专题十五 PLC与变频器的综合实训（课件）-山东省职教高考《电器及PLC控制技术与实训》（机工版）专题复习讲练测

专题十五.PLC与变频器的综合实训 《电器及PLC控制技术与实训》（机工版） 专题复习讲练测 1 01. 考纲解读 02. 知识点梳理 03. 考题讲解 04. 课内练习 05. 归纳小结 目录 CONTENTS 一.考纲解读 常见考点： PLC的基本原理和应用：包括PLC的工作原理、输入输出模块、编程语言（如LD、FBD、ST）、定时器和计数器的应用等。 变频器的工作原理和功能：涉及变频器的工作原理、调节电机转速、节能优化、电机保护功能等。 PLC与变频器在工业应用中的实际案例：例如在生产线控制、风机调节、水泵控制、温度控制、安全逻辑控制等方面的具体应用。 技术维护与故障排除：包括对PLC和变频器常见故障的诊断与处理方法，以及日常维护的注意事项。 一.考纲解读 1.能够应用PLC进行逻辑控制程序的编写与调试，掌握常见的编程语言如LD、FBD、ST的使用。 2.能够根据实际工业场景，设计和实施PLC与变频器的控制方案，例如在生产线自动化控制、风机调节、温度控制等方面的应用。 3.理解并能应用变频器进行电机的速度调节、动态负载调整和节能优化等。 考试要求 考试要求： 易考题型： 一.考纲解读 选择题 例如关于PLC的工作原理、输入输出模块的功能、编程语言的应用等方面的选择题，考察学生对基本概念和术语的理解程度。 简答题 考要求学生简要解释PLC如何实现逻辑控制，或者变频器如何通过调节电压和频率实现对电机转速的控制，考察学生对技术原理的理解和表达能力。 分析题 可能会给出一个工业自动化实际场景，要求学生分析并设计适合的PLC与变频器控制方案，考察学生将理论知识应用到实际问题解决中的能力。 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 一、系统接线图 系统接线如图7-22所示。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 二、注意事项 1)接线完毕后要进行电路接线检查，防止连接失误烧坏变频器，特别是主电路的连接。 2)变频器接线时，内部端子的连接操作不要用力过猛，以防损坏端子。 3)通电和停电操作要注意安全，特别是停电操作，必须等面板LCD显示全部熄灭后方可打开盖板。 4)变频器参数设定时要仔细观察LCD的显示内容，以免设置出错。 5)学生接线完毕，必须经教师检查无误后方可通电。 知识点梳理： 三、实训任务 通过变频器和PLC实现自动往返控制电路。要求变频器的输出频率按照图7-23所示曲线自动运行一个周期。 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 二.知识点梳理和重点概念复习 1.变频器基础概念： 变频器的工作原理和作用 变频器与电机的配合使用 2.变频器参数设置： 主要参数如频率、转速、加速度和减速度 PID调节器的设置和调试 3.变频器的应用实例： 电机调速系统 水泵和风机控制系统 1.变频器可以实现对电机的无级调速，其调速范围通常是： A. 0-10 Hz B. 0-50 Hz C. 0-100 Hz D. 0-200 Hz 答案：C 解析：变频器通常可以实现从0到100 Hz的频率调节，以实现电机的不同转速。 三.常考习题练习与讲解 选择题 2. PLC系统中，CPU的作用是： A. 控制输入输出 B. 存储程序和数据 C. 实现通信功能 D. 控制电源供应 答案：B 解析：PLC的CPU负责存储和执行程序，处理输入输出信号。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3. 变频器的主要功能之一是： A. 提高电源质量 B. 提高电机效率 C. 提高电机转速 D. 提高电流稳定性 答案：B 解析：变频器通过调节电机的转速和负载来提高电机的效率。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.PLC系统中，I/O模块用于： A. 控制逻辑运算 B. 进行通信接口 C. 处理输入输出信号 D. 存储程序和数据 答案：C 解析：I/O模块用于处理PLC系统的输入输出信号，连接传感器和执行器。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5. PLC系统中，如何实现一个简单的逻辑与门（AND）功能？ A. LD指令 B. OUT指令 C. AND指令 D. OR指令 答案：A 解析：LD（Ladder Diagram）指令可以通过连接两个输入元件并排在一个输出元件之前，实现逻辑与门的功能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6. 变频器在工业应用中主要用于： A. 调节电机的功率 B. 调节电机的电压 C. 调节电机的速度 D. 调节电机的电流 答案：C 解析：变频器主要用于调节电机的转速，以适应不同工艺需求或负载变化。