电气控制试题及答案

电气控制

[填空题]

1工厂电器是如何分类的？

参考答案：（1）按适用的电压范围分类（交流1200V）（直流1500V）

分为低压电器和高压电器。

（2）低压电器按所控制的对象分类

根据其控制的对象分为低压配电电器和低压控制电器。

（3）按所起作用分类

依据电器所起的作用可分为控制电器和保护电器。

（4）按动作性质分类

依据电器的动作性质可分为自动控制电器和非自动控制电器。

[填空题]

2常用的电气图有哪几种？

参考答案：常用的电气图有系统图、框图、电路图、位置图和接线图等。

通常，系统图用于描述系统或成套装置。框图用于描述分系统或设备。国家标准GB6988.3—86《电气制图系统图和框图》中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。位置图用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。它是检修和查找故障时所需的技术文件。在国家标准GB6988.5—86《电气制图接线图和接线表》中详细规定了编制接线图的规则。

[填空题]

3请画出三相异步电动机的点动控控制线路？

参考答案：

[填空题]

4三相笼型电动机单向旋转可用开关或接触器控制，请画出接触器控制电路。

参考答案：

[填空题]

5从CPU模块的功能来看，SIMATICS7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代（）和（）。

参考答案：CPU21X；CPU22X

[填空题]

6CPU模块为CPU22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：（），（），（）和（），除（）之外，其他都可加扩展模块。

参考答案：CPU221；CPU222；CPU224；CPU226；CPU221

[填空题]

7SIMATICS7-200系统由（）和（）两大部分构成。

参考答案：硬件；工业软件

[填空题]

8请简述SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机及I/O特性？

参考答案：

[填空题]

9某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点、模拟量输出2点。该系统可有多种不同模块的选取组合，请画出其中的一种可行的系统输入输出组态状况？

参考答案：

[填空题]

10将如下梯形图转换成语句表？

参考答案：

[填空题]

11请画出三相异步电动机采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路？

参考答案：下图是采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮和自耦变压器等元件组成。图中KM1为正常运转接触器，KM2为降压起动接触器，KA为起动中间继电器，KT为降压起动时间继电器。

[填空题]

12请画出三相异步电动机采用Y-D起动法降压起动的控制电路？

参考答案：凡是正常运行时三相定子绕组接成三角形运转的三相笼型感应电动机，都可采用Y-D降压起动。起动时，定子绕组先接成Y联结，接入三相交流电源，起动电流下降到全压起动时的1/3，对于Y系列电动机直接起动时起动电流为额定电流IN的5.5～7倍。当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改成D联结，电动机进入正常运行。这种方法简便、经济，可用在操作较频繁的场合，但其起动转矩只有全压起动时的1/3，Y系列电动机起动转矩为额定转矩的1.4～2.2倍。图为用于13kW以上电动机的起动电路，由三个接触器和一个时间继电器构成。

[填空题]

13什么是可编程序控制器？

参考答案：1985年，国际电工委员会IEC对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。

[填空题]

14可编程序控制器是如何分类的？

参考答案：1.从结构上

可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块式。

2.从规模上

按PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大型。

[填空题]

15设计程序完成如下功能：用增减计数器进行计数，如果当前值小于500，则程序按原顺序执行，若当前值超过500，则跳转到从标号10开始的程序执行。

参考答案：

[填空题]

16用顺序继电器实现的顺序控制中的一个步的程序段，这一步实现的功能是使两个电机M1和M2起动运行20秒后停止，切换到下一步。

参考答案：

[填空题]

17程序设计：要对一高速事件精确控制，通过对脉冲信号进行增计数，计数当前值达到24产生中断，重新从0计数，对中断次数进行累计。计数方向用一个外部信号控制，并能实现外部复位。所用的主机型号为CPU221。

参考答案：设计步骤：

①选择高速计数器HSC0，并确定工作方式4。

②令SM37=16#F8

③执行HDEF指令，输入端HSC为0，MODE为4。

④装入当前值，令SMD38=0。

⑤装入设定值，令SMD42=24。

⑥执行中断连接ATCH指令，输入端INT为INT0，EVNT为10。

主程序如下：

初始化子程序如下：

中断程序如下：

[填空题]

