电气传动与可编程控制器.doc
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1、电气传动与可编程控制器(PLC)应考指导一、考试相关情况说明(一)课程基本情况1、概述根据江西省自学考试委员会办公室关于调整部分课程教材使用的通知(赣考委字201015号)的文件精神,02207电气传动与可编程控制器(PLC)指定教材变更为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,林明星、范文利主编:电气控制及可编程序控制器(第2版),机械工业出版社,2009年9月出版。新版教材对旧版教材中的错误进行了修改,增加了对部分企业近几年推出的新型PLC的介绍,并对涉及到的国家标准根据最新的版本做了修订。教材变更从2010年4月考试后开始执行。2、课程的性质及特点本课程是高等教育自学考试机械制造及自动化专
2、业(专升本)所开设的专业基础课之一。该门课程分为两大部分。第一部分为继电接触器控制系统,在内容上,将低压电器元件和电气控制电路的基本环节结合起来,主要讲述电气控制基本电路,并对电动机调速进行了简单介绍。第二部分为可编程控制器原理及应用,可编程控制器以广泛应用的OMRON公司的CPMlA系列小型机为主线,对PLC的内部结构和工作原理只做简单介绍,侧重编程指令的应用,并突出PLC的网络通信功能。该课程的实践性很强,因此在讲解该课程时,必须坚持理论和实践紧密结合的原则,在课程讲授的基础上安排一定量的实验和大作业,提高学生的动手能力和设计能力。3、题型与分值题型分值分值单项选择题共15小题,每小题1分
3、15分填空题共10小题,每小题1分10分简答题共5小题,每小题6分30分分析题共1小题,每小题15分15分综合题共3小题,每小题10分30分小计34小题100分4、重难点分布从知识点分布来看,本课程试题覆盖了教材8章的全部内容。从整体来看,绪论只对电气控制技术作一般性介绍,重点章节主要是第1章,第2章,第3章,第4章,第5章,第6章,第7章,第8章。难点章节主要是第3章,第6章,第8章。难点主要体现在综合题上,占30%。5、试题难度从试题难度来看,试题绝大部分属于大面知识。对于重点知识每年都会重复出现,只是以不同的形式,或者考查不同的内容。这一点大家要特别注意,不要以为以前考过的知识点就不会再
4、考。虽然每年均有偏题出现,一般是属于课程涉及的较细的内容,但所占比例较低,属于正常情况。总体而言,试题有一定难度。6、命题特点整体上看,出题顺序基本上按照教材章节顺序来出题,但并不是特别规律。此特点有助于我们答题时准确把握考点所属章节,提高答题正确率。从具体题型来看,单选题有如下几个特点:第一,概念性知识点常考;第二,基本知识性知识点常考。填空题的出题特点是,所考知识点均是基本概念,基本术语的记忆、判断能力。这一点,稍加注意即可轻松掌握。简答题要求按照题意对问题做出简捷、正确的回答,没有规律可循,但是一般是考核重点和难点。因此,将书中各章节中的重点和难点全部掌握即可,千万不要押题,否则容易失分
5、。分析题目一般要求熟练掌握和理解所学的知识和原理,重点考查考生对知识、原理的理解和掌握程度,以及运用这些知识、原理分析解决一定问题的能力。综合题目是在对各知识点理解、掌握的基础上进行的一种综合各知识点提出的复杂题目。考生要在掌握和理解所学知识的基础上,善于综合。这种题目比较大,所占的分数也比较多。二、本课程的学习建议1、考生在开始学习这门课时,应根据自己的情况制定一个切实可行的学习计划,合理安排时间。通常可分为二个阶段:一是依据教材分章学习和做同步练习题阶段;二是总复习阶段,其复习技巧将在下面单独介绍。2、紧扣大纲复习。最好能够按照大纲中提练的课程内容将教材内容简化成自己的学习小册子。也就是将
