进行测量的
11.光纤式光电开关和传统漫反射式光电开关比较有哪些优势？
答：抗电磁干扰、可工作用于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，体积较小；
13.供料站主程序中，两个子程序的调用有什么不同？为什么?
答：供料控制子程序只有在在运行状态下才会调用；而状态指示一直被调用；
原因：状态指示需要时刻指示供料站的运行状态，不运行也属于指示状态的范畴，故需要一直被调用，而供料控制要在运行状态才能被调用，所以在调用供料控制子程序需要在运行状态下。
14.供料站中，推料子程序运行有几个先决条件？
答：物料台没有物料、供料筒底部有物料、顶料气缸顶料到位；
15供料中.顺序控制子程序运行的条件有哪几个？
答：程序处于运行状态；S0.0被置位，在主程序中调用供料控制子程序。
16.简述顺序控制子程序的编制方法？
答：供料站顺序子程序是用顺序控制继电器（SCR）来编制顺序控制程序；根据供料的先后的都动作的逻辑顺序编写的，并加上一些转换的时所需的条件，并能够进行循环；
18.装配站中顶料气缸和落料气缸的工作顺序。
答：当满足落料时，顶料气缸先顶住倒数第二个物料，并检测顶料到位，落料气缸被置位，并检测物料落下，左检测光电传感器检测到有物料，复位落料气缸，并检测到挡料状态置位，顶料气缸复位，并检测顶料气缸缩回到位，使物料落下，完成顶料气缸和落料气缸的一个工作循环；
19.装配站中，落料控制和摆动气缸两个回转台的上物料检测有什么关系？
答：当左检测到有物料，而右检测没有物料时，摆动气缸会摆动，使右检测处有物料，而左检测出没有物料，当左检测到没有物料时，会使落料控制动作，从而物料落到左边的料盘；
20.分析装配站控制程序，简述装配站中落料控制部分正确的初始状态。
答：旋转台上正对着料仓的料槽无物料，反之有物料，同时档料气缸伸出到位，顶料气缸缩回到位21.分析程序，简述装配站中机械手的初始状态。
答：机械手缩回到位，上升到位，手爪处于放松；
22.分析程序，简述机械手的动作过程。
答：当接到运行指令时，先下降并检测下降到位，手爪抓取工件并检测抓紧工件，机械手上升并检测上升到位，机械手伸出并检测伸出到位，机械手下降并检测下降到位，手爪放开工件并检测放开工件，机械手上升并检测上升到位，机械手缩回并检测缩回到位完成一次机械手动作。
24.自动线联网控制用什么通讯方式？这种方式有什么特点？
答：单工通讯方式，采取PPI协议；传输速度慢，接线少可以长距离传输数据
特点：只能由主站到从站发送命令或读取命令，从站只能就收不能够发送信息到主站。
25.在自动线的控制中，通讯程序在哪站中编辑？用什么编辑指令？
答：搬运站（输送站）；用NETW/NETR指令；
26.编制通讯程序的目的是什么？
答：实现自动化生产线的自动控制；
27.在编制通讯程序前应做哪些先期设计工作？这些工作和系统的整体编程有什么关系？
答：在使用网络读/写之前，要确认PLC之间的通信线路必须畅通，PLC之间的通信波特率一致，而地址不同，在多个PLC通信时，必须保证在网络中只有一个PLC在发数据。
28.举例说明主站如何获得从站的控制方式和工作状态？
答：
如上图，从站把从站的控制方式信息放在V1040.4中，主站读取V1040.4中的信息后就能知道从站的控制方式；
如上图，从站把准备就绪的状态的信息放到V1040.0中，主站读取V1040.0中的信息就知道现在从站的工作的状态。
29.举例说明从站如何获得主站的控制命令？
答：
如上图所示，当此站控制方式为自动控制时，并满足了运行的所有的条件时，主站会置位V1000.0，当V1000.0 被置位后，运行状态就会被置位，从站就获得了主站发送的运行的控制命令。
30.在主程序中，初态检查是在什么时间进行的？目的是什么?程序正式运行后还进行初态检查吗? 答：在上电的第一个扫描周期；目的：在程序运行之前，对程序的初始状态进行检查，为了程序能够正常的运行。
程序正式运行后就不再进行初态检查。
34.编程中使用了大量（R）（S）指令，请简述两个指令使用的一般原则。
答：置位与复位指令要成对的使用。
35.分拣站中，如何判别产品的品质？除了现有的产品判别方法，还可以用其它方法进行判别吗？请举例说明。
答：分拣站使用金属传感器来检测产品的材料性质，用光纤传感器来区分产品的颜色；
CCD光电传感器也可实现对产品的判别；例如CCD光电传感器对机械零件进行图形识别。
36.S7-200PLC中，有哪几种计数器？分别举例说明使用方法和原则。
答：有加计数器、减计数器、加减计数器；
加计数器：接在ＣＵ端，在接到一个信号的上升沿时，计数器的当前值加１，直至计数器的最大值32767，当当前值大于设定值PV时，计数器被置位，当复位端R被置位时，计数器位变为OFF，当前值清0；
减计数器：接在ＣＵ端，在接到一个信号的上升沿时，计数器从设定值PV开始减１，直至0，停止计数，计数器被置位，当装载LD被置位时，计数器位变为OFF，并把设定值装入当前值寄存器中，
加减计数器：接在ＣＵ端，在接到一个信号的上升沿时，计数器的当前值加１，在减计数输入脉冲CD 的上升沿，计数器的当前值减1；当当前值大于设定值PV时，计数器置位；当复位输入为ON时，计数器被复位，
37.分析程序，说明分拣站如何判别产品的方法。
答：分拣站使用金属传感器来检测产品的材料性质（金属还是塑料），光纤传感器来区分产品的颜色（黑色或白色）；
38.旋转编码器一般分哪几种形式？各有什么特点？举例说明这两种编码器的使用方法。
答：有绝对式编码器和增量式编码器。
绝对式编码器子在中途断电，重新上电后也能读出当前值位置的数据；增量式编码器只能测量出增量值，一旦中途断电，将无法得知运动部件的绝对位置。
绝对式编码器可用于电机的定位；将增量式编码器装在车床的丝杠转轴上，通过计数增量式编码器发出的脉冲个数可用于测量刀架的位移量；
