1、对比行程开关、接近开关和光电开关应用的场合及特点。（6分）
行程开关：应用场合：广泛应用于各类机床，起重机械以及轻工机械的行程
控制，用于控制生产机械的运动方向，速度，行程大小和位置的一种自动控制器件，特点：分合速度取决于生产机械的运动速度。
接近开关：用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸
及无触点按钮，特点：作用时间短，不能直接检测非金属材料。
光电开关：用于物位检测，液位控制，产品计数，速度检测，信号延时等，
特点：非接触，无触点，测量距离大，能方便检测非金属物体，体积小，寿命长，功能多。
2、简述可以用来实现电机控制保护功能的低压电器有哪些，各实现什么保护功能。★
热继电器：主要用于对电机的过载保护 接触器：低电压释放保护功能，
低压断路器：对电机过载保护和欠电压保护 熔断器：主要过载保护，短路保护，
3、电气控制系统图包括哪几种，分别用来表述何种功能。（6分）★ ①电气原理图，能清楚的表明电路功能，便于分析系统的工作原理。 ②电气安装接线图：用于电气设备和电器元件的安装、配线、调试。 ③电器元件布置图：表明电气设备和系统中所有电器元件的实际位置。 4、简述PLC与继电器控制系统的区别。（12分）★ ⑴控制逻辑：plc软接线，灵活性和扩展性好，继电器硬接线，接线多而复杂，
体积大 功耗大 故障率高 灵活性和扩展性差
⑵工作方式：plc串行工作方式 继电器并行工作方式，
⑶可靠性和可维护性：plc寿命长 可维护性高 继电器寿命短 可靠性和可维
护性差，
⑷控制速度：plc无触点控制，速度极快，不会出现抖动。继电器，有触点控
制，工作频率低，会出现抖动。
⑸定时控制：plc精度高，定时时间不受环境影响，定时范围大，控制定时时
间容易,继电器精度不高，易受环境温度和湿度变化的影响，调整时间困难，定时范围窄。
⑹设计和施工：plc施工和设计可以同时进行，周期短，且调试和修改方便，
继电器 设计、施工、调试必须依次进行，周期长，且修改困难。
5、为何交流电磁机构中放置磁通短路环
交流接触器短路环的作用是消除衔铁产生的振动和噪声,我们知道对于单相交流电磁机构,磁通是交变的,磁通过零时吸力也变为零,吸合后的衔铁在反作用弹簧的作用下将被拉开,磁通过零值后吸力增大,当吸力大于反力时衔铁又吸合。这样随交流电的频率变化,衔铁吸力每周两次过零,衔铁产生强烈
振动和噪声,甚至使铁心移动。为此需在铁心端面上装一个用非磁性材料(如铜)制成的分磁环(或称短路环),
6、交流电磁机构与直流电磁机构的区别及使用注意事项
直流电磁机构：主触点控制直流电路，且线圈也须通入直流电进行控制，主
触点用磁吹灭弧；衔铁吸合前后，线圈电流不变，适于频繁动作。但主触点断开时会产生较高的过电压，故工作电压不允许过高（440v以下）
交流电磁机构：主触点控制交流电路，且线圈多采用交流电进行控制，也有
用直流电控制的，但须在线圈里传入电阻限流；主触点用灭弧栅灭弧；衔铁吸合前后线圈电流变化很大，可相差10-15倍，当衔铁卡主或频繁动作时线圈易烧坏，不适合频繁动作。另外，对于单相交流电磁机构，须在铁芯上套一短路环。
注意事项：对于可靠性高或频繁动作的控制系统采用直流电磁机构，而不采
用交流电磁机构。
7、简述PLC的应用领域。（5分）
中小型单机控制系统、制造业自动化、运动控制、流程工业自动化。应用于钢铁、采矿、水泥、石油化工、制药、电力机械制造、冷冻、造纸纸浆、食品加工、纺织、环保和娱乐等行业。 8、S7 300PLC的寻址方式有哪几种（6分）
立即寻址、直接寻址、存储器间接寻址和寄存器间接寻址 9、PLC控制系统的设计可通过哪些步骤实现。（5分）
①深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求、②确定I/O设备、③选择合适的plc类型、④分配I/O点地址、⑤设计plc地址、⑥plc程序的下载与调试、⑦上位机控制软件的编程与调试、⑧整个应用系统联调、⑨编制技术文件、
10、简述继电器与接触器的异同点。（8分）