18简述PLC控制系统设计的原则及步骤？

参考答案：原则：

在可编程序控制器控制系统的设计中，应该最大限度地满足生产机械或生产流程对电气控制的要求，在满足控制要求的前提下，力求PLC控制系统简单、经济、安全、可靠、操作和维修方便，而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本。

设计一个PLC控制系统有多种途径：可以在原有的继电接触控制系统基础上加以改造，形成可编程序控制器的控制系统。

步骤：

1.熟悉被控对象

2.制定控制方案

3.详细描述控制对象

4.详细描述操作员站

5.配置可编程序控制器

6.程序设计

[填空题]

19硬件设计：设计一个3工位旋转工作台，其工作示意如图所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。（1）动作特性工位1：上料器推进，料到位后退回等待。工位2：将料夹紧后，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后，工件松开，放松完成后等待。工位3：卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。（2）控制要求通过选择开关可实现自动运行、半自动运行和手动操作。

参考答案：制定控制方案：

1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。

2）手动调整采用按钮点动的控制方式。

3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个起动按钮来控制进入下一次循环。

4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。

5）系统运动不很复杂，采用4台电机。

6）对于部分与顺序控制和工作循环过程无关的主令部件和控制部件，采用不进入PLC的方法以节省I/O点数。

7）由于点数不多，所以用中小型PLC可以实现。可用CPU224与扩展模块，或用一台CPU226。

系统配置及输入输出对照表

设计主电路及PLC外部接线图：

图为PLC外部接线的示意图，实际接线时，还应考虑到以下几个方面：

1）应有电源输入线，通常为220V，50Hz交流电源，允许电源电压有一定的浮动范围。并且必须有保护装置，如熔断器等。

2）输入和输出端子每8个为一组共用一个COM端。

3）输出端的线圈和电磁阀必须加保护电路，如并接阻容吸收回路或续流二极管。

[填空题]

20请画出国际标准化组织（ISO）对企业自动化系统确立了初步的模型？

参考答案：

[填空题]

21国际标准化组织ISO（InternationalStandardOrganization）于1978年提出了开放系统互联OSI（OpenSystemsInterconnection）的模型，它所用的通信协议一般为7层，请画示意图。

参考答案：

更多内容请访问《睦霖题库》微信公众号

[填空题]

22自动接通和关断电动机主电路，可使用什么电器？它由哪几部分组成？

参考答案：使用电磁式接触器可以自动接通和关断电动机主电路。

电磁式接触器的组成：电磁式接触器基本由触点系统、电磁机构和灭弧装置三部分组成（另：还有由释放弹簧和触点弹簧组成的反力装置）。

[填空题]

23什么电器能自动接通和关断电动机主电路？并说明其主要结构。

参考答案：使用电磁式接触器可以自动接通和关断电动机主电路。

电磁式接触器的组成：电磁式接触器基本由触点系统、电磁机构和灭弧装置三部分组（另：还有由释放弹簧和触点弹簧组成的反力装置）。

[填空题]

24从接触器的结构上，如何区分是交流还是直流接触器？

参考答案：两者结构和工作原理基本相同，均由电磁机构、触头系统和灭弧装置组成。但直流接触器的电磁机构采用沿棱角转动拍合式铁心，线圈中通入直流电不会产生涡流。而交流接触器采用E形硅钢片叠压铆成，以减小交变磁场在铁心中产生的涡流及磁滞损耗。

[填空题]

25交流接触器铁芯上的短路环起什么作用？若此短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？

参考答案：短路环是为了减小铁心震动和噪音而设置的装置。当短路环断裂或脱落后，交流接触器的铁心上产生的涡流过大可能会导致接触器的损坏，有可能把线圈烧毁。

[填空题]

26带有交流电磁铁的电器如果衔铁吸合不好（或出现卡阻）会产生什么问题？为什么？

参考答案：如果吸合不好会导致线圈损坏，因线圈中长时间维持启动电流。

[填空题]

27说出在低压配电网和用电设备间使用的两种开关电器。什么电器能在用电设备短路时自动切断连接电网的线路？

参考答案：隔离开关、熔断器和低压断路器。低压断路器能在用电设备短路时自动切断连接电网的线路。

[填空题]