6、大纲中课程内容总体上再充实一下,各知识点都丰富一下。比如说某个概念,要把定义或含义写在这个概念之后。便于记忆。此外,要注意课程内容中没有的知识点,如果考核要求中有的话,有必要补充完整。3、注意总结教材中某些知识点的易考特性,比如继电接触器控制的常用基本线路,编程指令中的基本指令等相关知识点。4、每复习完一章教材做一套真题,这样一边阅读教材一边做题会检查自己对所学知识的掌握情况,可以有针对性地指导自己的下一轮复习。三、各类题型的特点和答题技巧(一)单项选择题选择题在性质上是单项选择题,每题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,正确选择概率占1/4。给出四个选项答案,是选择题的基本形式,答案
7、的相似性,判断稍有失误,就会出错,是这类题的突出特点。掌握了选择题题型特点,还需要有相应的解题技巧。1、排除法:把明显不正确的选项先排除掉,逐渐缩小范围,集中思考,有助于正确答案的选择。2、“正本清源”法:有些选择题的选项不好排除,这时对选项的本义可以回忆思考,能使你摆脱困境。(二)填空题在试卷中,填空题是另一类重要题型。一般来说每小题留有一个填空,这是填空题的出题形式。从内容上看,填空题涉及的知识点较多,覆盖面最广。重视的是细节,答案比较固定,填的多是关键词和重要概念,主要考查学生的记忆能力。这是填空题题型的特点。填空题解题技巧:1、填空题本身有文字描述,实际上给你提供了思考的材料,要会利用
8、这一点进行答题。2、原理和规律是我们必须掌握的重点内容,一般要进行多次复述和记忆。命题的一个策略,就是将原理和规律中的关键词,抽出来后作为填空题出。遇到这类问题,当你突然一下想不起时,可把原理和规律通过记忆复述一遍,也就是通过整体想到个别,填出关键词。(三)简答题在试卷中,简答题在总成绩中所占分值很高,一般占30%左右。考试能否成功,很大程度取决于你对简答题的回答情况。题目一般有以下几种类型。1、基本概念,基本知识的内容。这种题目比较简单,往往是教材中现成的内容。2、基本概念,基本知识的相互关系。这种题目是考核考生的综合归纳能力,在教材中往往不能直接找到相应的答案,但是可以从几个段落中归纳出正
9、确的答案。简答题目的答案要求规范、标准、内容正确、完整。可以多写一点,但不可把关系不大的内容搬出来凑字数,这样是徒劳无益的。(四)分析题主要是考察考生在掌握理论知识的基础上,联系具体情境分析问题和解决问题的能力。这种题型可实现对考生多层次能力的考察,因此如何答好这个主观题也就成为很多考生倍加关注的问题。分析题命题特点是:准确性,全面性,条理性。分析题答题技巧:两环节,四点注意,四个要求。第一环节:审题。这是解决分析题最关键的环节。审题的根本目的就是要在头脑中找准找全该道考题所涉及到的考点。在这个过程中,要特别注意四点:命题者提供材料的目的主要是掩盖和提示作用,所以材料分析题的答案要点都不会是在
10、材料之中;重视审题,找准考点;审题过程中保持良好心态,不得意、不大意,保持冷静;综合运用正向思维与逆向思维两种思维方法。第二环节:答题。答题的过程要注意的四个要求:审完题后,可以边想边答;注意每写一个考点,标出一个序号;考点要与问题和材料中的信息有机结合,但展开论述的话不要太多;与问题设置的相对开放性相适应,分析题答案要点有的可以进行适度的引申和发挥。(五)综合题综合题是在对各知识点理解、掌握的基础上进行的一种综合各知识点提出的复杂题目。题目一般有以下几种类型。1、本课程重要知识点的综合。这种题目比较简单,可以是编程指令的应用,如指令表程序转换成梯形图或梯形图转换成指令表程序。也可以是电气控制
11、电路的逻辑设计方法的应用,如电路图转换成逻辑表达式并简化或逻辑表达式简化并转换成电路图。2、电气控制电路、PLC控制系统设计方法的应用。这种题目是考核考生的综合应用能力,在教材中往往不能直接找到相应的答案,考生要熟练运用所学的基本知识、设计方法灵活加以应用。综合题解题技巧: 1、详细阅读题目。对于综合题,建议你阅读两遍。经验表明,这样做是值得的。一方面,准确理解题意,不至于忙中出错;另一方面,你还可能从试题中获取解题信息。 2、尽量写出解题步骤和计算公式。综合题每题所占的分数一般较多,判卷时,题目是按步骤给分的,而且是否写出计算公式是很不一样的。3、要求考生理清题意,认真审题,注意题干中的细微