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7. PLC系统中，如何进行输入信号的滤波处理？ A. 使用LD指令 B. 使用电容器 C. 使用变频器 D. 使用继电器 答案：B 解析：输入信号的滤波处理可以通过连接电容器来实现，稳定信号的输入状态。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.变频器在节能方面的主要优势体现在： A. 提高电机效率 B. 提高电源稳定性 C. 提高电机寿命 D. 提高电流稳定性 答案：A 解析：通过调节电机的转速，变频器可以提高电机的效率，从而节省能源消耗。 三.常考习题练习与讲解 选择题 9.PLC系统中，如何实现一个简单的逻辑或门（OR）功能？ A. LD指令 B. OUT指令 C. OR指令 D. AND指令 答案：C 解析：OR（或）指令可以通过连接两个输入元件并行在一个输出元件之前，实现逻辑或门的功能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 10.变频器的主要应用领域包括： A. 电力系统 B. 液压系统 C. 气动系统 D. 机械传动系统 答案：D 解析：变频器广泛应用于各种机械传动系统中，以调节电机的转速和功率。 三.常考习题练习与讲解 选择题 11. PLC系统中，常用的输入信号类型包括： A. 模拟信号和数字信号 B. 脉冲信号和数字信号 C. 串口信号和并口信号 D. 并行信号和串行信号 答案：A 解析：常见的PLC输入信号类型包括模拟信号和数字信号，用于不同类型的传感器输入。 三.常考习题练习与讲解 选择题 ON B. TOF C. OUT D. RST 12.变频器在工业自动化中的主要作用是： A. 提高生产效率 B. 降低设备成本 C. 增加设备维护成本 D. 减少设备寿命 答案：A 解析：变频器通过精确调节电机转速和运行方式，提高了工业自动化系统的生产效率。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1.PLC和变频器联动控制中，用于传输控制指令和反馈信号的通讯方式可以选择__________通讯协议。 答案：Modbus 解析：Modbus是一种常用的工业通讯协议，用于PLC与变频器之间的数据交换和控制。 三.常考习题练习与讲解 填空题 2.PLC和变频器联动控制中，用于传输控制指令和反馈信号的通讯方式可以选择__________通讯协议。 答案：Modbus 解析：Modbus是一种常用的工业通讯协议，用于PLC与变频器之间的数据交换和控制。 三.常考习题练习与讲解 填空题 3.在变频器控制系统中，用于设置电机额定参数的操作面板通常是__________。 答案：调节 解析：调节面板是变频器控制系统中的一个重要组成部分，用于设置电机的额定参数和控制运行状态。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1.变频器控制系统中，编码器用于测量电机的电压和电流。（ ） 答案：错误 解析：编码器是用于测量电机的转速和位置的设备，而不是电压和电流。 2.PLC的输出模块用于将数字信号转换为模拟信号。（ ） 答案：错误 解析：PLC的输出模块用于将数字信号转换成控制外部设备的信号，而非模拟信号。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.PLC程序中，顺序是用于控制程序执行流程的基本元件。（ ） 答案：错误 解析：顺序不是PLC程序中的基本元件，它是一种执行方式，实际控制流程由步来实现。 4.变频器可以通过调节输出频率来控制电机的转速。（ ） 答案：正确 解析：变频器通过调节输出频率来控制电机的转速，是其主要功能之一。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5. PLC与变频器的通讯是实现联动控制的关键。（ ） 答案：正确 解析：PLC与变频器之间的通讯是实现联动控制的重要手段，通过通讯来控制和监测变频器的状态和运行。 6.变频器控制系统中，电流用于生成输出调制信号。（ ） 答案：错误 解析：电流是电能的一种形式，不用于生成输出调制信号。在变频器中，输出调制信号是通过PWM技术来生成的。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.变频器在电机保护方面有哪些功能？简要描述其如何实现对电机的保护。 答案：变频器能够通过监测电流和负载变化，实现对电机的过载保护。当电机运行时，变频器会根据设定的参数监控电机的负载情况，一旦超过设定值，自动减速或停机，避免因过载而损坏电机。 2.PLC系统中的定时器指令和计数器指令分别用于什么功能？举例说明它们在工业自动化中的应用。 答案：定时器指令用于控制延时操作，例如在装配线上，可以使用定时器指令实现零件加工的时间控制；计数器指令用于统计输入脉冲或执行某种动作的次数，比如在包装机械中，计数器可用于统计产品的数量并控制包装过程。 四.课内练习与讲解 3.变频器如何通过调节输出频率来实现电机的速度调节？请简要说明其工作原理。 