机电控制与可编程序控制器技术形考作业

机电控制与可编程序控制器技术

考核说明

《机电控制与可编程序控制器技术》是以电工学、微机原理与应用课程为基础，密切结合工程实际的一门专业基础课，是机械设计制造及其自动化专业必修课程。本课程主要内容包含常用低压电器、电器控制基础、可编程序控制器工作原理、可编程序控制应用、可编程序控制器网络的基本知识。本课程的任务是使学生掌握 现将有关考核的几个问题说明如下：

考核对象：电大理工科类机械设计制造及其自动化专业本科生。 考核方式：采用形成性考核和终结性考试相结合的方式。

考核依据：本课程所用教学大纲为2001年审定通过并下发执行的、电大理工科类机械设计制造及其自动化专业本科生《机电控制与可编程序控制器技术》；所用文字教材为王立权等编著的2001年12 月由中央电大出版社出版的《机电控制与可编程序控制器技术》。本课程考核说明是形成性考核和终结性考试命题的基本依据。

课程总成绩的记分方法：形成性考核成绩在课程总成绩中占20%，终结性考试成绩在课程总成绩中占80%。课程总成绩为百分制，60分为合格。

形成性考核的要求和形式：形成性考核的形式有平时作业和课程实验。能够按时、按质、按量完成平时作业和课程实验者方可得满分。 终结性考试的要求和形式：

考试要求：本课程以应用为最终目的，考核重点是考察学员是否掌握常用电压电器原理，电器控制系统的基本控制电路及应用，可编程控制器工作原理、等效电路，可编程序控制器应用基础，可编程序控制器网络基础等基本知识，初步掌握可编程序控制器控制系统分析设计的能力。具体考核要求分为几个层次：

掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用所学的内容分析、初步设计和解答与实际应用相关的问题，能够举一反三。

熟悉：要求学生能够较好地理解和掌握相应内容，并能够进行简单分析和判断。 了解：要求学生能够一般地了解所学内容。

组卷原则：

在教学大纲和考核说明所规定的目的、要求和内容范围之内命题。在教学内容范围之内，按照理论联系实际原则，考察学员对所学知识应用能力的试题，不属于超纲。 试题的考察要求覆盖面广，并适当突出重点。

试题兼顾各个能力层次，掌握60%，熟悉占30%，了解占10%。

1

试题的难易程度和题量适当，按难易程度分为三个层次：较易占30%，一般占50%，较难占20%。题量安排以平时基本能够独立完成作业者，他们能在规定的考试时间内作完并有一定时间检查为原则。

试题类型及试卷结构：梯形结构具体形式见后面所附“试题类型举例”。 考核形式：闭卷。 答题时限：90分钟。

其它说明：考生需自备计算器、直尺、铅笔、橡皮等文具。 考核内容和要求 (一 ) 常用低压电器 [考核目的]：

掌握常用手动电器、自动电器及控制变压器的工作原理、符号。熟悉手动电器及自动电器的应用场所及选择方法。了解电磁铁、电磁离合器及电磁夹具的工作原理及选择方法。 [考核内容]

1、刀开关的工作原理、符号、应用及选择 2、组合开关的工作原理、符号 3、按钮的工作原理、符号、应用 4、接触器工作原理、符号、应用及选择 5、继电器的工作原理、符号、应用及选择、 6、行程开关的工作原理、符号、应用及选择 7、熔断器的工作原理、符号、应用及选择 8、自动空气断路器的工作原理、符号、应用

9、电磁铁、电磁离合器、电磁夹具的工作原理及选择 [考核要求]

1、掌握常用手动电器、自动电器及控制变压器的工作原理、符号 2、熟悉手动电器及自动电器的应用场所及选择方法

3、了解电磁铁、电磁离合器及电磁夹具的工作原理及选择方法控制系统的基本概念 (二 ) 电器控制基础 [考核目的]：

掌握控制线路的基本回路、鼠笼式异步电动机的起动控制线路及电动机正反转控制线路；熟悉异步电动机的调速控制线路、电动机制动控制线路；了解典型机床的电器控制线路。 [考核内容]

1、控制线路的常用基本回路

2

2、鼠笼式异步电动机起动控制线路 3、异步电动机正反转控制线路 4、异步电动机的调速原理及控制线路 5、异步电动机的制动控制线路 6、电气控制线路的分析 [考核要求]

