《电器控制与PLC技术》习题集(设计题)1

设 计 题

1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路

2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路

3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴ 两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵ 能同时控制两台电动机的停止；

⑶ 当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止

4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下：

⑴ 小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵ 在终点停留一段时间后自动返回原位停止；

⑶ 在前进或后退途中任意位置都能停止或启动

6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求： 1） 能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整；

3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护

8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求：

1）能自动实现前进—后退—停止到原位； 2）工作台前进到达终点后停一下再后退； 3）工作台在前进中可以立即后退到原位； 4）有终端保护

9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M1启动后，M2才能启动；

2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整

试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序

10. 设计抢答器PLC控制系统控制要求： 1）抢答台A、B、C、D，有指示灯，抢答键

2）裁判员台，抢答指示灯，开始抢答按键，复位按键 3）抢答时，有2S声音报警

11.设计两台电动机顺序控制PLC系统

控制要求：两台电动机相互协调运转，M1运转10S，停止5S，M2要求与M1相反，M1停止M2运行，M1运行M2停止，如此反复动作3次，M1和M2均停止

12．设计PLC三速电动机控制系统

控制要求：启动低速运行3S，KM1，KM2接通；中速运行3S，KM3通（KM2断开）；高速运行KM4，KM5接通（KM3断开）

13.设计交通红绿灯PLC控制系统控制要求： 1）东西向：绿5S，绿闪3次，黄2S；红10S 2）南北向：红10S，绿5S，绿闪3次，黄2S

14．设计彩灯顺序控制系统控制要求： 1） A亮1S，灭1S；B亮1S，灭1S； 2） C亮1S，灭1S；D亮1S，灭1S 3） A、B、C、D亮1S，灭1S

4） 循环三次

15．设计电动机正反转控制系统

控制要求：正转3S，停2S，反转3S，停2S，循环3次

16．用PLC对自动售汽水机进行控制，工作要求：

１）此售货机可投入１元、２元硬币，投币口为ＬＳ１，ＬＳ２；

２）当投入的硬币总值大于等于６元时，汽水指示灯Ｌ１亮，此时按下汽水按钮ＳＢ，则汽水口Ｌ２出汽水１２秒后自动停止

３）不找钱，不结余，下一位投币又重新开始

请：A、设计I/O口，画出PLC的I/O口硬件连接图并进行连接；

B、画出状态转移图或梯形图；

17．设计电镀生产线PLC控制系统.控制要求：

1）SQ1—SQ4为行车进退限位开关，SQ5—SQ6为上下限为开关

2）工件提升至SQ5停，行车进至SQ1停，放下工件至SQ6，电镀10S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ2停，放下工件至SQ6，定时6S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ3停，放下工件至SQ6，定时6S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ4停，放下工件至SQ6

3）完成一次循环

18．有一3台皮带运输机传输系统，分别用电动机M1、M2、M3带动，控制要求如下：

按下起动按钮，先起动最末一台皮带机M3，经5S后再依次起动其它皮带机正常运行时，M3、M2、M1均工作 按下停止按钮时，先停止最前一台皮带机M1，待料送完毕后再依次停止其它皮带机

1） 写出I/O分配表； 2） 画出梯形图图

19. 使用传送机，将大、小球分类后分别传送的系统

左上为原点，按启动按钮SB1后，其动作顺序为：下降 → 吸收（延时1S）上升 →右行→下降→ 释放（延时1S）→ 上升 → 左行

其中：LS1：左限位；LS3：上限位； LS4：小球右限位； LS5：大球右限位； LS2：大球下限位 LS0：小球下限位

注意：机械壁下降时，吸住大球，则下限位LS2接通，然后将大球放到大球容器中 若吸住小球，则下限位LS0接通，然后将小球放到小球容器中 请：a：设计I/O； b：画梯形图； c：写出指令系统；

20．某系统有两种工作方式，手动和自动现场的输入设备有：6个行程开关（SQ1~SQ6）和2个按钮（SB1~SB2）仅供自动程序使用，6个按钮（SB3~SB8）仅拱手动程序使用，4个行程开关（SQ7~SQ10）为手动、自动两程序共用现有CPM1A-20CDR型PLC，其输入点12个（00000~00011），是否可以使用？若可以，是画出相应的外部输入硬件接线图 答：不可以用，因为它的输入点数有18个，PLC的点数不够。 21． 如果PLC的输入端或输出端接有感性元件，应采取什么措施来保证PLC的可靠运行？ 答：当输入或输出接有感性元件时，易产生噪声干扰。这是对于直流感性元件两端应并联续流二极管，对于交流感性元件两端应并联阻容吸收电路，这样做，是为了防止在电感性输入或输出电路断开时，产生很高的感应电势或浪涌电流对PLC输入/输出端点及内部电源形成冲击。接线图如下（此答案摘于网上）

