国家开放大学2023年秋季学期期末统一考试 机电控制与可编程序控制器技术试题（含标准答案）

试卷代号：11117　　考试时间：2024年1月

注意事项

1. 将你的学号、姓名及考点名称填写在试题和答题纸的规定栏内。考试结束后，把试题和答题纸放在桌上。试题和答题纸均不得带出考场。待监考人员收完试题和答题纸后方可离开考场。

2. 仔细阅读题目的说明，并按题目要求答题。所有答案必须写在答题纸的指定位置上，写在试题上的答案无效。

3. 用蓝、黑圆珠笔或钢笔（含签字笔）答题，使用铅笔答题无效。

附件下载：

20240111117.pdf

一、判断题（本题共10小题，每小题3分，共30分）

1. PLC是专门用来完成逻辑运算的控制器。()

标准答案：×

2. 熔断器作为短路保护的电器，并联接入被保护电路中的。()

标准答案：×

3. 电气原理图中电器元件均处于自然状态。()

标准答案：√

4. 低压断路器即低压自动空气开关，可实现电路的短路、过载、失电压与欠电压的保护，能自动分断故障电路，而且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。()

标准答案：√

5. 系统程序是由PLC生产厂家编写的，固化到随机存取存储器(RAM)中，用户可以随意读取修改。()

标准答案：×

6. PLC的扫描周期仅取决于CPU模板的运算速度。()

标准答案：×

7. PLC编程时仅支持梯形图编程。()

标准答案：×

8. S7-1200中提供一个周期是1秒钟，占空比是50%的特殊存储器位是SM0.4。()

标准答案：×

9. PLC程序的现场调试指在工业现场的实际调试，也是PLC程序的最后调试。现场调试的目的是调试通过后，可交给用户使用或试运行。()

标准答案：√

10. 并行和串行是通信中的两种基本通信方式，通常情况下，并行方式用于计算机内部的数据传输。()

标准答案：√

二、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分）

11. 机电设备电器控制线路的表示方法有几种？各有何用途？

参考答案：

电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气设备安装图和电气设备接线图。

电气原理图用来表示电器控制线路的工作原理、以及各电气元件的作用和相互关系；

电气设备安装图用来表示各种电器在生产设备和电器控制柜中的实际安装位置；

电气设备接线图用来表示各电气元件之间实际接线情况，为电气元件的配线、检修和施工提供方便，实际工作时与电气原理图配合使用。

12. 下图所示的PLC程序中，请指出：

(1)当变量存储器MW10中存储值为40，输出映像寄存器的哪一位输出“1”信号？

(2)当变量存储器MW10中存储值为20，输出映像寄存器的哪一位输出“1”信号？

(3)当变量存储器MW10中存储值为0，输出映像寄存器的哪一位输出“1”信号？

参考答案：

(1) 当变量存储器MW10中存储值为40，Q0.0输出“1”信号；

(2) 当变量存储器MW10中存储值为20，Q0.2输出“1”信号；

(3) 当变量存储器MW10中存储值为0，Q0.1输出“1”信号。

三、读图分析题（本题共6小题，每小题3分，共18分）

题干：三相异步电动机Y-Δ形降压启动控制线路，时间继电器KF的延时时间为T，请完成以下题目。

13. 合上电力开关QA0后，按下启动按钮SF2，电动机为()。

A.Y形降压启动

B.Δ形降压启动

C.Δ形全压运行

D.电机无法启动

标准答案：A

14. 当电机启动后，正常运行时间T后，电动机为()。

A.Y形降压启动

B.Δ形降压启动

C.Δ形全压运行

D.停止运行

标准答案：C

15. 电机正常运行后，按下停止按钮SF1后，电动机为()。

A.Y形降压运行

B.Δ形降压运行

C.Δ形全压运行

D.停止运行

标准答案：D

16. 主电路中的电气图形KF是()。

A.指示灯

B.熔断器

C.接触器线圈

D.时间继电器

标准答案：D

17. 电气图形FA1和FA2是()，用于实现短路保护。

A.指示灯

B.熔断器

标准答案：B

18. （原题完整选项）电路工作时下列说法正确的是()。

A.QA1和QA2通电时，绕组为Y形连接

B.QA1、QA2、QA3不能同时通电

C.QA1和QA3通电时，绕组为Δ形连接

D.QA1、QA2、KF能同时通电

标准答案：B

四、改错题（12分）

19. 找出下图梯形图三处错误并改正。

参考答案：

1. 线圈%M0.0放置在触点前方，语法错误；改正：交换位置，触点在前、线圈在后。

2. 两个计数器重复使用同一个数据块%DB1，功能互相干扰；改正：将其中一个计数器数据块更换为其他IEC_COUNTER类型数据块（如%DB2）。

3. 计数器缺少设定值PV；改正：在PV端填入有效整数设定值（-32768~32768之间任意自然数）。

五、设计题（本题共3小问，共24分）

20. 控制要求：两台三相交流电动机M1、M2按以下顺序启动和停车：按启动按钮SF1，M1电动机起动，过55秒后M2电动机自动起动；按停止按钮SF2，电动机M1、M2停止；若M1电动机过载，则电动机M1、M2停止；若电动机M2过载则仅电动机M2停机。

要求：(1)试分配I/O通道；(2)画出PLC的硬件接线图；(3)设计一个满足要求的梯形图程序。

参考答案：

（1）I/O通道分配表

输入：

I0.0：BB1 M1电动机热过载保护

I0.1：BB2 M2电动机热过载保护

I0.2：SF1 启动按钮

I0.3：SF2 停止按钮

输出：

Q0.0：QA1 控制M1电动机运行

Q0.1：QA2 控制M2电动机运行

内部元件：TON定时器，定时55s

（2）PLC硬件接线说明

输入回路：采用DC24V供电，所有按钮、热继电器常闭触点一端接公共端，一端接入对应I点；

输出回路：外接220V交流电源，公共端接火线，输出点串联接触器线圈、熔断器接零线，实现负载控制。

（3）梯形图程序设计（S7-1200）

程序段1：M1启动自锁控制，串联M1过载保护、停止按钮，实现M1启动运行与过载全停机保护；

程序段2：M1运行触发TON定时器，设定延时时间t#55s；

程序段3：定时器计时完成，串联M2过载保护，驱动M2运行，实现M2单独过载停机、不影响M1运行；

全局停止按钮串联所有控制回路，按下后两台电机同时停机。