39.编码器在分拣站中的作用是什么？在编程中是如何体现的，举例说明。
答：计算工件在传送带上的位置；
用高速计数器来测出编码器发出的脉冲，
40.在分拣中，如何根据实际装置计算编码器每个脉冲的当量值？
答：首先要测得传送带外围直径D，编码器旋转一周发出的脉冲个数n;
则脉冲当量μ=(π×D)/n ;
41. S7-200PLC中，高速计数器有哪几种？
答：高速计数器有6种，分别是：HSC0到HSC5；
47.S7-200CPU224XP有几个模拟量输出口，几个模拟量输入口？输出的模拟量分别是什么量？
答：有1个模拟输出，2个模拟输入；输出的模拟量分别是0——10V或0——20mA；
48. S7-200编程时，模拟量最大值是多少？
答：32767；
50.如何连接S7-200CPU224XP的模拟量接口？
答：P54页A+、B+为模拟量输入单端，M为共同端；有一单极性模拟量输出，I为电流负载输入端，v 电压负载输入端
供料单元
装配单元
题6 自动化生产线安装与调试工作任务书 一、竞赛设备说明 YL-335B自动生产线由供料、装配、加工、分拣及输送5个工作单元组成。其中，供料与输送、装配、加工与分拣单元各用一台PLC承担其控制任务，3台PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，构成分布式的控制系统。 系统自动运行时，其主令工作信号主要由连接到系统主站（供料-输送站）PLC的触摸屏人机界面提供，主站与各从站之间通过网络交换信息。整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外，尚须由连接到主站的警示灯显示启动、运行、报警等状态。 二、工作过程概述 1.将来自供料单元的白色或黑色杯形工件送往装配单元完成白色、黑色或金属芯件的嵌入装配，然后送往加工单元，经过压紧加工工序，所获得的成品工件送往分拣单元进行分拣。 2.在分拣单元检测区检出如图1所示的有效成品工件，根据客户指定的成品搭配要求在工位一、工位二和工位三上打包输出一定数量的套件（具体数量由客户指定）。 图1 有效成品工件 3. 在分拣单元检测区检出的白套白芯和黑套黑芯工件是无效成品，应回送到进料口，由输送单元的机械手装置抓取送往工件回收盒。 4.当领取的两种套件数达到客户指定数量时，系统停止工作。 三、需要完成的工作任务 (一)自动生产线设备部件安装、气路连接及调整 根据供料状况和工作目标要求，YL-335B自动生产线各工作单元在工作台面上布局如附页图01所示。请你首先完成生产线各工作单元的部分装配工作，然后把这些工作单元安装在YL-335B的工作桌面上，图中，长度单位为毫米，要求安装误差不大于1毫米。安装时请注意，输送单元直线运动机构的参考点位置在原点传感器中心线处，称为设备原点。为提高运行效率，系统在运行时则以供料单元出料台中心线为基准，这一
自动控制原理期末考试 题 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
《自动控制原理B 》试题A卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s+ ，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A．(1)0 s s+= B. (1)50 s s++= C.(1)10 s s++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A．当时间常数较大时有超调 B．有超调 C．无超调 D．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为 （ A ） A． 0型系统 B. I型系统 C. II型系统 D. III型系统
二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 ()1()()G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1)()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++=+++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的系统的被控对象和控制装置各是什么 图1 水温控制系统原理图 解 工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。 其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。 系统方块图如图解1所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
安徽机电职业技术学院课程设计论文 自动生产线课时设计 系（部）电气工程系 专业 班级 姓名 学号 指导教师 2016 ～ 2017 学年第一学期
摘要 可编程逻辑控制器（Programmable controller）简称PLC，是一种工业控制微型计算机。由于PLC的编程方便、可靠性高、环境适应性强、使用方便以及维护简单等优点，所以PLC在工业生产中得到广泛的应用。 亚龙YL-335B 型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机