22． 设计一个汽车库自动门控制系统，具体控制要求是：当汽车到达车库门前，超声波开关接收到车来的信号，开门上升，当升到顶点碰到上限开关，门停止上升，当汽车驶入车库后，光电开关发出信号，门电动机反转，门下降，当下降碰到下限开关后门电动机停止试画出输入输出设备与PLC的接线图、设计出梯形图程序并加以调试

23．电机正反转控制线路

要求：正反转启动信号X1、X2，停车信号X3，输出信号Y2、Y3具有电气互锁和机械互锁功能

24．六盏灯正方向顺序全通，反方向顺序全灭控制

要求：按下启动信号X0，六盏灯（Y0~Y5）依次都亮，间隔时间为1秒；按下停车信号X1，灯反方向（Y5~Y0）依次全灭，间隔时间为1秒；按下复位信号X2，六盏灯立即全灭

25．两种液体混合装置控制

要求：有两种液体A、B需要在容器中混合成液体C待用，初始时容器是空的，所有输出均失效按下启动信号，阀门X1打开，注入液体A；到达I时，X1关闭，阀门X2打开，注入液体B；到达H时，X2关闭，打开加热器R；当温度传感器达到60℃时，关闭R，打开阀门X3，释放液体C；当最低位液位传感器L=0时，关闭X3进入下一个循环按下停车按钮,要求停在初始状态

启动信号X0，停车信号X1，H（X2），I（X3），L（X4），温度传感器X5，阀门X1（Y0），阀门X2（Y1），加热器R（Y2），阀门X3（Y3）

26．设计喷泉电路

要求：喷泉有A、B、C三组喷头启动后，A组先喷5秒，后B、C同时喷，5秒后B停，再5秒C停，而A、B又喷，再2秒，C也喷，持续5秒后全部停，再3秒重复上述过程说

明：A（Y0），B（Y1），C（Y2），启动信号X0

27．设计一工作台自动往复控制程序

要求：正反转启动信号X0、X1，停车信号X2，左右限位开关X3、X4，输出信号Y0、Y1具有电气互锁和机械互锁功能

28．设计钻床主轴多次进给控制

要求：该机床进给由液压驱动电磁阀DT1得电主轴前进，失电后退同时，还用电磁阀DT2控制前进及后退速度，得电快速，失电慢速其工作过程为：

XK1（初始位置） XK2

工进 XK3 快进 快退 工进 XK4 快进 快退

29．六盏灯单通循环控制

要求：按下启动信号X0，六盏灯（Y0~~~Y5）依次循环显示，每盏灯亮1秒时间按下停车信号X1，灯全灭

30．气压成型机控制

要求：开始时，冲头处在最高位置（XK1闭合）按下启动按钮，电磁阀1DT得电，冲头向下运动，触到行程开关XK2时，1DT失电，加工5秒时间5秒后，电磁阀2DT得电，冲头向上运动，直到触到行程开关XK1时，冲头停止按下停车按钮，要求立即停车

启动信号X0，停车信号X1，XK1（X2），XK2（X3），1DT（Y0），2DT（Y1）

31．设计通电和断电延时电路 X1 Y1

5秒 5秒 32．设计振荡电路

X0 Y0

2S 2S

33．按钮计数控制，三次亮，再两次灭

要求：输入信号X0，输出信号Y0

34． 圆盘旋转计数、计时控制

要求：按下启动信号X0，圆盘开始旋转，输出Y0，转动一周（8个脉冲，信号X2），停一秒，再旋转，如此重复，按下停止信号X1，圆盘立即停止

35．设计抢答器控制程序

要求：有四路输入开关X1、X2、X3、X4，实现优先抢答控制用数码管显示抢中的组号

36．按钮操作叫响提示控制

要求：每按一次按钮，无论时间长短，均要求叫响十秒输入信号X0，输出信号Y0

37．单按钮单路输出控制

要求：使用一个按钮控制一盏灯，实现奇数次按下灯亮，偶数次按下灯灭输入信号X1，输出信号Y1

38．单按钮双路单双通控制

要求：使用一个按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二盏灯灭；第二次按下时第一盏灯灭，第二盏灯亮；第三次按下时两盏灯都亮；第四次按下时两盏灯都灭按钮信号X1，第一盏灯信号Y1，第二盏灯信号Y2

