维修电工高级技师PLC 操作技能习题集

一、PLC设计、安装与调试

1.设计PLC控制具有跳跃循环的液压动力滑台，并进行模拟安装与调试。

图1-1液压动力滑台示意图

（1）工艺任务

该液压动力滑台的工作循环、油路系统和电磁阀通断表如图1-1所示。SQ1为原位行程开关，SQ2为工进行程开关。在整个工进过程中，SQ2一直受压，故采用长挡铁。SQ3为加工终点行程开关。假设液压泵电动机已启动（启动电动机不属设计范围）。

（2）控制要求

①工作方式设置为自动循环、手动、单周期。

②设有电源指示，工进、快进、快退工作状态指示。

③有必要的电气保护和联锁。

④自动循环或单周运行时应按图1-1所示顺序动作。说明如下：按启动按钮SB1后，滑台即从起点开始进入循环，直至压SQ3后滑台自动退回原位；也可按快退按钮SB2，使滑台在其他任何位置上立即退回原位。

（3）电路设计

①根据任务，设计用PLC控制的主/控电路图（或控制系统框图）。

②填写《材料申领单》。

③列出PLC控制I/O接口（输入/输出）地址分配表（或现场元件信号对照表）。

④绘制PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图。

⑤根据工艺要求，设计梯形图。

⑥根据梯形图，列出指令表。

（4）程序输入调试

能正确地将所编程序输入PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。

（5）安装与接线

①按主/控电路图及PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图，在机架或模拟配线板上安装与接线。

②如在模拟配线板上安装，将熔断器、接触器、PLC装在主配线板上，将转换开关、按钮等外接器件装在另一块配线板上。

（6）联调试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

2.用PLC控制具有跳跃循环的液压动力滑台的设计，并进行模拟安装与调试。

图1-2  液压动力滑台示意图

（1）控制要求

①工作方式设置为两周循环及手动方式。

②设有电源指示，以及工进、快进、快退工作状态指示。

③有必要的电气保护和联锁。

④两周循环应按图1-2所示顺序动作。说明如下

a、按启动按钮SB1后，滑台即从起点开始进入两周循环，直至压终点限位开关SQ3，第一次压时要求滑台停1S后自动退回原位，在原位停5S后开始第二次循环，第二次压终点限位开关SQ3时要求滑台停2S后才自动退回原位。

b、如需停止，可按快退按钮SB2，使滑台在其他任意位置上立即退回原位。

（2）电路设计

①根据任务，设计用PLC控制的主/控电路图（或控制系统框图）。

②填写《材料申领单》。

③列出PLC控制I/O接口（输入/输出）地址分配表（或现场元件信号对照表）。

④绘制PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图。

⑤根据工艺要求，设计梯形图。

⑥根据梯形图，列出指令表。

（3）程序输入调试

能正确地将所编程序输入PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。

（4）安装与接线

①按主/控电路图及PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图，在机架或模拟配线板上安装与接线。

②如在模拟配线板上安装，将熔断器、接触器、PLC装在主配线板上，将转换开关、按钮等外接器件装在另一块配线板上。

（5）联调试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

3.用PLC控制自控成型机的设计。

图1-3  自动成型机示意图

（1）工艺过程

①初始状态：当原料放入成型机时，液压缸Y1、Y2、Y4为“OFF”，Y3为“ON”，S1、S3、S5为“OFF”，S2、S4、S6为“ON”。

②启动运行：

a、当按下启动键SB1，系统动作要求Y2为“ON”时，液压缸B的活塞向下运动，使S4为“OFF”。

b、当该液压缸活塞下降到终点时，S3为“ON”，启动左液压缸，A的活塞向右运动，右液压缸C的活塞向左运动。此间Y1、Y4为“ON”，Y3为“OFF”，S2、S6为“OFF”（复位）。

c、当A缸活塞运动到终点S1为“ON”，并且C缸活塞也到终点，S5为“ON”时，原料已成型，各液压缸开始退回原位。首先，A、C液压缸返回，返回时Y1、Y4为“OFF”，Y3为“ON”，S1、S5为“OFF”（复位）。

d、当A、C液压缸退回到初始位置，S2、S6为“ON”时，B液压缸返回；Y2为“OFF”自复位，动作后S3为“OFF”（复位）。

e、当液压缸返回初始状态，S4为“ON”时，系统回到初始状态，取出成品，放入原料后，按启动按钮重新启动，开始下一个工件加工。

（2）控制要求

①工作方式设置为手动、单周期。

②有必要的电气保护和联锁。

③单周期循环时应按上述顺序动作。

（3）电路设计

①根据任务，设计用PLC控制的主/控电路图（或控制系统框图）。

②填写《材料申领单》。

③列出PLC控制I/O接口（输入/输出）地址分配表（或现场元件信号对照表）。

④绘制PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图。

⑤根据工艺要求，设计梯形图。

⑥根据梯形图，列出指令表。

（4）程序输入调试

能正确地将所编程序输入PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。

（5）安装与接线

①按主/控电路图及PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图，在机架或模拟配线板上安装与接线。