28说明低压断路器的作用，在哪些情况下它能自动切断线路？

参考答案：它不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。

低压断路器主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关柜（箱）中作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、欠电压、漏电等故障时，能自动切断线路.起到保护作用。

[填空题]

29说明什么电器不仅可以接通和分断正常负载电流，还能在非正常情况下自动切断线路，并说明非正常是指哪些情况？

参考答案：低压断路器不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。

低压断路器主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关柜（箱）中作为电源开关使用，并对线路、电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、欠电压、漏电等故障时，能自动切断线路.起到保护作用。

[填空题]

30自动空气开关有哪些脱扣装置？各起什么作用？

参考答案：空气开关的脱扣机构包括有：

过电流脱扣器—当线路发生短路或严重过载时，电磁脱扣器的电磁吸力增大，将衔铁吸合，向上撞击杠杆，使上下搭钩脱离，实现自动跳闸，达到切断电源的目的。

失压脱扣器—用于电动机的失压保护。

热脱扣器—当电路过载时，过载电流流过发热元件，双金属片受热弯曲，撞击杠杆，搭钩分离，主触头断开，起过载保护作用。

分励脱扣器—当需要断开电路时按下跳闸按扭，分离电磁铁线圈通入电流，产生电磁吸力吸合衔铁，使开关跳闸。

[填空题]

31时间继电器JS7的延时原理是什么？如何调整延时范围？

参考答案：当线圈通电时，动铁芯和固定在动铁芯上的托板被铁芯电磁引力吸引而下移。这时固定在活塞杆上的撞块因失去托板的支托在弹簧作用下也要下移 ，但由于与活塞杆相连的橡皮膜也跟着向下移动时，受进气孔进气速度的限制，橡皮膜上方形成空气稀薄的空间，与下方的空气形成压力差，对活塞杆下移产生阻尼作用。所以活塞杆和撞块只能缓慢地下移。经过一段时间后，撞块才触及微动开关的推杆，使常闭触头断开、常开触头闭合，起通电延时作用。

延时范围可通过延时调节螺钉调节空气室进气孔的大小来改变，延时范围有0.4-60S和0.4-180S。

[填空题]

32在电动机的控制线路中，熔断器和热继电器能否相互代替？为什么？

参考答案：二者不能相互替换，热继电器和熔断器在电动机保护电路中的作用是不相同的。热继电器只做长期的过载保护，而熔断器只做短路保护，因此一个较完整的保护电路，特别是电动机电路，应该两种保护都具有。

[填空题]

33电动机的启动电流很大，启动时热继电器应不应该动作，为什么？

参考答案：启动时热继电器不应动作；若热继电器动作，则电动机将反复启动，这样对电动机来说是不允许的。

[填空题]

34主令电器有什么作用？哪些主要器件是主令电器？

参考答案：主要用于闭合、断开控制电路，以发布命令或信号，达到对电力拖动系统的控制或实现程序的控制。

主令电器主要有：按钮，行程开关、接近开关和光电开关，万能转换开关，主令控制器等。

[填空题]

35说明什么是主令电器？用于什么操作？举两个开关例子。

参考答案：主令电器是电气自动控制系统中用于发送或转换控制指令的电器，由于它是一种专门发布命令的电器，故称为主令电器。

主令电器用于控制电路，被用来对控制电路进行闭合和断开操作，以实现相应的控制命令。

如：行程开关、接近开关、脚踏开关、紧急开关、万能转换开关（组合开关）、控制继电器等。

[填空题]

36说明下面是什么电器的符号？并标出在控制线路中作用名称。

参考答案：接触器。三个符号依次：线圈、常开触点和常闭触点。

[填空题]

37说明下面是什么电器的符号？并标出在控制线路中的作用名称。

参考答案：时间继电器

[填空题]

38设计可从两地对一台电动机实现连续运行和点动控制的电路。

参考答案：按控制要求电路图如下所示：

[填空题]

39试画出某机床主电动机控制线路图。要求：可正反转；可正向点动；两处起停。 

参考答案：要求电路图如下所示：

[填空题]