答案：变频器通过调节输出频率，改变电机的供电频率和电压，从而控制电机的转速。例如，在风机控制中，变频器可以根据风量需求调整电机转速，实现能效优化和风机速度调节。 4.PLC系统中，如何实现一个简单的逻辑或门（OR）功能？举例说明其在逻辑控制中的应用。 答案：在PLC的LD编程中，可以通过并联连接两个输入元件到一个输出元件，使用OR逻辑来实现逻辑或门的功能。例如，在流水线控制中，可以使用OR逻辑来判断两个传感器信号的任一或同时发生，控制下一步动作。 四.课内练习与讲解 5. 变频器在节能方面的主要优势体现在哪些方面？请举例说明其在工业应用中如何实现节能效果。 答案：变频器通过调整电机的转速和负载，避免了电机常规运行时的过度能耗。例如，在水泵系统中，变频器可以根据实际用水需求动态调整水泵运行速度，节省能源并减少能耗成本。 四.课内练习与讲解 6.PLC系统中的CPU（中央处理器单元）扮演着什么角色？简述其在PLC控制系统中的功能和重要性。 答案：PLC系统的CPU负责处理和执行控制程序，管理输入输出信号的处理和时序控制。它是整个控制系统的核心，负责实时响应和运算，确保各种工业过程和设备的正常运行。 四.课内练习与讲解 7.变频器在工业应用中如何提高设备运行的精确性和稳定性？请结合实际例子说明其作用。 答案：变频器可以精确调节电机的转速和运行方式，使设备能够根据实际需求灵活运作。例如，在输送带系统中，变频器可以根据生产需求调整输送带的速度，确保生产线上的产品输送精准和稳定。 8.PLC系统中常用的逻辑控制语言有哪些？简要描述它们各自的特点和适用场景。 答案：常见的PLC逻辑控制语言包括LD（梯形图）、FBD（功能块图）和ST（结构化文本）。LD适合表示逻辑关系和控制步骤，FBD适合图形化表示控制流程，ST适合复杂算法和数学运算的描述。 四.课内练习与讲解 9. 变频器在风机控制中的具体应用是什么？说明其在风机调节和能效优化方面的作用。 答案：在风机控制中，变频器可以根据需求调整电机转速，从而控制风机的输出风量和压力。这种精确控制不仅提高了风机的效率，还降低了能耗和运行成本，实现了能效优化。 四.课内练习与讲解 10. PLC系统中的模拟信号处理通常包括哪些内容？举例说明其在工业自动化中的应用。 答案：PLC系统的模拟信号处理涉及模拟输入和输出信号的采集与控制。例如，通过模拟输入信号获取温度或压力数据，并根据预设程序控制温度或压力阀门的开闭，实现工业过程中的精确控制。 11.变频器在电机启动过程中如何起到保护作用？简述其在电机启停控制中的应用。 答案：变频器可以通过软启动功能控制电机的起动电流，避免电机启动时的冲击电流对设备造成损坏。 四.课内练习与讲解 12. PLC系统中的PID控制器常用于哪些需要精确控制的工业过程？简述其工作原理和优势。 答案：PID控制器常用于需要精确控制的温度、压力和流量等工业过程中。它通过不断调整控制量（如阀门开度）来使反馈量（如温度）达到设定值，具有响应速度快、稳定性好的优势。 四.课内练习与讲解 五.课程小结 在本节课中，我们了解了数控铣床和加工中心的输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制装置以及机床本体的结构。我们深入掌握了数控铣床和加工中心的工作原理、分类及特点，包括其自动化程度、加工精度、加工效率等方面。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解数控铣床和加工中心的运行原理和特点，为日后的实际应用提供基础。 PLC的重要性和应用：PLC作为自动化控制系统的核心，能够处理输入信号并基于预设程序产生输出控制信号，广泛应用于生产线控制、设备操作和数据采集等方面，提高工业生产效率和质量。 变频器在节能优化中的作用：变频器通过调节电机的转速和电压，根据实际负载需求提供动态负载调整，节约能源并降低运行成本，尤其在风机、水泵等系统中能够实现精确控制和能效优化。 PLC编程和控制：通过LD、FBD等逻辑控制语言编写PLC程序，实现逻辑控制、定时器控制、安全逻辑控制等功能，确保工业自动化系统的正常运行和安全性。 五.课程小结 重点复习知识点 变频器起动:在变频器的操作面板上按起动键，变频器将驱动电动机升速，并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的转速上。 正反转及加减速运行:电动机的转速(运行频率)可直接通过按操作面板上的增/减键(▲/▼)来改变。电动机的运行方向可由操作面板的进行控制。 点动运行:按下变频器操作面板上的点动键@，则变频器驱动电动机升速，并运行在由P1058 所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器面板上的点动键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下变频器操作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。 电动机停车:在变频器的操作面板上按停止键，则变频器将驱动电动机降速至零。 感谢观看 $$