构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台 PLC 承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此，YL-335B 综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC 控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335B，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使我们得到一个非常接近于实际的教学设备环境，缩短了理论教学与实际应用之间的距离。 关键词：PLC；供料站 1.YL-335B的系统介绍 1.1 YL-335B 的组成 亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元 5 个单元组成。如图 1-1 所示。 图1-1 YL-335B外观图 每一工作单元既可自成一个独立的系统，同时又是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相交流异步电动机的传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业应用最为广泛的电气控制技术。 本设计中YL-335B应用传感器来判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化装备应用技术中的关键技术之一，也是现代工
自动线装配与调试 任 务 书 工位号:
一、竞赛设备及工艺过程描述 YL-335B自动生产线由供料、输送、装配、加工和分拣等5个工作单元组成，其中，供料与输送、装配、加工以及分拣单元等分别构成工作站，均设置一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，构成分布式的控制系统。 系统主令工作信号由连接到供料-输送站PLC的触摸屏人机界面提供，主站与各从站之间通过网络交换信息，各从站应具备在网络故障时进行单站操作的后备功能。整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外，尚须由安装在装配单元的警示灯显示启动、停止、报警等状态。 自动生产线的主要工作过程如下： ⑴将供料单元料仓金属或白色塑料的待装配工件送往装配单元的装配台进行装配。 ⑵装配工作如下：把装配单元料仓的白色或黑色的小园柱零件嵌入到装配台的待装配工件中，完成装配后的成品（嵌入白色零件的金属工件简称白芯金属工件，嵌入黑色零件的金属工件简称黑芯金属工件；嵌入白色零件的白色塑料工件简称白芯塑料工件，嵌入黑色零件的白色塑料工件简称黑芯塑料工件；）送往加工站。 ⑶在加工单元完成对工件的一次压紧加工，然后送往分拣单元。已装配和加工的成品工件如图1所示。
图1 已完成加工和装配工作的工件 ⑷通过分拣机构，从1号槽和2号槽分别输出满足一定套件关系的工件，不满足套件关系的工件从3号槽输出作为散件。 ⑸从1号滑槽或2号滑槽输出的总套件数达到指定数量时，一批生产任务完成，系统停止工作。 二、需要完成的工作任务 (一)自动生产线设备部件安装 完成YL-335B自动生产线的供料、装配、加工、分拣单元和输送单元的部分装配工作，并把这些工作单元安装在YL-335B的工作桌面上。 1、各工作单元装置侧部分的装配要求如下： ⑴供料、装配和加工单元装置侧部分的机械部件安装、气路连接工作已完成，选手须进一步按工作任务要求完成该单元在工作桌面上的定位，并进行必要的装配检查和调整工作。 ⑵完成输送单元装置侧部件的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位。 图6 YL-335B自动生产线设备俯视图
自动控制原理期末试题（A ）卷答案 一．概念题（10分） （1）简述自动控制的定义。 （2）简述线性定常系统传递函数的定义。 解： （1）所谓自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备或工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一定的规律变化。（5分） （2）零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。（5分） 二．（10分）控制系统如图1所示，其中)(s W c 为补偿校正装置，试求该系统闭环传递函数)()(s X s X r c ，并从理论上确定如何设计补偿校正装置)(s W c 可以使系统补偿后的给定误差为零。 图1 控制系统结构图 解： []) ()(1) ()()()()()(2121s W s W s W s W s W s X s X s W c r c B ++= = （5分） 由此得到给定误差的拉氏变换为 )() ()(1) ()(1)(212s X s W s W s W s W s E r c +-= 如果补偿校正装置的传递函数为 ) (1 )(2s W s W c = （5分） 即补偿环节的传递函数为控制对象的传递函数的倒数，则系统补偿后的误差 0)(=s E 三．（10分）已知某三阶单位负反馈系统具有一个有限零点为-1.5、三个极点分别为6.12.1j ±-和-1.49、且系统传递函数根的形式放大系数为4。试求系统在单位阶跃函数作用下，系统的动态性能指标超调量 %σ、调整时间s t 和峰值时间m t 。 解： 49.13-=s 与5.11-=z 构成偶极子可相消，故系统可以用主导极点2,1s 构成的低阶系统近似（1分） ：
