2013年4月考试机械电气控制及自动化第三次作业

2013年4月考试机械电气控制及自动化第三次作业

一、填空题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）

1. 变频调速可分为两大类，分别是： ______ 变频和 ______ 变频。

2. 数控装置的存储器用于存储 ______ 和 ______ ，并将运算的 ______ 及处理后的结果存储起来。它一般包括存放系统程序的 ______ 和存放中间数据的______ 两部分。

3. 在电动机调速系统中，常用的性能指标有：静差度、 ______ 、 ______ 和______ 。

4. 基本的逻辑代数关系有： ______ 、 ______ 、 ______ 三种。

5. 交流调速中的变频调速方案有： ______ 、 ______ 、 ______ 、

______ 、 ______ 。

6. 摇臂钻床Z3040的主运动有 ______ 运动和 ______ 运动。辅助运动有

______ 运动， ______ 运动和 ______ 运动，另外还要考虑 ______ 、

______ 和 ______ 的夹紧与松开。

7. CNC系统软件是指存放于计算机内存中的 ______ 程序，它一般由 ______ 程序、 ______ 程序、 ______ 程序、 ______ 程序和诊断程序等组成。

8. 对于一般无特殊调速指标要求的机床，应优先采用 ______ 电动机作电力拖动，当调速范围D=2~3时，调速级数小于2~4时，可采用 ______ 鼠笼式异步电动机。对于调速范围、调速精度、调速平滑性要求较高以及起、制动频繁的机床，则采用 ______ 调速系统。

9. 使三相交流异步电动机正、反转，只要将接至电动机的三相电源进线中，任意 ______ 相接线对调。

10. 下图所示曲线表示直流电机的几种调速方式，其中：1为 ______ 调速系统、2为 ______ 调速系统、3为 ______ 调速系统、4为 ______ 调速系统。

二、计算题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）

一个转速负反馈系统的总放大倍数为15，额定负载下电动机的转速降落为

10r/min，如果放大倍数提高到30，它的转速降落为多少？在静差度不变的条件下，调速范围可以扩大多少倍？

三、简答题（本大题共15分，共 3 小题，每小题 5 分）

1. 调压和调磁调速各有何特点？如何实现这两种调速？

2. CNC系统与传统NC系统的区别是什么？

3. 既然三相异步电动机主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？可否二

者中任选一种装上？在什么情况下可以不装热继电器

四、问答题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）

1. 按钮有哪几种形式？请写出按钮的图形符号？

2. PLC的编程元件有哪些？

五、设计题（本大题共15分，共 1 小题，每小题 15 分）

运用PLC梯形图设计电动机起动、保持和停止控制电路，并进行简要分析。

六、程序设计题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）

试编制下图的PLC程序。

答案：

一、填空题（30分，共 10 题，每小题 3 分）

1.

参考答案：

交-直-交交-交

解题方案：

评分标准：

2.

参考答案：

系统软件（或控制软件）零件加工程序中间结果 EPROM RAM

解题方案：

评分标准：

3.

调速范围平滑性调速的经济性

解题方案：

评分标准：

4.

参考答案：

逻辑和逻辑与逻辑非

解题方案：

评分标准：

5.

参考答案：

交--交变频器；交--直--交电压源型变频器及交--直--交电流源型变频器；脉宽调制型逆变器；转差率控制及矢量控制等系统。

解题方案：

掌握原理。

评分标准：

回答正确每空给1分

6.

参考答案：

主轴的旋转运动进给运动摇臂沿外立柱的垂直运动主轴沿摇臂的径向运动摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动主轴箱摇臂内外立柱

解题方案：

主要结合摇臂钻床Z3040的结构特点进行说明。

评分标准：

回答正确每空给0.5分

7.

参考答案：

系统输入数据处理插补计算速度控制管理

解题方案：

评分标准：

8.

参考答案：

三相鼠笼式异步电动机双速或多速直流或交流

解题方案：

评分标准：

9.

两

解题方案：

评分标准：

10.

参考答案：

开环 ; 电压负反馈 ; 电压主负反馈和电流正反馈; 转速负反馈

解题方案：

主要比较开环系统、电压负反馈系统、电压主负反馈和电流正反馈系统、转速负反馈系统的区别与联系。

评分标准：

回答正确每空给1分

二、计算题（10分，共 1 题，每小题 10 分）

0.

参考答案：

解题方案：

评分标准：

三、简答题（15分，共 3 题，每小题 5 分）

1.

参考答案：

调压调速具有调节细，可实现无级调速，平滑性好；特性硬度不变，相对稳定性好；调速过程能耗低，可节省降压启动设备，经济性好；调速范围较宽，为恒转矩调速。调磁调速其调速范围不宽，但具有调节容量小，平滑性好，投资少，能耗低，经济性好等特点，属于恒功率调速。调压调速的实现：保持磁通和电枢电阻不变，将电枢电压增大或减小就可获得一定调速。调磁调速的实现：保持电枢电压和电枢电阻不变，改变磁通量可获得不同的电机转速。

解题方案：

考查调压和调磁调速的优缺点

评分标准：

2.

参考答案：

CNC与传统NC系统的区别在于：CNC系统采用一台计算机作为控制器的一部分计算机可接收各种输入信息，执行各种控制功能。而硬件电路完成其他一些控制操作。NC系统只有硬件电路，不利于对各种信息的处理及完成各种控制功能。

解题方案：

评分标准：

3.

参考答案：

熔断器的主要作用是短路保护，不能用于电动机的长期过载保护，热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，可用于电动机的长期过载保护，故电路中还须装上热继电器；不能二者中任选一种装上；在电动机容量不大，工作时间较短时可以不装热继电器。

解题方案：

热继电器的作用是用于电动机的长期过载保护

评分标准：

四、问答题（20分，共 2 题，每小题 10 分）

1.

参考答案：

解题方案：

考查基本分类及图形符号。

评分标准：

给出主要步骤，正确结果，给满分，结果错误扣两分，其他酌情给分。

2.

参考答案：

（1）输入继电器(X) （2）输出继电器(Y) （3）辅助继电器(M) （4）移位寄存器（5）定时器(T) （6）计数器(C)

解题方案：

PLC的指令一般都是针对一个元器件而言的，每个器件有器件名称和编号，但其功能基本是一致的。

评分标准：

给出主要步骤，正确结果，给满分，结果错误扣两分，其他酌情给分。

五、设计题（15分，共 1 题，每小题 15 分）

0.

参考答案：

设计的控制电路如图3所示。

解题方案：

按下起动按钮，X400线圈接通，其常开触点闭合使Y430接通。用Y430的常开触点与X400并联实现自保持。按下停止按钮，X401线圈接通，其常闭触点打开使Y430断电。

评分标准：

给出主要步骤，正确结果，给满分，结果错误扣两分，其他酌情给分，图纸绘制正确占一半分值，分析正确占一半分值。

六、程序设计题（10分，共 1 题，每小题 10 分）

0.

参考答案：

LD X427

OR M71

RST C461

LD X421

ANI M120

OUT C461

K 19

LD C461

OUT Y430

解题方案：

此为RST指令的应用。

评分标准：

给出主要步骤，正确结果，给满分，结果错误扣两分，其他酌情给分。