②如在模拟配线板上安装，将熔断器、接触器、PLC装在主配线板上，将转换开关、按钮等外接器件装在另一块配线板上。

（6）联调试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

4.用PLC控制搬运机械手将物体由某点搬运到传送带上的设计，并进行安装、接线和调试。

图1-4  机械手传送工件示意图

（1）工艺过程

①当工人将工件放在传送点时，SQ0压下，表明有工件需要传送。

②只要传送点一有工件，机械手手臂先下降（B缸动作）至下限位（SQ4压下），将其抓取（C缸动作），1S后机械手上升（B缸复位）至上限位（SQ3压下），机械手左移（A缸动作）至传送点上方（SQ1压下）。机械手臂再次下降，下降到位，SQ4压下（C缸复位）后放开工件，1S后机械手上升，SQ3压下后右移（A缸复位）至原点（SQ2压下）。

③当机械手放下工件（SQ5被压下）并上升至上限位后，传动带电机M启动，开始传送工件，2S后自动停止。机械手搬运工件，需在前一次工件运走后才能下降将工件放下，否则需要等待。

（2）控制要求

①工作方式设置为手动、单周期、自动循环

②有必要的电气保护和联锁。

③单周期及自动循环时应按上述顺序动作。

（3）电路设计

①根据任务，设计用PLC控制的主/控电路图（或控制系统框图）。

②填写《材料申领单》。

③列出PLC控制I/O接口（输入/输出）地址分配表（或现场元件信号对照表）。

④绘制PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图。

⑤根据工艺要求，设计梯形图。

⑥根据梯形图，列出指令表。

（4）程序输入调试

能正确地将所编程序输入PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。

（5）安装与接线

①按主/控电路图及PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图，在机架或模拟配线板上安装与接线。

②如在模拟配线板上安装，将熔断器、接触器、PLC装在主配线板上，将转换开关、按钮等外接器件装在另一块配线板上。

（6）联调试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

5.应用PLC对组合机床控制系统进行设计、模拟安装与调试。

图1-5  滑台半自动工作循环图

（1）控制要求

 ①项目任务：某组合机床由主轴动力头、液压动力滑台和液压夹紧装置组成。设备的主轴电动机为Y100L1-4，2.2KW，1450r/min；液压电动机为3KW，1450r/min。应用PLC对其运行过程的控制加以设计，并进行安装、接线和调试。

②工艺过程：组合机床的动力头由主轴电动机拖动，夹紧装置和滑台的运动由液压电磁阀控制。滑台的运动装置与行程开关、液压行程阀配合运行。

③控制方式：本机床具有“半自动”和“调整”两种工作方式，方式选择开关SA3接通为调整方式，断开时为半自动方式。

a、机床初始工作时，首先启动液压电动机M1和主轴电动机M2。两电动机启动后，经延时3S，即可进入下一步操作。

b、半自动工作方式：先操作夹紧按钮SB5，待工件被夹紧、压力继电器SP动作后，滑台快进。当快进到预定位置时，液压控制阀M被压下（M不发出电信号），自动转为工进行进速度。加工完成，滑台到终点时压下开关SQ2，延时1S，然后滑台快速后退。滑台退至原位，压下开关SQ1，延时2S后工件松开电磁阀动作，完成一个半自动循环。

c、机床处于“调整”工作时，用四只按钮实现滑台或夹具的单独调整。

d、设置短路保护、电动机过载保护等电器保护环节和联锁环节。滑台向前、向后运动，工件的夹紧、松开工况可用发光二极管显示；通电待机、“半自动”和“调整”方式、M1、M2电动机运行、滑台退回至原位和工件行进终点位置，设有外接指示灯就地显示。