12、知识点,并善于综合。内容串讲第一章 继电接触器控制电路的基本环节一、本章复习建议本章在历年考试中,考题都比较多,分值较高。从题型来讲包括单项选择题、填空题、简答题、分析题和综合题,几乎涵盖所有题型。这些题型都要加以练习。二、本章重要知识点讲解第一节 常用低压电器欢迎进入第一节的学习,在这一节里我们将学习几种常用低压电器的相关知识,本节对常用低压电器的工作原理、分类和选用进行了介绍。一、概述低压电器是用于额定电压交流1200V或直流1500V及以下能够根据外界施加的信号或要求,自动或手动地接通和断开电路,从而断续或连续地改变电路参数或状态,以实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换以及调
13、节的电器设备。低压电器种类繁多,工作原理和结构形式也不同,但一般均有两个共同的基本部分:1、感受部分它感受外界的信号,并通过转换、放大和判断,做出有规律的反应。在非自动切换电器中,它的感受部分有操作手柄、顶杆等多种形式;在有触头的自动切换电器中,感受部分大多是电磁机构。2、执行部分它根据感受部分的指令,对电路执行“开”“关”等任务。有的低压电器具有把感受和执行两部分联系起来的中间传递部分,使他们协同一致,按一定规律动作,如断路器类的低压电器。二、接触器接触器是一种可频繁地接通和分断主电路的控制电器,主要用于控制电动机、电热设备、电焊机等,在电力拖动自动控制线路中被广泛应用。1 结构与工作原理电
14、磁机构触头与灭弧装置(1) 结构:见图1-1释放弹簧机构支架与底座(2) 工作原理:当吸引线圈通电后,电磁系统即把电能转化为机械能,所产生的电磁力克服释放弹簧与触头弹簧的反力使铁心吸合,并带动触头支架使动、静触头接触闭合。当吸引线圈断电或电压显著下降时,由于电磁吸力消失或过小,衔铁在弹簧反力作用下返回原位,同时带动动触头脱离静触头,将电路切断。 2分类(2)按电磁机构的操作电源划分交流励磁操作接触器交流接触器(1)按主触头控制的电路中电流种类划分直流接触器单极二极三极四极五极直流励磁操作接触器直流接触器(3)按主触头的数目分交流接触器3接触器的选用要想正确地选用接触器,就必须了解接触器的主要技
15、术数据,其主要技术数据有:(1)电源种类:交流或直流;(2)主触头额定电压、额定电流;(3)辅助触头的种类、数量及触头的额定电压;(4)电磁线圈的电源种类、频率和额定电流;(5)额定操作频率,即允许每小时接通的最多次数。选用时,一般交流负载用交流接触器,直流负载用直流接触器。当用交流接触器控制直流负载时,必须降额使用,因为直流灭弧比交流灭弧困难。频繁动作的负载,考虑到操作线圈的温升,宜选用直流励磁操作接触器。接触器的选择主要依据以下几方面:(1) 根据负载性质选择接触器的类型;(2) 额定电压应大于或等于主电路工作电压;(3) 额定电流应大于或等于被控电路的额定电流;(4) 吸引线圈的额定电压
16、和频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。三、继电器继电器是一种根据某种输入信号的变化,接通或断开控制电路实现控制目的的电器。电压电量电流输入信号可以是温度速度非电量压力等继电器的种类很多电磁式继电器电压继电器电流继电器(1)按输入信号的性质分(2)按工作原理可分电动式继电器时间继电器电子式继电器速度继电器压力继电器等热继电器等继电器的结构及工作原理与接触器类似,主要区别在于:继电器可对多种输入量的变化做出反应,而接触器只有在电压信号下动作;继电器是用于切断小电流的控制电路和保护电路,而接触器是用于控制大电流电路;继电器没有灭弧装置,也无主副触头之分。【例题】(简答题)继电器和接触器有何异
17、同?试说明各自的适用场合。答案:1、继电器可对多种输入量的变化做出反应,而接触器只有在电压信号下动作;继电器没有灭弧装置,也无主副触头之分。2、继电器是用于切断小电流的控制电路和保护电路,而接触器是用于控制大电流电路。解析:继电器与接触器主要区别作为常识我们必须掌握,以便在实践中正确选用。下面介绍几种常用的继电器1电磁式继电器电磁式继电器的结构见右图1-2。直流继电器(1)按吸引线圈电流的种类分交流继电器电压继电器图12 电磁式继电器的结构(2)按输入信号的性质分1铁芯 2旋转棱角 3释放弹簧 4调节螺母5衔铁 6动触点 7静触点 8非磁性垫片 9线圈电流继电器2时间继电器当感受部分接受外界信
