项目一工作台的自动往返控制

1．电路中FU、KM、KA、FR和SB分别是什么电器元件的文字符号？

答：熔断器、接触器、继电器、热继电器、按钮

2．鼠笼型异步电动机是如何改变旋转方向的？

答：改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向，而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线

3．什么是互锁（联锁）？什么是自锁？试举例说明各自的作用。

答：自锁：典型的应用是用自己的常开触点与开启按钮并联，锁定回路。即使开启按钮弹开了，由于有自锁触点的连接，仍可形成回路。这种接法就叫做“自锁”。

互锁：典型的应用是将继电器A的常闭触点串联在其他回路当中，而其他回路中继电器B的常闭触电串联在继电器A的回路中。当继电器A的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器B的回路。相反，如果继电器B的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器A的回路。这样互相牵制，起到一定的逻辑作用。这种接法就叫“互锁”。

4．低压电器的电磁机构由哪几部分组成?

答：电磁系统主要由线圈、铁芯（静铁芯）和衔铁（动铁芯）3部分组成

5．熔断器有哪几种类型？试写出各种熔断器的型号。熔断器在电路中的作用是什么？

答：熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、螺旋自复式熔断器等。其中，有填料封闭管式熔断器又分为刀形触点熔断器、螺栓连接熔断器和圆筒形帽熔断器。

瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS

熔断器的作用：熔断器是在控制系统中主要用作短路保护的电器，使用时串联在被保护的电路中，当电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。

6．熔断器有哪些主要参数？熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一样？

（1）额定电压（2）额定电流（3）分断能力（4）时间—电流特性

不一样，熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念，通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流。

7．熔断器与热继电器用于保护交流三相异步电动机时能不能互相取代？为什么？

答：不能，熔断器短路保护，热继电器过载保护

8．交流接触器主要由哪几部分组成？简述其工作原理。

答：1）电磁机构电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。

（2）触点系统包括主触点和辅助触点。主触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。

（3）灭弧装置容量在10A以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。

（4）其他部件包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。

电磁式接触器的工作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁。

9．试说明热继电器的工作原理和优缺点。

工作原理：热继电器是由两种不同热膨胀系数的金属片压制组合构成，在通过电流时，造成该双金属体发热膨胀，因膨胀系数不同，致该双金属变形、弯曲，从而断开常闭接点或接通常开接点，起到自动控制的作用。在电动机控制回路中，主要应用热继电器的常闭接点，其常闭接点串入电动机主控制回路接触器的电磁线圈，通过调节热继电器的动作电流，在电动机超过额定工作电流时，热继电器双金属片能够正常动作，断开接触器电磁线圈，从而断开电动机电源，起到了保护电动机的目的

优缺点：目前使用得比较普遍的还是热继电器。热继电器是上个世纪五十年代初从前苏联引进的金属片机械式电动机过载保护器。它结构简单，价格低廉，在保护电动机过载方面具有反时限特性。但它的保护功能少，无断相保护，对电机发生通风不畅、扫膛、堵转、长期过载、频繁启动等故障也不能起保护作用。此外，热继电器还存在重复性能差、大电流过载或短路故障后不能再次使用、调整误差大、易受环境温度的影响误动或拒动、功耗大、耗材多、性能指标落后等缺陷。

项目三卧式镗床电气控制线路

1．什么是降压启动？三相鼠笼式异步电动机常采用哪些降压启动方法？

所谓降压启动，就是利用某些设备或者采用电动机定子绕组换接的方法，降低启动时加在电动机定子绕组上的电压，而启动后再将电压恢复到额定值，使之在正常电压下运行。

三相笼型异步电动机常用的降压启动方法有定子串电阻（或电抗）、

—△降压、自耦变压器启动几种，虽然方法各异，但目的都是为了减小启动电流。

2．T68型卧式镗床与X62W型铣床的变速冲动有什么不同，T68型卧式镗床在进给时能否变速？

T68型卧式镗床.变速冲动控制:主电动机M1都是以低速起动，便于齿轮啮合。然后过渡到新先定的转速下运行。若因顶齿而使手柄无法推回时，可来回推动手柄，能过手柄运动中压合，释放行程开关SQ2，使电动机M1瞬间得电、断电，产生冲动，使齿轮在冲动过程在很快啮合，手柄推上。这时变速冲动结束，主轴电动机M1是新选定的转速下转动