题1 自动化生产线安装与调试工作任务书 一、竞赛设备说明 YL-335B自动生产线由供料、装配、加工、分拣及输送5个工作单元组成。其中，供料与输送、装配、加工、分拣单元各用一台PLC承担其控制任务，4台PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，构成分布式的控制系统。 系统自动运行时，其主令工作信号主要由连接到系统主站（供料-输送站）PLC的触摸屏人机界面提供，主站与各从站之间通过网络交换信息。整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外，尚须由连接到主站的警示灯显示启动、运行、停止、报警等状态。 二、工作过程概述 1.将来自供料单元的白色或黑色杯形工件送往装配单元完成白色、黑色或金属芯件的嵌入装配，然后送往加工单元，经过压紧加工工序，所获得的成品工件送往分拣单元进行分拣。 2.在分拣单元检测区检出如图1所示的有效成品工件，根据客户指定的成品搭配要求在工位一、工位二和工位三上打包输出一定数量的套件（具体数量由客户指定）。 图1 有效成品工件 3. 在分拣单元检测区检出的白套白芯和黑套黑芯工件是无效成品，应回送到进料口，由输送单元的机械手装置抓取送往工件回收盒。 4.当领取的两种套件数达到客户指定数量时，系统停止工作。 三、需要完成的工作任务 (一)自动生产线设备部件安装、气路连接及调整 根据供料状况和工作目标要求，YL-335B自动生产线各工作单元在工作台面上布局如附页图01所示。请你首先完成生产线各工作单元的部分装配工作，然后把这些工作单元安装在YL-335B的工作桌面上，图中，长度单位为毫米，要求安装误差不大于1
毫米。安装时请注意，输送单元直线运动机构的参考点位置在原点传感器中心线处，这一位置也称为系统原点。 各工作单元装置侧部分的装配要求如下： ⑴根据附页02 和03 图（加工、分拣单元的装配效果图），完成加工和分拣两单元装置侧部件的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位。然后根据两单元工作的工艺要求完成它们的气路连接，并调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。 ⑵ 输送单元直线导轨底板已经安装在工作台面上，请根据附页04 图（输送单元的装配效果图）继续完成装置侧部分的机械部件安装和调整的工作，再根据该单元工作的工艺要求完成其气路连接，气路连接完成后请进一步调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。 其中抓取机械手各气缸初始位置为：提升气缸处于下降状态，手臂伸缩气缸处于缩回状态，手臂摆动气缸处于右摆至82.5。位置，气爪处于松开状态。 ⑶ 装配单元和供料单元的装置侧部分机械部件安装、气路连接工作已完成，请将这两个工作单元安装到工作台面上，然后进一步加以校核并调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。 (二)电路设计和电路连接 1、装配单元的电气接线已经完成。请根据实际接线查核确定该工作单元PLC的I/O 分配，作为程序编制的依据。 2、自行组态加工单元PLC的I/O分配，然后连接其控制电路。 3、设计分拣站的电气控制电路，本分拣站变频器的控制要求主要采用通讯实现。其中，PLC采用FX3U系列 时，通过FX3U-485ADP通信扩展模块实现RS485通讯；采用西门子S7-200或S7-200 SMART系列时，应采用USS协议实现RS485通讯，PLC上的模拟量I/O端子无须连接。采用H2U-XP系列时，使用MODBUS-RTU协议。电路连接完成后应根据运行要求设定变频器有关参数，并将参数记录在附页06答卷上指定位置。 4、供料和输送单元合用一台PLC 作为控制器（使用设备出厂时控制输送单元的PLC为控制器）。 供料单元装置侧的电气接线已经完成，各传感器和执行机构的引出线已连接到接线端口上，请加以核查，然后进一步在附页图05的电路图框（A3 图纸）上设计供料-输送单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。电路连接完成后应根据运行要求设定伺服驱动器有关参数，并将参数记录在附页06答卷上指定位置。
摘要 (2) 一：概述 (3) 二：自动化生产线监控系统的方案设计 (3) 2.1、研究的目的、意义 (3) 2.2、自动化监控系统的控制要求 (4) 三、自动化生产线监控系统电路设计 (4) 3.1、设备选型 (4) 3.1.1、命令输入设备选型 (4) 3.1.2、传感器设备选型 (4) 3.1.3、计算机选型 (4) 3.1.4、I/O选型 (4) 3.2、系统方框图 (5) 3.3、FX2N-48MR 的I/O分配表： (5) 3.4、系统接线图 (5) 3.5、系统软件选型 (6) 四、系统软件的设计与调试 (6) 4.1、建立工程 (6) 4.2、定义变量 (9) 4.2.1变量的分配 (9) 4.2.2变量定义的步骤 (9) 4.3画面的设计与编辑 (12) 4.4 动画连接和调试 (15) 4.5 控制程序的编写 (16) 4.5.1 事件命令语言程序的编制 (16) 4.5.2应用程序命令语言程序的编制 (17) 五、程序的模拟运行遇调试 (18) 5.1 配置画面 (18) 5.2程序的模拟调试 (19) 六、软硬件联调。 (19) 6.1 系统的电路连接 (19) 6.2 FX2N-48MR 型PLC通信参数设置 (19) 6.3 在组态王中进行三菱FX2N-48MR型设备配置 (19) 6.3.2 将I/O变量与设备进行连接 (21) 6.3.3 系统软、硬件的联调 (21) 七、结论 (21) 八、致谢：..................................................................................错误！未定义书签。参考文献. (22) 附录： (23)