1、掌握控制线路的基本回路、鼠笼式异步电动机的起动控制线路及电动机正反转控制线路 2、熟悉异步电动机的调速控制线路、电动机制动控制线路 3、了解典型机床的电器控制线路 （三）电器控制系统的设计基础 [考核目的]：

在了解电器控制系统技术条件的拟定及电气传动形式选择的基础上，着重掌握电器控制线路的基本设计方法，熟悉电器控制线路的设计步骤及设计规律。 [考核内容]

1、电器控制线路技术条件的拟定 2、电器控制线路电气传动形式的选择 3、电器控制线路的设计步骤及设计规律 4、电器控制线路的基本设计方法

[考核要求]

1、 握电器控制线路的基本设计方法 2、熟悉电器控制线路的设计步骤及设计规律

2、 了解电器控制系统技术条件的拟定及电气传动形式选择 (四 ) 可编程序控制器的发展概况 [考核目的]：

考核学员是否掌握可编程序控制器的基本概念(等效电路、硬件结构、存储单元、各种继电器的定义)，可编程序控制器的工作原理；熟悉可编程序控制器的性能指标；了解可编程序控制器发展、应用概况。 [考核内容]：

1、可编程序控制器的产生、应用、发展趋势。 2、可编程序控制器的基本概念。 3、可编程序控制器的工作原理。

4、可编程序控制器的基本技术指标与分类。 [考核要求]:

3

1、掌握可编程序控制器的基本概念、硬件结构。 2、熟悉可编程序控制器工作原理。

3、了解可编程序控制器的发展概况、基本技术指标与分类。 (五)

可编程序控制器的配置与系统构成

[考核目的]：

考核学员是否掌握C200H? PLC的组成、数据区；熟悉CPM1A的功能与使用方法，了解系统配置的基本原理、箱体式可编程序控制器的组成。 [考核内容]：

1、系统配置的基本原理。

2、箱体式可编程序控制器的组成。 3、CPM1A的功能与使用方法。 4、C200H? PLC的组成。 5、C200H? PLC的数据区。 [考核要求] 掌握：

1、C200H? PLC基本配置。 2、C200H? PLC数据区概述。

3、C200H? PLC内部继电器、专用继电器。 熟悉：

C200H? PLC的特点。

了解：

1、系统配置的基本原理。 2、箱体式可编程序控制器的组。 3、CPM1A的功能与使用方法。 (六)

特殊统能单元

[考核目的]：

考核学员是否了解特殊功能单元功能，使用方法。 [考核内容]：

1、高密度单元。 2、A/D、D/A单元。 3、温度单元。 4、高速计数单元。 [考核要求]

1、熟悉特殊I/O单元的功能、通道分配方法。

4

2、了解高密度单元， A/D、D/A单元，温度单元，高速计数单元的功能与使用方法。 (七)

可编程序控制器的编程语言

[考核目的]：

考核学员是否掌握梯形图编程语言的格式、特点、规则和梯形图的画法，掌握常用指令、功能指令；熟悉数据处理指令、子程序指令、中断指令和特殊指令。 [考核内容]：

1、可编程序控制器的梯形图编程语言。 2、常用指令。 3、功能指令。 4、数据处理指令。 5、子程序和中断指令。 [考核要求] 掌握：

1、梯形图编程语言； 2、常用指令。 3、功能指令。 熟悉：数据处理指令。

了解：子程序和中断指令、特殊指令。 (八)

可编程序控制器的的系统设计及应用举例

[考核目的]：

考核学员是否掌握梯形图基本电路，梯形图的设计方法，是否具有PLC控制系统的初步设计能力 [考核内容]：

1、可编程序控制器的设计概述。 2、梯形图的基本电路。 3、梯形图的经验设计法。 4、梯形图的逻辑设计法。 5、梯形图的顺序设计法。 6、应用实例 [考核要求] 掌握：

1、梯形图的基本电路。

5

2、梯形图的经验设计法。 3、梯形图的顺序设计法。 熟悉：

1、梯形图的逻辑设计法。 2、简单应用实例。 了解：

1、PLC控制泡沫塑料切片机。 2、PLC控制滚动画布广告。 (九)

可编程序控制器的网络与通信

[考核目的]：

了解网络通信的基础知识，欧姆龙 PLC网络的层次结构，理解数据链接和信息通信的两种通信方式。了解Ethernet、Controller Link、CompoBus/D三种网络的结构组成、基本功能、使用方法。 [考核内容]：