40什么叫降压起动？常用的降压起动方法有哪几种？

参考答案：（1）降压起动即：在起动时减小加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流；而起动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。

（2）三相笼型异步电动机降压启动的方法有：定子绕组串电阻（电抗）启动、Y—△降压启动、延边三角形降压启动、自耦变压器降压启动。

[填空题]

41电动机在什么情况下应采用降压起动？定子绕组为Y形接法的三相异步电动机能否用Y—△降压起动？为什么？

参考答案：当电源容量小于180KV，电动机容量在小于7KV的情况下通常采用降压启动。Y—△降压启动不适合定子为Y形接法的三相异步电动机，在启动后电机会仍然处于低压运行。

[填空题]

42M7120型平面磨床电气控制原理图中电磁吸盘为何要设欠电压继电器KV？它在电路中怎样起保护作用？与电磁吸盘并联的RC电路起什么作用？

参考答案：为避免当电源电压不足或整流变压器发生故障，吸盘的吸力不足，在加工过程中会使工件高速飞离而造成的事故。我们在电路中设置了欠电压继电器KV，其线圈并联在电磁吸盘电路中，常开触点串联在KM1、KM2线圈回路中，当电源电压不足或为零时，KV常开触点断开，使KM1、KM2断电，液压泵电动机M1和砂轮电动机M2停转，确保生产安全。

电磁吸盘并联的RC电路为电磁吸盘线圈的过电压保护  电磁吸盘匝数多，电感大，通电工作时储有大量磁场能量。当线圈断电时，两端将产生高压，若无放电回路，将使线圈绝缘及其它电器设备损坏。为此在线圈两端接有RC放电回路以吸收断开电源后放出的磁场能量。

[填空题]

43Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机和摇臂升降电动机应如何配合工作？以摇臂上升为例叙述电路工作情况。

参考答案：出正向压力油。同时，KT断电延时断开常开触点闭合，接通电磁阀YV线圈，使压力油进入摇臂松开油腔，推动松开机构，使摇臂松开并压下行程开关SQ2，其常闭触点断开，使接触器KM4线圈断电，M3停止转动。同时，SQ2常开触点闭合，使接触器KM2线圈通电，摇臂升降电动机M2正转，拖动摇臂上升。

[填空题]

44Z3040摇臂钻床电路中具有哪些联锁与保护？为什么要有这些联锁与保护？它们是如何实现的？

参考答案：M.1为单方向旋转，由接触器KM1控制，主轴的正反转则由机床液压系统操纵机构配合正反转摩擦离合器实现，并由热继电器FR1作电动机长期过载保护。 M2由正、反转接触器KM2、KM3控制实现正反转。控制电路保证，在操纵摇臂升降时，首先使液压泵电动机起动旋转，供出压力油，经液压系统将摇臂松开，然后才使电动机M2起动，拖动摇臂上升或下降。当移动到位后，保证M2先停下，再自动通过液压系统将摇臂夹紧，最后液压泵电机才停下。M2为短时工作，不设长期过载保护。

M.3由接触器KM4、KM5实现正反转控制，并有热继电器FR2作长期过载保护。

[填空题]

45说明X62W型万能铣床工作台各方向运动，包括慢速进给和快速移动的控制过程，说明主轴变速及制动控制过程，主轴运动与工作台运动联锁关系是什么？

参考答案：工作台在六个方向上运动都有连锁，任何时刻，工作台在六个方向上只能有一个方向的进给运动。电动机能够正反转从而适应六个方向上的运动要求。快速运动由进给电动机与快速电磁铁配合完成。圆工作台和工作台的进给运动不能同时运行。

[填空题]

46X62W万能铣床控制线路中变速冲动控制环节的作用是什么？

参考答案：在进给变速时，为使齿轮易于啮合，电路中设有变速“冲动”控制环节。将蘑菇形进给变速手柄向外拉出，转动蘑菇手柄，速度转盘随之转动，将所需进给速度对准箭头；然后再把变速手柄继续向外拉至极限位置，随即推回原位，若能推回原位则变速完成。就在将蘑菇手柄拉到极限位置的瞬间，其联动杠杆压合行程开关SQ6，使触点SQ6-2先断开，而触点SQ6-1后闭合，使KM4通电，M2正转起动。由于在操作时只使SQ6瞬时压合，所以电动机只瞬动一下，拖动进给变速机构瞬动，利于变速齿轮啮合。