(开)卷考试时间:__90__分钟 一、填空题(20空,每空1、5分,共30分) 1、气压传动系统的主要组成部分有: 气源装置、执行元件、控制元件与辅助元件组成。 2、16进制的F转换为10进制就是15 。 3、光纤式光电开关由光纤检测头与光纤放大器两部分组成,这两者用 光纤相连。 4、同步齿轮距为55mm,共11个齿,步进电动机每转1转,机械手移动55 mm。 5、PLC的基本组成包括硬件与软件两部分。 6、气动控制元件就是控制与调节空压缩空气压力、流量与流动方向及发送信号的重要元件。 7、连接S7-200系列PLC与个人计算机需要使用STEP7 编程软件。 8、控制阀的气路端口分为输入口、输出口与排气口。 9、光电传感器把光信号转换为电信号。 二、判断题正确判√错误判×(10题,每题2分,共20分) 1、气动回路一般不设排气管路(X) 2、压缩空气具有润滑性能(X) 3、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”(V) 4、YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时,传感器的信号为“1”(X) 5、步进电机的转速由脉冲数决定(V) 6、PLC在工作时采用巡回扫描原理(V) 7、按钮应该接在Q0、0端点上(X) 8、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”(√) 9、气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力与流量的压缩空气(V) 10、光电传感器不能安装在水、油、灰尘多的地方(V) 三、选择(5题,每题2分,共10分) 1、变频器的主电路输出与( D )连接 A、步进电机 B、PLC C、驱动器 D、三相异步电动机2、 2、2、PLC在工作时候采用(A)原理 A、循环扫描原理 B、输入输出原理 C、集中采样、分段输出原理 3、在PPI网络配置中,NETR就是(B)指令 A、网络读 B、网络写 C、写网络 D、读网络 4、变排气节流阀一般安装在( C )的排气口处 A、空气压缩机 B、控制元件 C、执行元件 D、辅助元件 5、驱动器的控制元件输入端使用的就是(C)电压 A、DC12C B、DC36V C、DC24V D、DC48V 四、论述题(共25分) 1、TPC706K人机界面有哪些接口？这些接口各自有何用途？(6分) 答:LAN(RJ45):以太网接口 串口(DB9):1个RS232与1个RS485 USB1:主口 USB2:从口,用于下载工程 电源接口:24V DC ±20%
A 卷 一、填空题（每空 1 分，共10分） 1、 在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 2、 对自动控制的性能要求可归纳为___________、快速性和准确性三个方面， 在阶跃响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的______________，而稳态误差体现的是______________。 3、 闭环系统的根轨迹起始于开环传递函数的 ，终止于开环传递函数的 或无穷远。 4、 PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 。 5、 香农采样定理指出：如采样器的输入信号e(t)具有有限宽带，且有直到ωh 的频率分量，则使信号e(t) 完满地从采样信号e*(t) 中恢复过来的采样周期T 要满足下列条件：________________。 二、选择题（每题 2 分，共10分） 1、 设系统的传递函数为G （S ）＝1 52512++s s ，则系统的阻尼比为（ ）。 A ．21 B ．1 C ．51 D ．25 1 2、 非单位负反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，当输入信号为R(S)，则从输入端定义的误差E(S)为 ( ) A 、 ()()()E S R S G S =? B 、()()()()E S R S G S H S =?? C 、()()()()E S R S G S H S =?- D 、()()()() E S R S G S H S =- 3、 伯德图中的低频段反映了系统的（ ）。 A ．稳态性能 B ．动态性能 C ．抗高频干扰能力 D ．.以上都不是 4、 已知某些系统的开环传递函数如下，属于最小相位系统的是( )。 A 、 (2)(1)K s s s -+ B 、(1)(5K s s s +-+） C 、2(1)K s s s +－ D 、(1)(2) K s s s -- 5、 已知系统的开环传递函数为 100(0.11)(5)s s ++，则该系统的开环增益为 ( )。 A 、 100 B 、1000 C 、20 D 、不能确定
《管理学》在线考试（开卷）试题 注意事项： 1、正考学员及重修学员均通过在线考试模块完成该课程考核； 2、抄袭、雷同作业一律按零分处理。 一、简答题（每题10分，共70分） 1、管理活动具有哪些基本职能?他们之间的关系是什么？ 1.计划职能 计划是指工作或行动之前预先拟定组织目标和行动方案的过程，包括调查研究、未来预测、目标和方案的确定、行动方案的制定和选择等过程。组织等其他一切工作都要围绕着计划所确定的目标和方案展开，所以说计划是管理的首要职能。 2.组织职能 组织就是把管理要素按照计划提出的各项目标和任务的要求结合成为一个整体。组织工作是把计划变成行动的过程，为计划的实现提供资源保障，具体包括组织机构的设置、管理体制的建立、规章制度的制定、人员和其他资源的合理选择和配置等。 3.领导职能 领导是指代理和指导群众去实现共同的组织目标的各种活动的整个过程。领导职能有两个要点：意识努力搞好组织的工作，而是努力满足组织成员的个人需要。只要公示做好这两方面的工作，才能有效的实现组织目标。领导工作的核心和难点是调动组织成员的积极性，她需要领导者运用科学的激励理论和合适的领导方式。 