18、号后,经过设定的延时时间才使执行部分动作的继电器称为时间继电器。对应的输入/输出时序关系如图1-3所示。通电延时型断电延时型按延时的方式分带瞬动触头的通电延时型图1-3 时间继电器的时序关系a) 通电延时型 b) 断电延时型带瞬动触头的断电延时型按工作原理划分,时间继电器可分为电磁式、空气阻尼式、模拟电子式和数字电子式等。随着电子技术的飞跃发展,后两种特别是数字电子式时间继电器以其延时精度高、调节范围宽、功能多、体积小等优点而成为市场上的主导产品。选择时间继电器,主要考虑控制回路所需要的延时触头的延时方式(通电延时还是断电延时),以及各类触头的数目。根据使用条件选择品种规格。3热继电器图1-4
19、 热继电器的工作原理示意图a) 正常状态 b) 过载状态1加热元件 2双金属片 3扣板 4压动螺钉 5扣钩6支点 7复位按键 8动触点 9静触点 10弹簧热继电器是依靠电流流过发热元件时产生的热,使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种电器,主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。热继电器的工作原理如图1-4所示。4速度继电器速度继电器常用于电动机的反接制动电路中,它的结构原理如图1-6所示。速度继电器的主要参数是额定工作转速,要根据电动机的额定转速进行选择。四、熔断器插入式熔断器插入式熔断器熔断器是当通过它的电流超过规定值达一定时间后,以它本身产生
20、的热量使熔体熔化,从而分断电路的电器。有/无填料封闭管式熔断器熔断器的种类很多,结构也不同,主要有通过熔体的电流与熔体熔化时间的关系称为熔化特性(亦称安秒特性),它和热继电器的保护特性一样,都是反时限的。选择熔断器,主要是熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。额定电压是根据所保护电路的电压来选择的。熔体电流的选择是熔断器选择的核心。对于如照明线路等没有冲击电流的负载,应使熔体的额定电流等于或稍大于线路的工作电流I,即 IRI (13)式中 IR熔体额定电流。对于一台异步电动机,熔体可按下列关系选择: (1.52.5) 或 (14)式中 电动机的额定电流; 电动机的起动电流
21、。对于多台电动机由一个熔断器保护,熔体按下列关系选择:/2.5 (15)式中 可能出现的最大电流。如果几台电动机不同时起动,则为容量最大一台电动机起动电流,加上其它各台电动机起动的额定电流。【例题】两台电动机不同时起动,一台电动机额定电流为14.6A;一台额定电流为4.64A,起动电流都为额定电流的7倍,为额定电流的7倍,则熔体电流为。【答案】50A【解析】根据公式IR/2.5 =(14.67+4.64)/2.5A=42.7A 可选用RL1-60型熔断器,配用50A的熔体。 五、断路器断路器又称自动开关,是用于低压配电电路不频繁通断控制,在电路发生短路、过载或欠电压等故障时,能自动分断故障电路
22、,是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。在功能上,它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器等的组合,其结构如图1-8a所示。图1-8 断路器的结构及保护特性a) 结构示意图 b) 保护特性曲线1主触点 2传动杆 3锁扣 4杠杆 5分励脱扣器6欠电压脱扣器 7热脱扣器 8过电流脱扣器 9分断弹簧 10辅助触点 11热脱扣 12过电流脱扣选择断路器应考虑的主要参数:额定电压、额定电流和允许分断的极限电流等。断路器脱扣器的额定电流应等于或大于负载允许的长期平均电流;断路器的极限分断能力要大于,至少要等于电路最大短路电流;欠电压脱扣器额定电压应等于主电路额定电压;断路器脱扣器的
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