[填空题]

47X62W万能铣床控制电路中，若发生下列故障，请分别分析其故障原因。（1）主轴停车时，正、反方向都没有制动作用。 （2）进给运动中，不能向前右，能向后左，也不能实现圆工作台运动。（3）进给运动中，能上下左右前，不能后。

参考答案：（1）速度继电器KS出现故障，起触点不能正常工作，导致主轴制动不起作用。

（2）进给运动中之所以不能实现前右方向的运动是因为电动机M2的正向开关KM4不能闭合，从而不能正方向运转和带动圆工作台单向运转。

（3）行程开关SQ4出现问题  或者十字手柄。

[填空题]

48简述T68型镗床主轴电动机高速起动时操作过程及电路工作情况。

参考答案：若将速度选择手柄置于高速档，经联动机构将行程开关SQ1压下，触点SQ1（16区）闭合，同样按下正转起动按钮SB3，在KM3通电的同时，时间继电器KT也通电。于是，电动机M1低速△接法起动并经一定时间后，KT通电延时断开触点KT（13区）断开，使KM3断电； ；KT延时闭合触点（14区）闭合，使KM4、KM5通电。从而使电动机M1由低速△接法自动换接成高速丫丫接法。构成了双速电动机高速运转起动时的加速控制环节，即电动机按低速档起动再自动换接成高速档运转的自动控制，控制过程为：

[填空题]

49T68型镗床为防止两个方向同时进给而出现事故，采取有什么措施？

参考答案：为保证主轴进给和工作台进给不能同时进行，为此设置了两个联锁保护行程开关SQ3与SQ4。其中SQ4是与工作台和镗头架自动进给手柄联动的行程开关，SQ3是与主轴和平旋盘刀架自动进给手柄联动的行程开关。将行程开关SQ3、SQ4的常闭触点并联后串接在控制电路中，当以上两个操作手柄中任一个扳到“进给”位置时，SQ3、SQ4中只有一个常闭触点断开，电动机M1、M2都可以起动，实现自动进给。当两种进给运动同时选择时，SQ3、SQ4都被压下，其常闭触点断开，将控制电路切断，M1、M2无法起动，于是两种进给都不能进行，实现联锁保护。

[填空题]

50桥式起重机的电气控制有哪些特点？

参考答案：（1）具有合适的升降速度，空钩能实现快速升降，以减少辅助工时。

（2）具有一定的调速范围，普通起重机调速范围为3：1，对要求较高的起重机，其调速范围可达（5~10）：1。

（3）具有适当的低速区。

（4）提升第一挡的作用是为了消除传动间隙，使钢丝绳张紧。

（5）在负载下降时，根据重物的大小，拖动电动机的转矩可以是电动转矩，也可以是制动转矩，两者之间的转换是自动进行的。

（6）为确保安全，常采用电气与机械双重制动。

[填空题]

51起重机上采用了各种电气制动，为何还必须设有机械制动？

参考答案：为了确保安全，所以采用双重制动，既减小机械抱闸的磨损，又可以防止突然断电而使重物自由下落造成设备事故和人身事故。

[填空题]

52起重机电动机的控制方式有几种？其主要区别是什么？各用在哪些场合？

参考答案：根据拖动电动机容量的大小，常用的控制方式有两种：一种采用凸轮控制器直接控制电动机的起停、正反转、调速和制动。这种控制方式由于受到控制器触点容量的限制，故只适用于小容量起重电动机的控制。另一种采用主令控制器与磁力控制盘配合的控制方式，适用于容量较大，调速要求较高的起重电动机和工作十分繁重的起重机。

[填空题]

53简述凸轮控制器与磁力控制盘控制的起重机提升机构的控制过程。该控制线路中，设置了哪些保护环节？保护作用是如何实现的？

参考答案：控制器3对常闭触点用来实现零位保护、并配合两个运动方向的行程开关SQ1、SQ2实现限位保护。

控制电路设有过电流继电器KA1~KA3实现电动机过电流保护，操纵室顶端舱口开关SQ4实现大车