4.控制职能 控制是检查、监督、确定组织活动的进展情况，纠正偏差，从而确保总的计划及组织目标得以实现的过程。控制不仅是对某时点以前的组织活动情况的检查和总结，而且可能要求某时点以后对组织的业务活动进行局部甚至全聚德调整，因此控制在整个管理活动在起着承上启下的作用。 上述四大职能是相互联系、相互制约的，其中计划是管理的首要职能，是组织、领导和控制职能的依据，组织、领导和控制职能是有效管理的重要环节和必要手段。 2、如果现在让你去分析一个组织的管理环境，你会从哪些方面进行分析？ 管理环境：是指存在于组织内部和外部，对组织的运营方式和业绩具有现实及潜在影响的一系列因 素和条件的集合。根据环境因素存在于组织内部或者外部，管理环境可以分为外部环境（组织环境）和内部环境。内部环境主要包括组织文化和物质环境；外部环境又分为一般环境和任务环境。内部环境主要包括组织文化和物质环境。组织文化是指一个组织在长期的生存与发展过程中形成的 一种具有特色的，为全体员工所认同的，并且对员工的行为产生约束力和激励力的价值系统。在组 织文化中，核心内容是组织的价值观，它为组织员工提供了一种共同意识和日常行为的指导方针。 从宏观上讲，组织文化是现代人类文化的一个重要组成部分；从微观上讲，它是组织成员在特定的 环境下，共同认知、继承、更新和创造的基于共同的价值和信念所形成的团体精神。认识组织文化 的构成以及各个部门之间的相互关系，是把握组织文化内在规律、主动地建设组织文化的前提。组 织文化作为一个整体系统，其结构内容是以精神文化为核心的三个层次。组织文化的三个组成部分
（开）卷考试时间：__90__分钟 一、填空题（20空，每空1.5分，共30分） 1、气压传动系统的主要组成部分有：气源装置、执行元件、控制元件和辅助元件组成。 2、16进制的F转换为10进制是15 。 3、光纤式光电开关由光纤检测头和光纤放大器两部分组成，这两者用 光纤相连。 4、同步齿轮距为55mm，共11个齿，步进电动机每转1转，机械手移动55 mm。 5、PLC的基本组成包括硬件和软件两部分。 6、气动控制元件是控制和调节空压缩空气压力、流量和流动方向及发送信号的重要元件。 7、连接S7-200系列PLC与个人计算机需要使用STEP7 编程软件。 8、控制阀的气路端口分为输入口、输出口和排气口。 9、光电传感器把光信号转换为电信号。 二、判断题正确判√错误判×（10题，每题2分，共20分） 1、气动回路一般不设排气管路（X） 2、压缩空气具有润滑性能（X） 3、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”（V） 4、YL-335B生产线供料单元料仓中工件不足时，传感器的信号为“1”（X） 5、步进电机的转速由脉冲数决定（V） 6、PLC在工作时采用巡回扫描原理（V） 7、按钮应该接在Q0.0端点上（X） 8、双电位磁控阀的两个电控信号不能同时为“1”（√） 9、气源装置给系统提供足够清洁干燥且具有一定压力和流量的压缩空气（V） 10、光电传感器不能安装在水、油、灰尘多的地方（V）三、选择（5题，每题2分，共10分） 1、变频器的主电路输出与（D ）连接 A、步进电机 B、PLC C、驱动器 D、三相异步电动机2、 2、2、PLC在工作时候采用（A）原理 A、循环扫描原理 B、输入输出原理 C、集中采样、分段输出原理 3、在PPI网络配置中,NETR是（B）指令 A、网络读 B、网络写 C、写网络 D、读网络 4、变排气节流阀一般安装在（C ）的排气口处 A、空气压缩机 B、控制元件 C、执行元件 D、辅助元件 5、驱动器的控制元件输入端使用的是（C）电压 A、DC12C B、DC36V C、DC24V D、DC48V 四、论述题（共25分） 1、TPC706K人机界面有哪些接口？这些接口各自有何用途？（6分） 答：LAN（RJ45）：以太网接口 串口（DB9）：1个RS232和1个RS485 USB1：主口 USB2：从口，用于下载工程 电源接口：24V DC ±20% 第1页，共3页
《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？
摘要 自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，综合性主要涉及机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。本系统完成一个工件的拆卸、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。 设计以送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元作为自动生产线的整体设计，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC 承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。所以，本设计综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。 关键字变频器 PLC 电机
