广东开放大学电气控制与PLC技术（专）期末考试试卷与参考答案

以下是一份针对广东开放大学《电气控制与PLC技术（专）》期末考试的复习笔记，结合了常见考点和题型解析，供参考：

广东开放大学电气控制与PLC技术复习笔记

一、电气控制基础

1. 继电器接触器控制电路

- 基本组成：电源、负载、控制元件（继电器、接触器）、保护元件（熔断器、热继电器）等。

- 控制逻辑：

- 互锁：防止正反转同时动作（如电动机正反转控制中的接触器互锁）。

- 自锁：保持接触器持续通电（如启动按钮串联自身的常开触点）。

- 联锁：通过机械或电气方式实现设备运行的安全保护。

- 典型控制电路：

- 三相异步电动机的点动、连续运行、正反转、星-三角降压启动、能耗制动等控制电路。

- 机床电气控制（如C620车床电路的分析）。

- 常见故障分析：

- 短路、断路、接触不良、热继电器误动作等。

2. 低压电器与PLC接口

- PLC输入输出类型：

- 输入：开关量（如按钮、行程开关）、模拟量（如传感器信号）。

- 输出：继电器输出（带隔离，可接交流/直流负载）、晶体管输出（直流负载）、晶闸管输出（交流负载）。

- PLC接线注意事项：

- 输入端接外部信号（如按钮、传感器），输出端接执行元件（如接触器、电磁阀）。

- 避免输入输出端子接线错误导致短路或损坏。

二、PLC技术基础

1. PLC基本结构与工作原理

- 硬件组成：CPU、存储器、输入输出模块（I/O）、电源、编程设备等。

- 扫描工作方式：周期性循环扫描，分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。

- 存储器类型：

- 系统程序存储器（ROM）、用户程序存储器（RAM）、数据存储器（保持型与非保持型）。

2. PLC编程语言

- 梯形图（LAD）：

- 常用符号：线圈、触点（常开/常闭）、定时器（TON、TOF）、计数器（CTU、CTD）、功能块等。

- 基本逻辑关系：与、或、非、顺序控制等。

- 指令表（IL）：

- LD（取）、AND（与）、OR（或）、LDN（取反）、OUT（输出）等基本指令。

- 顺序功能图（SFC）：

- 步进指令（STL、RET）、转换条件与动作的描述。

3. PLC编程指令

- 基本指令：

- LD/AND/LDN：逻辑取、逻辑与、逻辑非。

- OR/ORB：逻辑或、或分支。

- ANI/ANDN：逻辑与非。

- OUT：驱动线圈。

- 功能指令：

- 定时器（TON、TOF、TP）：定时控制。

- 计数器（CTU、CTD、CTUD）：计数控制。

- 移位寄存器（SHR、SHL）：数据位移。

- 数据比较（CMP）：比较两个数值。

- 特殊功能模块：

- 高速计数器、脉冲输出（PWM）、模拟量处理等。

三、PLC控制系统设计

1. 控制系统设计步骤

- 需求分析：明确控制目标、输入输出信号、控制流程。

- I/O分配：合理分配PLC的输入输出点（如按钮接输入点，接触器线圈接输出点）。

- 逻辑设计：绘制梯形图或编写指令表程序。

- 调试与优化：通过仿真或实际运行测试程序，修正逻辑错误。

2. 典型控制案例

- 交通灯控制：通过定时器和逻辑组合实现红绿灯切换。

- 物料传送带控制：多段控制、光电传感器信号处理。

- 电动机星-三角启动控制：利用时间继电器或定时器实现自动切换。

- 自动售货机控制：硬币检测、出货控制、找零逻辑。

四、常见考试题型与参考答案

1. 选择题

- 例题：PLC的扫描周期包括哪些阶段？

- 答案：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。

- 例题：PLC的输出模块中，哪种类型适合驱动直流负载？

- 答案：晶体管输出模块。

2. 判断题

- 例题：PLC的输出继电器可以直接驱动大功率负载。

- 答案：错误（需通过中间继电器或接触器扩展）。

- 例题：PLC的定时器指令TON表示接通延时定时器。

- 答案：正确。

3. 简答题

- 问题：简述PLC的工作原理。

- 答案：PLC采用周期性循环扫描方式，依次完成输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，通过软件逻辑实现对硬件设备的控制。

- 问题：继电器接触器控制电路中互锁的作用是什么？

- 答案：互锁用于防止两个或多个执行元件同时动作，确保电路安全运行（如电动机正反转控制中的接触器互锁）。

4. 分析题

- 例题：分析下图梯形图的功能（假设图中为星-三角启动控制程序）。

- 答案：

- 程序通过两个定时器实现延时切换：

- 当启动按钮按下后，星形接触器线圈得电，电机进入星形启动状态。

- 定时器T1延时结束后，星形接触器断电，三角形接触器得电，电机进入全压运行状态。

- 停止按钮按下后，所有接触器断电，电机停止。

5. 设计题

- 例题：设计一个两台电动机顺序启动、逆序停止的控制电路（PLC梯形图）。

- 答案：

- 输入点分配：启动按钮（I0.0）、停止按钮（I0.1）。

- 输出点分配：电机M1（Q0.0）、电机M2（Q0.1）。

- 梯形图逻辑：

- 启动时：I0.0按下→M1启动→延时后M2启动。

- 停止时：I0.1按下→M2停止→延时后M1停止。

- 可通过定时器或顺序控制指令实现。

五、高频考点总结

1. PLC扫描周期：输入采样→程序执行→输出刷新，每个周期约1ms-100ms。

2. 定时器与计数器参数：

- 定时器分辨率：通常为1ms、10ms、100ms。

- 计数器的当前值与预设值比较逻辑。

3. 电气控制电路分析：

- 注意互锁、自锁逻辑；

- 分析电动机的启动、运行、停止条件。

4. PLC程序调试：

- 使用强制输入/输出功能；

- 检查程序中的逻辑错误（如触点串联/并联顺序）。

六、学习建议

1. 重点章节：

- 第3章（PLC基本指令）、第5章（PLC控制系统设计）、第7章（典型应用案例）。

2. 实验复习：

- 重新梳理课程实验中的电路图和PLC程序，尤其是电动机控制和交通灯控制。

3. 题型练习：

- 多做选择题和判断题巩固基础概念；

- 通过分析典型梯形图（如正反转、星-三角启动）掌握逻辑设计方法。

4. 注意事项：

- 答题时需明确区分电气控制与PLC控制的差异；

- 设计题需标注I/O分配并详细说明逻辑步骤。

七、参考答案示例（部分）

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