1、网络通讯的基础知识。 2、欧姆龙PLC网络。 3、控制器网、器件网。 [考核要求]

了解：网络通讯的基础知识，欧姆龙PLC网络，控制器网、器件网。

试题类型举例

一、填空题：（15分）

1． HR3型熔断器式刀开关是由＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿组合而成的电器， 2． 隔离开关由＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿等几部分组成。 3． 为识别各个按钮的作用，以避免误操作，通常在按钮帽上涂以不同的颜色，以示区别。常以＿＿＿＿表示起动按钮，而＿＿＿＿表示停止按钮。

4． 接触器的种类很多，按工作原理可分为＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。励磁线圈为直流，主触头用来接通与断开直流电路的为＿＿＿＿；励磁线圈为交流，主触头用来接通与断开交流电路的称为＿＿＿＿。

5． 接触器主要由＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿三个部分组成。 6．电器控制线路主要由各种＿＿＿＿和＿＿＿＿等用电设备组成。

7．电器控制线路的表示方法有：＿＿＿＿＿＿、电＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。

6

8．电器控制线路的全部触点都按＿＿＿＿＿＿绘出。对接触器、继电器等是指＿＿＿＿＿＿触点状态；对按钮、行程开关是指＿＿＿＿＿＿的触点位置。

9．气控制线路主要设计方法是＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿。 10．

式也就是拖动方式，包括＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。

二、判断题（判断下列说法的正误，正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（15分）

1．开启式负荷开关一般用来不频繁的接通和分断容量不很大的低压供电线路，也可以作为电源的隔离开关，还经常用于小容量电动机的直接起动控制。（ ）

2．开启式负荷开关使用时要垂直地安装在开关板上，并使进线孔放在上方。接线时电源进线和出线不能接反，以避免更换熔丝时发生触电事故。（ ）

3．刀熔开关的产品只有一个系列，即HR3系列熔断器刀开关。（）

4．HR3型熔断器刀熔开关的额定电流有100A、200A、400A、600A四种规格。（ ） 5．电气设备安装在绘制时，均用粗实线画出简单轮廓，留出线槽和备用面积，图中不标尺寸。（ ）

6．电气设备接线图中，不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连接必须通过端子板进行，端子板的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。（

）

7．把起动按钮串联起来，停止按钮并联起来，分别装置在两个地方，就可实现两地操作。（ ）

8．在交流控制线路中，可以串联接入两个电器线圈。（ ）

9．控制线路中应尽量减少多个电气元件一次动作后才能接通另一个电气元件。（ ） 10．设计控制电路时，应考虑电器触头的接通和分断能力，若容量不够，可在线路中增加中间继电器，或增加线路中触头数目。（ ） 三、回答下列问题（20分）

1、PLC的定义是什么？世界上第一台PLC是怎样诞生的？

2、PLC控制有那些特点？比较PLC控制和继电接触器控制、微机控制的优缺点。 3、PLC基本硬件由哪几部分组成？各部分主要作用是什么？ 4、什么叫扫描工作方式？什么吧扫描周期？它主要受哪些影响？ 5、C200H? PLC 的基本组成有那几部分？ 四、根据梯形图写出梯形图指令（15分）

END 00007 00008 00009 00010 00001 00002 00003 00004 00005 00006 00100 7

五、改错（15分）

找出梯形图中的错误，并改正。常ON继电器18130。

.

00100 TIM01 #0150 TIM001 00000 00100 00101 00000 00103 00104 .

00102 00105 00000

.

00101 00102 CNT01 #0020 TIM01 00000

六、设计题（20分）

分拣大、小球的机械装置如下图所示。工作顺序是：手臂在左上点(原点)，ST2、ST3闭合，按一下启动按钮，手臂向下运动，碰到下端限位开关ST1时，停止下行；手伸出，碰到球时，压力继电器闭合，手动停止；电磁铁吸住球1秒后，手开始缩回，缩回到位的时间为0.5秒；手臂上行，碰到上端限位开关ST2时，停止上行；右行，行至右端光电开关GK1(抓小球)或GK2(抓大球)处，停止右行，电磁铁释放球；1秒后，左行，至左端限位开关ST3处，停止左行。再次下行。如此循环，直到按一下停止按钮，机械手完成最后一次循环后，停止在原点。抓住小球时，极限开关ST4闭合，抓住大球时，极限开关ST4不闭合。分配I/O点，设计出梯形图。

ST1 ST4

小球 大球 ST2

ST3

GK1

GK2

8

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