39．单按钮双路单通控制

要求：：使用一个按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二盏灯灭；第二次按下时第一盏灯灭，第二盏灯亮；第三次按下时两盏灯都灭按钮信号X1，第一盏灯信号Y1，第二盏灯信号Y2

40．物料传送系统控制

要求：如下图所示，为两组带机组成的原料运输自动化系统，该自动化系统启动顺序为：盛料斗D中无料，先启动带机C，5秒后，再启动带机B，经过7秒后再打开电磁阀YV，该自动化系统停机的顺序恰好与启动顺序相反,试完成梯形图设计 A YV M1

M2

D

41．用三个开关（X1、X2、X3）控制一盏灯Y0，当三个开关全通，或者全断时灯亮，其它情况灯灭（使用比较指令）

42．十字路口交通灯控制系统

要求：按下启动按钮，按照下列要求实现控制：东西方向红灯亮，同时，南北方向绿灯亮7秒，随后南北方向绿灯闪烁3秒，之后南北方向黄灯亮2秒；紧接着南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮7秒，随后东西方向绿灯闪烁3秒，之后东西方向黄灯亮2秒，实现一个循环如此循环，实现交通灯的控制按下停止按钮，交通灯立即停止工作

42．送料小车控制系统 LS1 LS2 LS3 LS4 LS5 LS6

PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6

要求：小车有三种运动状态：左行、右行、停车在现场有六个要求小车停止的位置，即行程开关LS1~LS6，控制台有六个相应的请求停止信号PB1~PB6分别与每个行程开关相对应并且当小车不在指定位置时，发出故障报警，不允许系统运行系统还有一个启动按钮和一个停止按钮

43.物流检测系统

要求：下图是一个物流检测系统示意图，图中三个光电传感器为BL1、BL2、BL3BL1检

测有无次品到来，有次品到则“ON”BL2检测凸轮的突起，凸轮每转一圈，则发一个移位脉冲，因为物品的间隔是一定的，故每转一圈就有一个物品的到来，所以BL2实际上是一个检测物品到来的传感器BL3检测有无次品落下，手动复位按钮SB1图中未画出当次品移到第4位时，电磁阀YV打开使次品落到次品箱若无次品则正品移到正品箱于是完成了正品和次品分开的任务

BL1

0 1 2 3 4 5 6

YV BL3 BL2 次品 成品 （1）完成程序设计 （2）并且在机器上调试出来

44．炉温控制系统

要求：假定允许炉温的下限值放在DT1中，上限值放在DT2中，实测炉温放在DT10中，按下启动按钮，系统开始工作，低于下限值加热器工作；高于上限值停止加热；上、下限之间维持按下停止按钮，系统停止试设计该系统

45．在模拟量数据采集中，为了防止干扰，经常通过程序进行数据滤波，其中一种方法为平均值滤波法要求连续采集五次数，并剔除其中最高及最低两个数，然后在对其余的三个数作平均，并以其值作为采集数这五个数通过五个周期进行采集请设计该滤波程序

46．系统启动后，每隔10分钟将以DT0为首地址10个通道中的数据移到以DT20为首地址10个通道中，并计算平均值存入DT50中请设计程序并调试出来

47．仓储机器人搬运控制（主要练习高速计数器的使用）

要求：在本系统中，有A仓和B仓用于存放工件，每个仓有三层，现要求X0信号有效，把A仓二层工件搬到B仓三层；若X1有效，把B仓二层工件搬到A仓三层；假定机械手初始位置在A仓处(步进电机驱动器有四个控制端，一是脉冲信号端，二是使能端，三是方向端，四是电源端)

三层 三层

二层 二层

一层 一层

A仓 B仓

48．两种液体混合装置控制系统

要求：有两种液体A、B需要在容器中混合成液体C待用，初始时容器是空的，所有输出均失效按下启动信号，阀门X1打开，注入液体A；到达I时，X1关闭，阀门X2打开，注入液体B；到达H时，X2关闭，打开加热器R；当温度传感器达到60℃时，关闭R，打开阀门X3，释放液体C；当最低位液位传感器L=0时，关闭X3进入下一个循环按下停车按钮,要求停在初始状态