X62W型铣床的变速冲动主轴变速冲动主轴变速是通过改变齿轮的传动比进行的主轴电动机作瞬时点动，使齿轮系统抖动一下，达到良好啮合；在改变工作台进给速度时，为使齿轮易于啮合，也需要使进给电动机瞬时点动一下。

3．T68型卧式镗床能低速启动，但不能高速运行，试分析故障的原因。

MI能低速启动，但置“高速”挡时，不能高速运行而自动停机。M1能低速启动，说明接触器KM3、KM1、KM4工作正常；而低速启动后不能换成高速运行且自动停机，又说明时间继电器KT是工作的，其动断触点（13—20）能切断KM4线圈支路，而动合触点（13—22）不能接通KM5线圈支路。因此，应重点检查KT的动合触点（13—22）；此外，还应检查KM4的互锁动断触点（22—23）。按此思路，接下去还应检查KM5有无故障。

4．双速电动机高速运行时通常先低速启动而后转入高速运行，为什么?

在高速运行时，先低速起动，后高速（YY）运行，以减少启动电流

5．简述速度继电器的结构、工作原理及用途。

速度继电器又称反接制动继电器。它的主要结构是由转子、定子及触点三部分组成。

速度继电器工作原理：速度继电器转子的轴与被控电动机的轴相连接，而定子空套在转子上。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，定子内的短路导体便切割磁场，产生感应电动势，从而产生电流。此电流与旋转的转子磁场作用产生转矩，于是定子开始转动，当转到一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动簧片动作，使常闭触点断开，常开触点闭合。当电动机转速低于某一值时，定子产生的转矩减小，触点在弹簧作用下复位。

4-1起重机有哪几种分类？

简答：按其结构可分为桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、旋转起重机及缆索起重机等；按起吊的重量可分为小型5～10t，中型10～50t，重型50t以上三级，其中以桥式起重机的应用最为广泛并具有一定的代表性。

4-2桥式起重机包含哪些部件？对电力拖动和电器控制的要求是什么？

简答：桥式起重机由桥架、装有提升机构的小车、大车运行机构及操纵室等几部分组成。

为了提高起重机的生产率及可靠性，对其电力拖动和自动控制等方面都提出了很高要求，主要要求是：

（1）空钩能快速升降，以减少上升和下降时间，轻载的提升速度应大于额定负载的提升速度。

（2）具有一定的高速范围，对于普通起重机调速范围一般为3∶1，而要求高的地方则要求达到5∶1～10∶1。

（3）在开始提升或重物接近预定位置附近时，都需要低速运行。因此应将速度分为几挡，以便灵活操作。

（4）提升第一挡的作用是为了消除传动间隙，使钢丝绳张紧，为避免过大的机械冲击，这一挡的电动机的启动转矩不能过大，一般限制在额定传矩的一半以下。

（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，要采用电气与机械双重制动，既减小机械抱闸的磨损，又可防止突然断电而使重物自由下落造成设备和人身事故。

（7）要有完备的电气保护与联锁环节。

4-3起重机有哪几种控制方式？在使用场合上有何区别？

简答：常用的控制方式有两种：一种是采用凸轮控制器直接去控制电动机的起停、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。另一种是采用主令控制器与磁力控制屏配合的控制方式，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，对于15t以上的桥式起重机，一般同时采用两种控制方式，主提升机构采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大车小车移动机构和副提升机构则采用凸轮控制器控制方式。

4-4说明凸轮控制器控制的起重机有哪些保护？它的提升过程如何实现？

简答：有过电流、失电压、短路、安全门、极限位置及紧急操作等保护环节。

提升重物时，控制器的第1挡为预备级，用于张紧钢丝绳，在2、3、4、5挡时提升速度逐渐提高。

（1）轻型负载的提升操作：扳动凸轮控制器手柄由“0”位依次经由“1”、“2”、“3”、“4”直到“5”；

（2）中型负载的提升操作：由于物体质量较重，为避免因电动机转速增加过快而产生较大的惯性力对起重机的冲击，控制器手柄在“1”位停留2s左右，然后逐级加速，最后使电动机在1点稳定运行。