接触器—有主、辅触点之分，其中主触点用在高电压、大电流的主电路中，
辅助触点用在低电压、小电流的控制电路中，其控制量仅仅是电气量，即电压控制。
继电器—没有主、辅触点之分，主要用在低电压、小电流的控制电路中，其
控制量可以是电气量也可以是非电气量。
同：都是电磁机构,通过线圈而达到小电流控制大电流的作用 11、软启动器工作原理,有哪几种启停方式及其应用场合。
原理：采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源与电动机定子之间，
利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通角，改变其输出电压，达到通过调压方式来控制启动电流和启动转矩的目的。
启停方式：⑴软启动：①斜坡升压软启动：无限流，很少使用，适于重载 ②斜坡恒流软启动：应用多，尤其适用于风机、泵类负
载启动
③阶跃启动：可以快速的启动
④脉冲冲击启动：适用于重载，并需克服较大静摩擦力
的场合
⑵ 降压启动：①直接启动：小容量电机启动
②定子串电阻启动：用于不经常启停的中小型电机的启动
③定子串自耦变压器启动：较大容量电机启动 ④星形-三角形启动：轻载 ⑤延边三角形启动：应用广泛 12、简述PLC工作过程的中心内容。（6分）
输入采样阶段：扫描所有输入端子，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新
程序执行阶段：一般来说，PLC按从左到右，从上到下的步骤顺序执行程序 输出刷新阶段：程序执行完毕后，原映像寄存器中所有输入继电器的状态在输出刷新阶段一起转存到输出锁存器中，通过一定方式集中输出，最后经过输出端子驱动外部负载。
13、简述PLC工作的全过程可以分为哪几个阶段，以及每个阶段的主要工作内容。
上电处理：上电后对PLC系统进行一次初始化，包括硬件初始化，I/O模块
配置检查等
扫描过程：先完成输入处理，其次完成其他外设的通信处理，再进行时钟、
特殊寄存器更新，当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检查，当CPU处于RUN方式时，还要完成用户的执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。
出错处理：CPU再扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是
否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O和通信等是否异常或出错。
14、PLC的分类方法有那些，可分为哪些类型。（7分）
按I/O点数分：超小型机、小型机、中型机、大型机、超大型机 按功能分：低档机、中档机、高档机
按结构形式分：整体式和模块式、软plc（即集成的plc） 15、什么是PLC的点数，都包含哪些种类，如何设计？
定义：I/O的总数量 种类： AI AO DI DO 设计： 变送器（1AI） 变频器（1AO） 气动阀门（1AO） 电动阀门（2DI 2DO）电机启停（2DI 1DO）★
16、PLC的数字量输入（DI）可分为哪几种类型，各应用在什么场合？ 直流输入模块—外接直流12、24、48V； 交流输入模块—外接交流110V、220V电源；
交直流输入模块—外接交直流电源，即交直流电源都能用；
无源输入模块（干接触性）—由plc内部提供电源，无需外接电源； 17、PLC的数字量输出（DO）可分为哪几种类型，各应用在什么场合？★ 继电器输出（交直流输出模块）---输出电流大（3-5A），交直流两用，适
应性强，但动作速度慢（10-12ms），工作频率低
晶体管输出---外接直流电源，动作速度快（≤2ms），工作频率高（可达
20KHz），但输出电流小（≤1A）
晶闸管（双向的）或固态继电器输出（交流输出模块）---外接交流电源，
输出电流大，动作速度快，工作频率高
18、列举3家以上知名PLC生产厂家，并给出各自PLC系统产品分类情况。 德国西门子公司、日本衡河、法国施耐德、ABB、 19、PLC硬件系统有哪些部分构成。（8分）