启动信号X0，停车信号X1，H（X2），I（X3），L（X4），温度传感器X5，阀门X1（Y0），阀门X2（Y1），加热器R（Y2），阀门X3（Y3）

阀A

液体A

液体B

阀B

H I

阀C

L

混合液

加热器

49．三自由度机械手控制系统的设计 控制要求：

1）在初始位置（上、左、松限位开关确定）处，按下启动按钮，系统开始工作 2）机械手首先向下运动，运动到最低位置停止

3）机械手开始夹紧工件，一直到把工件夹紧为止（由定时器控制） 4）机械手开始向上运动，一直运动到最上端（由上限位开关确定） 5）上限位开关闭合后，机械手开始向右运动 6）运行到右端后，机械手开始向下运动

7）向下到位后，机械手把工件松开，一直到松限位开关有效（由松限位开关控制） 8）工件松开后，机械手开始向上运动，直至触动上限位开关（上限位开关控制）

9）到达最上端后，机械手开始向左运动，直到触动左限位开关，此时机械手已回到初始位置

10）要求实现连续循环工作

11）正常停车时，要求机械手回到初始位置时才能停车 12）按下急停按钮时，系统立即停止 要求设计程序完成上述控制要求

50．自动钻床控制系统 控制要求：

1）按下启动按钮，系统进入启动状态

2）当光电传感器检测到有工件时，工作台开始旋转，此时由计数器控制其旋转角度（计数

器计满2个数）

3）工作台旋转到位后，夹紧装置开始夹工件，一直到夹紧限位开关闭合为止

4）工件夹紧后，主轴电机开始向下运动，一直运动到工作位置（由下限位开关控制） 5）主轴电机到位后，开始进行加工，此时用定时5秒来描述

6）5秒后，主轴电机回退，夹紧电机后退（分别由后限位开关和上限位开关来控制） 7）接着工作台继续旋转由计数器控制其旋转角度（计数器计满2个） 8）旋转电机到位后，开始卸工件，由计数器控制（计数器计满5个） 9）卸工件装置回到初始位置

10）如再有工件到来，实现上述过程 11）按下停车按钮，系统立即停车 要求设计程序完成上述控制要求

51. 设计一台异步电机单向运转控制电路的梯形图，要求能在两个地方进行电机的起、停操作，电机具有过载和失压保护

52. 设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图控制要求： 开机时首先起动引风机，10秒后自动起动鼓风机；

停止时，立即关断鼓风机，经过20秒后自动关断引风机

53. 设计一个控制小车运行的梯形图控制要求：

按下起动按钮，小车由A点开始向B点运动，到B点后自动停止，停留10秒后返回A点，在A点停留10秒后又向B点运动，如此往复； 按下停止按钮，小车立即停止运动； 小车拖动电机要求有过载和失压保护

54.设计两台电机M1、M2控制电路梯形图要求： 具有过载和失压保护

按下启动按钮，M1运行5秒后，M2自动启动；

按下停止按钮，M1立即停车，延时3秒后，M2自动停机； 任何一台电机发生过载时，两台电机全部停止运行

55．设计三台电机M1、M2、 M3循环运行控制的梯形图，启动时M1先运行5秒，停机后，M2开始运行，8秒后停止，M3启动并运行2秒，再从M1开始重复工作，工作时，运行指示灯亮各台电机均有过载和失压保护，任何一台电机发生过载时，电机全部停止运行并点亮同一个过载信号灯

56．设计运料小车控制电路梯形图要求按下启动按钮后，小车由A点移动到B点停止延时5秒后，小车自动返回到A点，再延时10秒，又向B点运动执行3次循环后，系统自动停止工作，电机具有过载及失压保护，当小车运行到A点或B点时，对应的指示灯亮

57．设计一个包装机控制电路梯形图，要求计数开关每动作12次，电机运行5秒钟，循环工作，电机运行50次后，系统停机电机有过载和失压保护

58．小型吊车的提升和行走机构各由一台鼠笼式一部电动机拖动，利用按钮进行操作，具有过载和失压保护环节提升机构右上限行程的限位保护，行走机构两端的极限位置也有限位保护，试设计该系统控制电路的梯形图