（3）重型负载的提升操作：控制器手柄由“0”位推至上升“1”位时，由于电动机启动转矩小于负载转矩，故电动机不能起动运转。此时应将手柄迅速通过“1”位而置于“2”位，然后再逐级加速，直至上升到“5”位。

4-5说明主令控制器与磁力控制屏相配合控制的起重机有哪些保护？它的提升过程如何实现？

简答：有零位保护、零电压保护、过电流保护及上限位置保护。

正转提升有6个控制位置，当主令控制器操作手柄转到上升第1位时，SA－3、SA－4、SA－6、SA－7闭合，接触器KM0、KM2、KM3得电吸合，电动机接上正转电源，制动电磁铁同时通电，松开电磁抱闸，由于转子电路中KM3的触点短接一段电阻，所以电动机是工作在第一象限特性曲线1上（见图4-20），对应的电磁转矩较小，一般吊不起重物，只作张紧钢丝绳和消除齿轮间隙的预备起动级。

5-1PLC的工作原理是什么？工作过程分哪几个阶段？

PLC的工作原理：PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。

工作过程分五个阶段：

（1）读输入阶段每次扫描周期的开始，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器区域。

（2）执行程序阶段用户程序执行阶段，PLC按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描，在这一阶段CPU从用户程序的第一条指令开始执行直到最后一条指令结束，程序运行结果放入输出映像寄存器区域。

（3）处理通信请求阶段是扫描周期的信息处理阶段，CPU处理从通信端口接收到的信息。

（4）执行CPU自诊断测试阶段在此阶段CPU检查其硬件，用户程序存储器和所有I/O模块的状态。

（5）写输出阶段每个扫描周期的结尾，CPU把存在输出映像寄存器中的数据输出给数字量输出端点（写入输出锁存器中），更新输出状态。然后PLC进入下一个循环周期，重新执行输入采样阶段，周而复始。

5-2PLC的工作方式有几种？如何改变PLC的工作方式？

1）CPU的工作方式

CPU前面板上用两个发光二极管显示当前工作方式，绿色指示灯亮，表示为运行状态，红色指示灯亮，表示为停止状态，在标有SF指示灯亮时表示系统故障，PLC停止工作。

①STOP（停止）。CPU在停止工作方式时，不执行用户控制程序，此时可以通过编程装置向PLC装载程序或进行系统设置，在程序编辑、上下载等处理过程中，必须把CPU置于STOP方式。

②RUN（运行）。CPU在RUN工作方式下，PLC按照自己的工作方式运行用户程序。

2）改变工作方式的方法

①用工作方式开关改变工作方式。

工作方式开关有3个挡位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。

把方式开关切到STOP位，可以停止程序的执行。

把方式开关切到RUN位，可以起动程序的执行。

②用编程软件改变工作方式。

把方式开关切换到TERM（暂态），可以使用STEP7-Micro/WIN40编程软件设置工作方式。

③在程序中用指令改变工作方式。

在程序中插入一个STOP指令，CPU可由RUN方式进入STOP工作方式。

项目六：工业机械手运动的PLC控制

1．顺序控制功能图编程一般应用于什么场合？

顺序控制功能图（SFC）主要用于设计具有明显阶段性工作顺序的系统。

2．顺序控制功能图中状态器的三要素是什么？

（1）驱动有关负载

（2）指定转移条件

（3）转移方向（目标）

3．步进指令包含哪几条指令，具体代表什么含义？

LSCRS_bit：装载顺序控制继电器（LoadSequenceControlRelay）指令，用来表示一个SCR（即顺序功能图中的步）的开始。

SCRTS_bit：顺序控制继电器转换（SequenceControlRelayTransition）指令，用来表示SCR段之间的转换，即活动状态的转换。

SCRE：顺序控制继电器结束（SequenceControlRelayEnd）指令，用来表示SCR段的结束。