Abstract The biggest characteristic of automatic production line is a comprehensive and itssystem, comprehensive mainly relates to the mechanical technology, microelectronics technology, electrical and electronic technology, sensor technology, interface technology, information transformation technology, network communication technology and other technology organically, and applied to production equipment and systems; that is production line of sensing, processing and transmission, control, execution and driving mechanism in the control of the micro processing unit of work coordinately, organically fuses in together. The system completed the demolition, sorting a work piece, the production process simulation of a production line. First by the feeding station to provide raw materials, transport station will be sent to the processing station for processing, and then sent to the assembly station for installation, and finally by the sorting station sorting. Design work to feed, processing, assembling, transporting, sorting unit as the overall design of automatic production line, forming a mechanical platform is a typical automatic production line, the mechanism of the system adopts pneumatic drive, inverter drive and stepper (servo) motor position control technology. Control system adopts each work unit is composed of a PLC for the control task, the PLC through the RS485 serial communication to achieve the interconnection of distributed control mode. So, the design of integrated application of a variety of technical knowledge, such as pneumatic control technology, mechanical technology (mechanical transmission, mechanical connections), sensor technology, PLC control and networking, stepping motor position control and inverter technology. Key Words transducer ,PLC , motor
石油大学自控期末试 题
B卷 2008—2009学年第1学期 《自动控制原理》 （答案及评分标准） 专业班级 姓名 学号 开课系室信控学院自动化系 考试日期 2009.1.15 题号一二三四五六七总分得分
一． 填空题（20分，每空0.5分） 1． 对于自动控制系统的基本要求归结为三个方面，分别是：稳定性 （稳）快速性（快）、准确性（准）。 2． 线性定常系统的传递函数定义为，在 零初始 条件下，系统输出量的 拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 3． 某一阶系统闭环传递函数为()1 K s Ts Φ= +，当t 等于时间常数T 时，单位阶跃响应h (t )的值为___0.632K__, 单位阶跃响应曲线的斜率初始值为_____K/T_____. 4． 关于系统传递函数的零点和极点对输出的影响而言， 极点 决定了描述 系统自由模态， 零点 只影响各模态响应所占的比重系数，因而也影响响应曲线的形状。 5． 对于稳定的高阶系统，闭环极点负实部的绝对值越大，其对应的响应 分量衰减得越_____快_____（快/慢），在所有的闭环极点中，距离虚轴最近的极点周围没有闭环零点，而其他闭环极点又远离虚轴，这样的闭环极点称为 闭环主导极点 。 6． 已知某单位负反馈二阶控制系统的开环传递函数为1000 ()(34.5) G s s s = +， 则该控制系统的超调量为 13% ，调节时间为 0.2s （误差带5%）。 7． 线性系统的稳态误差与系统的结构有关（有关/无关），与系统输入信 号的大小和形式 有关（有关/无关）。