①CPU、②导轨、③接口模块、④功能模块、⑤信号模块、⑥通信处理器 20、PLC支持的网络通讯协议有哪些。（5分）
PTP：点到点的通信协议； MPI：各点通信协议； PROFIBUS：现场总线；工业以太网；
21、plc通过那些技术手段保证其抗干扰能力。★ 硬件：①对所有I/O接口电路都采用了光隔离。
②对所有输入端均采用R-C滤波（即硬件滤波），对高速输入端还加上了软件数字滤波。
③内部采用电磁屏蔽措施，防止辐射干扰。
④采用优良的开关电源，防止由电源回路串入的干扰信号。 ⑤完善的接地。
软件：①采用诸如数字滤波、指令复执、程序回卷、差错校验等一系列软件抗干扰措施。
②Plc采用了周期循环扫描工作方式。 22、何为无扰切换，如何实现？
是指冗余配置的主控制器在切换过程中，不影响该控制器的所有控制单元的状态。控制器一般都具有手动、自动两种功能，在进行手/自动切换时，在切换瞬间，应当保持控制器的输出不变，这样使执行器的位置在切换过程中不至于突变，不会对生产过程产生附加扰动，这称为无扰切换。
FB41在手动模式下，可调节变量被修正到手动选择的数值。积分器（INT）内部被设置成LMN-LMN＿P- DISV,而微分单元（DIF）被设置成0，这些都是自动在内部进行匹配，这样切换到自动模式就不会导致调节值的突然变化。 23、西门子FB41、FB42异同点。
异：FB41连续控制方式，主要用于连续量的模拟量PID控制，其输出时一般
会用模拟量来实现，用途较广一些；FB42步进控制方式，主要用于开关量的PID控制，其输出一般会用开关量来实现
同：都是依据设定值与过程变量间的偏差进行控制的 24何为标度变换，为什么需要标度变换？
定义：将对应参数值的大小转换成能直接显示有量纲的被测工程量数值，即
通过一个关系式，用A/D转换得到的数字量，表示出被测物理量的客观值；也可以说是将数字量转换成带量纲的物理量。
原因：由测量仪表转换成模拟电信号，经过A/D转换后成为相应的数字量仅
仅对应被测工程量参数值的大小，并不是原来带有量纲的参数值。因此需要标度变换将测量的模拟量（电压 或电流）转换成可以显示的数值。
25、PID中哪些参数需要在HMI上显示，数据类型、含义？ 控制状态
过程变量（数字量、数值） 显示报警信息
启动停止按钮信息，数值
26、step7中使用FB41，外部AI、AO与其哪些参数接口对应？ AI：模拟量输入，如温度、压力、转速、电流等连续变化的量。信号为4-20mA，0-10V。
AO：模拟量输出，连续可调的执行器开度控制，变频器转速调节，信号为4-20mA。
27、step7中使用FB42，外部AI、DI、DO与其哪些参数接口对应？ AI：
DI:数字量输入，电动阀门，电机启停等信号 DO：数字量输出，如步进可调电动阀门
28、PLC中扫描周期，采样周期，控制周期之间的区别于联系。
扫描周期：在正常循环扫描时，从扫描过程中的一点开始，经过顺序扫描又回到改点所需要的时间。
采样周期：plc扫描输入模块，将外部输入信号的状态读入到输入映像存储器中所用的时间。
控制周期：plc执行完所有用户程序所用的时间。 不考虑通信服务时：扫描周期=采样周期+控制周期
29、S7300存储系统是如何设计的，分成哪些部分，各用来保存哪些数据？ Plc存储器分系统存储器和用户存储器。系统存储器来存放系统程序，用户存储器用来存放用户程序。
用户存储器分为程序存储器和数据存储器。
⑴程序存储器：存放用户程序。①动态装载存储区；②可选的固定装载存储区
⑵数据存储器：①工作存储区：用于存储cpu运行时所执行的用户程序单元 ②系统存储区：用于存储不同的操作数据 ③外设I/O存储区：用户可以不经过映像输入和过程映像输
出，直接访问本地的分布式的输入输出
模块
30、分析题
1、阅读下图控制电路回答以下问题：（10分）★ ⑴分析电路后写出电路完成的功能；（3分） ⑵配合电路简述“互锁”的概念；（3分） ⑶分析控制回路。（4分）
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