（2）电路设计

①根据任务，设计用PLC控制的主/控电路图（或控制系统框图）。

②填写《材料申领单》。

③列出PLC控制I/O接口（输入/输出）地址分配表（或现场元件信号对照表）。

④绘制PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图。

⑤根据工艺要求，设计梯形图。

⑥根据梯形图，列出指令表。

（3）程序输入调试

能正确地将所编程序输入PLC；按照被控设备的动作要求进行模拟调试，达到设计要求。

（4）安装与接线

①按主/控电路图及PLC控制I/O接口（输入/输出）接线图，在机架或模拟配线板上安装与接线。

②如在模拟配线板上安装，将熔断器、接触器、PLC装在主配线板上，将转换开关、按钮等外接器件装在另一块配线板上。

（5）联调试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

二、用PLC、变频器对控制对象（如工作台的往复运动、运行速度等）进行控制，并进行模拟安装调试。

1.用PLC、变频器控制图2-1运料小车运动装置的设计，并进行安装与调试。

图2-1  运料小车运行示意图

（1）电气控制工艺过程

    其中，启动按钮SB1用来开启运料小车，停止按钮SB2用来手动停止运料小车，小车运行到位用左右

限位开关模拟，小车移动电动机由变频器供电，设计不考虑工频电源引入小车方法。其工艺流程如下：

    按SB1，小车从原点启动，第一次右行，要求控制小车运行电动机的转速n为1400r/min，使小车向

前运行直到碰到SQ2开关停止，KM1接触器吸合，使料斗开启7s装料。随后小车返回原点，要求控制小车

运行电动机的转速为700r/min，直到碰到SQ1开关停止，KM2接触器吸合，使小车卸料5s后完成第一次

任务。然后，小车开始第二次右行，要求控制小车运行电动机转速为1000r/min，使小车向前运行，直到

碰到SQ2开关停止，KM1接触器吸合，使料斗开启7s装料。随后小车返回原点，要求控制小车运行电动机

转速为500r/min，直到碰到SQ1开关停止，KM2接触器吸合，使小车卸料5s后完成第二次任务。

    （2）电路设计

①要求按工艺流程连续运行，小车不在原位不能启动，如小车不在原位，按停止按钮可回到原点。

同时要求：小车第一次向右运动时，变频器升速时间为3s，停止时的减速时间为2s；第二次向右运动时，

升速时间为2s，到料斗处停止，减速时间为1s。向左运动及下料不做要求。

     ②根据工艺流程要求，按照国家电气绘图规范，设计绘制PLC、变频器控制的电路图。

③列出PLC控制I/O接口（输入/输出）元件地址分配表（或现场元件信号对照表）。

④绘制PLC、变频器控制I/O接口（输入/输出）接线图。

⑤填写《材料申领单》及写出变频器需要设定的参数。

⑥根据加工工艺设计梯形图，再根据梯形图列出指令表。

（3）安装与接线

按PLC控制I/O接口（输入/输出）、变频器接线图在模拟配线板上正确安装，把元件安装在配线板上，布置要合理，安装要正确、紧固，配线导线要紧固、美观，导线要进行线槽，进、出端子排的导线要有端子标号，引出线要用别径压端子。

（4）键盘操作

电脑编程操作熟练，能正确地将所编程序输入PLC；变频器参数的键盘设定操作熟练，能正确输入参数。按照被控设备的工艺要求进行模拟调试，达到设计要求。

（5）通电试验

能正确使用电工工具及万用表进行仔细检查，要求通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

2.用PLC和变频器联机实现图2-2龙门刨床床身速度控制工艺流程的设计，并完成模拟安装和调试。

（1）电气控制工艺过程

①图2-2所示为龙门刨床床身速度控制工艺流程图，在床身运动起始位置设位置开关SQ1，正向运动第一次变速位置设位置开关SQ2，正向运动第二次变速位置设位置开关SQ3，运动终点位置设位置开关SQ4，并同时设终端极限开关SQ7。

②从正向运动转变为反向运动时要求停2s；反向运动碰到位置开关SQ5，为反向第一次减速；碰到位置开关SQ6，为反向第二次减速；碰到起始位置开关SQ1，完成一次循环，并同时设终端极限开关SQ8。

③设置启动按钮SB1，停止按钮SB2。

④当工作台在任何位置时，按停止按钮后必须回到运动起始点。

⑤工作台的运动用三相交流异步电动机的正反转模拟。

（2）电路设计

根据工艺流程要求，按照国家电气绘图规范，设计绘制PLC、变频器控制的电路图，列出PLC控制I/O接口（输入/输出）元件地址分配表，写出变频器需要设定的参数。根据加工工艺设计梯形图，再根据梯形图列出指令表。

（3）变频器频率设定

f1:20HZ；f2:35HZ；f3:10HZ；f4:45HZ；f5:15HZ。正向运动第一升速时间2s、第二升速时间1s，第一减速时间1.5s，第二减速时间2s；反向运动升速时间2s，第一减速时间1.5s、第二减速时间2s。

（4）安装与接线

按PLC控制I/O接口（输入/输出）、变频器接线图在模拟配电板上正确安装，把元件安装在机架或配电板上，布置要合理，安装要准确、紧固，配线导线要紧固、美观，导线要进行线槽，进、出端子排的导线要有端子标号，引出端要用别径压端子。

（5）键盘操作

电脑编程操作熟练，能正确地将所编程序输入PLC；变频器参数的键盘设定操作熟练，能正确输入参数。按照被控设备的工艺要求进行模拟调试，达到设计要求。

（6）通电试验

能正确使用电工工具及万用表进行仔细检查，要求通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。