8． 根轨迹上的点应该同时满足两个条件，它们是_相角条件和幅值条件 __，绘制零度根轨迹时，需要将常规根轨迹法则中与___相角__条件有关的规则加以修改。 9． 根轨迹是关于 实轴 对称的，并且是连续的；根轨迹起于 开环极点， 终于 开环零点。 10． 在适当位置附加开环零极点可以改善系统性能。当开环极点不变，附 加一个负实数零点会使得根轨迹向S 平面_左_(左/右)半平面弯曲。附加的零点越靠近虚轴，其对系统的影响就越___大____(大/小)。 11． 线性系统常用的频率特性曲线有以下三种：幅相频率特性曲线 （Nyquist 曲线）、对数频率特性曲线（Bode 曲线）、对数幅相曲线（Nichols 曲线）。 12． 常用的闭环频域性能指标有谐振峰值、谐振频率、带宽频率。 13． 对于最小相位系统，系统的开环对数幅频特性反映了闭环系统的性 能，其中低频段决定着闭环系统的 稳态精度 ，中频段反映了闭环系统的动态性能，高频段应有较大斜率，以增强系统的 抗干扰 能力。 14． 若串联校正环节的传递函数为 1 1 ++Ts s τ，当T τ>时该环节为 超前校 正，其作用是增大（增大/减小）系统截止频率和系统带宽，增加稳定裕度；当T τ<时该环节为滞后校正，该校正方式利用校正环节的高频衰减特性， 减小 （增大/减小）截止频率和系统带宽，增加了原系统的相角裕度。 15． 离散控制系统的数学基础是 Z 变换 ，主要利用的数学模型是 脉冲传 递函数 。如果离散控制系统的开环增益不变而增大采样周期则系统的
1、漫射式光电开关利用光照射到被测工件上后（A）光纤而工作。 A：反射B：折射C：衍射D：干涉 2、SPWM的载波信号为（D）。 A：正弦波B：方波C：双指数波D：三角波 3、在分拣单元的CPU224XP上，有（B）A/D，一路D/A。 A：一路B：两路C：四路D：八路 4、YL-335B控制系统采用PPI（A）进行通信。 A：串行总线B：并行总线 5、YL-335B外部供电电流为（C）AC380V/220V。 A：三相三线制B：三相四线制C：三相五线制D：都可以 6、S7-200系列PLC硬件接口为RS-485通信接口，为（B）通信方式。 A：全双工B：半双工C：单工D：均可以 7、装配单元的电磁阀组由6个（A）单电控电磁换向阀组成。 A：二位五通 B ：二位三通C：三位五通D：五位五通 8、YL-335B分拣单元有（B）个物料槽。 A：2 B：3 C：4 D：5 9、人机界面TPC7062K供电电源为（B）V直流电源。 A：12 B：24 C：48 D：60 10、YL-335B自动生产线空气压力要求为（C）MPa。 A：0.4 B：0.5 C：0.6 D：0.7 二：填空题；（每空1分，共20分） YL-335B由供料站、加工站、装配站、分拣站和输送站五个站组成。 供料单元主要由工件库、工件锁紧装置和工件推出装置组成。 光纤式光电接近开关由光纤检测头和光纤放大器两部分组成。 S7-200PPI通信参数为：地址是2 ，波特率是9600kbit/s ，起始位是1 ，偶校验位是1 。 回转物料台的回转角度能在0°~90°、0°~180°之间任意调节。 工业机器人按照结构形式和编程坐标系主要分为直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、极坐标机器人和关节机器人。 三：判断题（10分） ( √)1.磁力式接近开关是一种非接触式位置检测开关。 ( ×)2.气缸和气马达均用于实现直线往复运动。 ( √)3. 装配单元的核心是装配机械手。 ( ×)4.YL-335B自动化生产线设备安装是先进行工料站安装，最后安装输送站。 ( √)5.PROFIBUS总线按应用场合分为3个系列：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS。 选择题 1在设定模拟量模块中，当量程卡设在“D”位表示（D） Ａ. 热偶热阻Ｂ. 电压Ｃ. 四线制电流Ｄ. 两线制电流 （B）包含丰富的指令，采用文本编程方式 Ａ. LAD Ｂ. STL Ｃ. FBD Ｄ. 以上均否 2光纤内部从端面发出的光线以约（A）的角度进行扩散，照射到物体上 A、60° B、50° C、45° D、90° 3时间顺序控制系统是( C )程序的控制系统. Ａ. 逻辑先后Ｂ. 指令条件Ｃ. 时间控制Ｄ. 以上均否 4假设每个电流周期磁场转过的空间角度为360°，三相异步电机在电动机绕组电流频率为50HZ时，极对数为2的电机的同步转速是（B） A、3000转/分 B、1500转/分 C、750转/分 D、1000转/分 5在PPI网络配置中NETR是（A）指令 A、网络读 B、网络写 C、写网络 D、读网络
《自动控制原理B 》试题A卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s+ ，则该系统的闭环特征方程为 ( )。 A．(1)0 s s+= B. (1)50 s s++= C.(1)10 s s++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（）。 A．当时间常数较大时有超调 B．有超调 C．无超调 D．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（）
A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___、快速性、____。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 和 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为 ，系统的闭环传递函数为 。 5 开环传递函数为2(2)(1)()()(4)(22)K s s G s H s s s s s ++=+++，其根轨迹的起点为 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 。 稳定性 _准确性 数学模型 开环控制 闭环控制 0,4,1j --± 增大 积 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的系统的被控对象和控制装置各是什么 图1 水温控制系统原理图 解 工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入