答案，拼音為dá àn，漢語詞語，指對有關問題所作的解答， 以下是為大家整理的關于水污染控制技術第二版課后答案4篇 , 供大家參考選擇。

水污染控制技術第二版課后答案4篇

第1篇: 水污染控制技術第二版課后答案

第一章PLC應用基礎

1-1 簡述接觸器、繼電器各有什么特點？其主要區別是什么？

接觸器是利用電磁力的作用使主觸點接通或斷開電動機或其他負載主電路的控制電器。接觸器具有比工作電流大數倍的接通能力和分斷能力，可以實現頻繁的遠距離操作。接觸器最主要的用途是控制電動機的啟動、正反轉、制動和調速等。

繼電器是一種根據特定形式的輸入信號的變化而動作的自動控制器。它與接觸器不同，主要用于反映控制信號，其觸點通常接在控制電路中。

1-2 交流電磁線圈中通入直流電會發生什么現象？

交流電磁線圈的特點是匝數少、電阻小，靠感抗限制線圈電流，通入直流電后因感抗為零，將會造成線圈電流過大而燒毀。

1-3 直流電磁線圈中通入交流電會發生什么現象？

直流電磁線圈的特點是匝數多、電阻大，靠電阻限流，而鐵心由整塊工程純鐵制成，這樣通入交流電后，將在鐵心中產生較大的磁滯和渦流損耗，間接造成線圈過熱而燒毀。

1-4帶有交流電磁機構的接觸器，線圈通電后銜鐵被卡住，會發生什么現象？為什么？

根據交流電磁機構的特性可知，交流電磁鐵的線圈電流I與工作氣隙δ成反比，如果線圈通電后銜鐵被卡住，工作氣隙δ一直很大，因此電磁線圈的電流I也一直很大，電磁線圈將被燒毀。

1-5 帶有直流電磁機構的接觸器是否允許頻繁操作？為什么？

帶有直流電磁機構的接觸器適于頻繁操作，根據直流電磁機構吸力特性可知，直流電磁機構線圈的電流I與工作氣隙δ無關，因此線圈電流I的大小不受銜鐵狀態的影響，所以帶有直流電磁機構的接觸器頻繁操作時，不會造成線圈過熱。

1-6 交流電磁鐵的鐵心端面上為什么要安裝短路環？

根據交流電磁機構的吸力特性可知，電磁吸力F隨時間周期變化，且每周期有兩次過零點，也就是說F有兩次小于機械負載反力Fr ，銜鐵有兩次“拍合”鐵心的現象，引起電磁噪聲，因此在鐵心端面的2/3處安裝短路環，從而產生相差一個相位的兩個磁通Φ1和Φ2，Φ1和Φ2分別產生兩個分力F1和F2，其合力F= F1+F2總大于反力，這樣就消除了電磁噪聲。

1-7 交流接觸器能否串聯使用？為什么？

交流接觸器不能串聯使用， 既使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和，也是不允許的。因為每個線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比，而兩個電器的動作總是有先有后，不可能同時吸合。假如一個接觸器先吸合，則其磁路閉合，線圈電感顯著增加，因而在該線圈上的電壓降也相應增大，使另一個接觸器的線圈電壓達不到動作電壓，從而使工作氣隙δ一直很大，由于交流電磁鐵的線圈電流I與工作氣隙δ成反比，將造成線圈過熱而燒毀。

1-8 直流電磁式時間繼電器的延時原理是怎樣?如何整定延時范圍？

直流電磁式時間繼電器斷電延時原理是利用楞次定律，方法有兩種：

1、阻尼銅套法：當線圈通電時，銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，所以阻尼銅套的作用很小，可不計延時作用，而線圈斷電時，由于電流瞬間減小，根據楞次定律阻尼銅套中將產生一個感應電流，阻礙磁通的變化，維持銜鐵不立即釋放，直至磁通通過阻尼銅套電阻消耗逐漸使電磁吸力不足以克服反力時，銜鐵釋放，從而產生了斷電延時。

2、短接線圈法：當電磁線圈斷電時，立即把線圈短接，根據楞次定律線圈中將產生一個阻礙磁通變化的感應電流，維持銜鐵不立即釋放，從而產生斷電延時。

延時范圍的調整：

（1）改變釋放彈簧的松緊度：釋放彈簧越緊，釋放磁通越大，延時越短。

（2）改變非磁性墊片厚度：墊片厚度增加，延時增加。

（3）為增大斷電延時，對帶阻尼套的時間繼電器可兼用短接線圈法。

1-9 交流電壓繼電器與直流電壓繼電器在結構上有什么不同？

二者均為電壓線圈，但有交流和直流之分。交流電壓線圈的特點是匝數少、電阻小，靠感抗限制線圈電流，鐵心由硅鋼片疊鉚而成；直流電壓線圈的特點是匝數多、電阻大，靠電阻限流，鐵心由整塊工程純鐵制成。

1-10 直流電壓繼電器與直流電流繼電器在結構上有什么不同？

直流電壓繼電器的線圈是電流線圈，它與負載串聯以反映負載電流的變化，故它的線圈匝數少而導線粗；直流電壓繼電器的線圈是電壓線圈，導線細、電阻大、與負載并聯以反映電路電壓的變化。

1-11 Y形接法的三相異步電動機能否采用兩相結構的熱繼電器作為斷相和過載保護？△接法的三相異步電動機為什么要采用帶有斷相保護的熱繼電器？

電動機為Y接時，若任一相發生斷相，另外兩相電流增大，由于線電流等于相電流，流過繞組的電流與流過熱元件的電流增加比例相同，因此采用普通兩相式熱繼電器既可實現斷相保護；若供電線路嚴重不平衡或電動機繞組內部發生短路或絕緣不良等故障時，就可能使繞組某一相電流比其它兩相高，若恰好在這一相中沒有熱元件，則不能起到保護作用。此時須采用三相結構的熱繼電器。

電動機為△接時，若發生斷相故障，流過繞組的電流與流過熱元件的電流不相同，而熱繼電器按線電流整定，整定值比繞組相電流大，因此故障線電流達到動作值以前，繞組電流就已超過額定電流，使繞組過熱燒毀。因此必須采用帶斷相保護的熱繼電器。

1-12試設計可以從兩地控制一臺電動機，能實現點動工作和連續運轉工作的控制線路。

1-13在沒有時間繼電器的情況下，設計一個用按鈕和接觸器控制電動機串電阻降壓啟動的控制線路。

1-14試設計一控制線路，要求：按下按鈕后，KM1通電，經10s后，KM2通電，經5s后，KM2釋放，同時KM3通電，再經15s，KM1、KM3同時釋放，在任何時刻，按停止按鈕線路停止工作。

1-15試設計一繞線式異步電動機的控制線路，要求：①用按鈕實現單方向運轉；②按時間原則串電阻三級啟動。

1-16圖1－65所示TPH31系列滑環式異步電動機通用屏能實現幾級調速？線路有哪些保護？分別是哪些元件實現的？當主令控制器的手柄在第二位時，有哪些線圈通電？

答：TPH31系列滑環式異步電動機通用屏能實現三級調速；有4種保護：短路保護（QF、QF1）、過載保護（KA1、KA2、KA3）、失壓保護（KV、KM1、KM2、KM3）、零位保護（KV、SA）；當主令控制器的手柄在第二位時，線圈KV、KM1、KM2、KB、YB、KA1、KA2、KA3通電。

1-17試設計一小車運行的控制線路，小車由異步電動機拖動，其動作過程如下：

（1）小車由原位開始前進，到終點自動停止。

（2）小車在終點停留2min后自動返回原位停止。

（3）要求能在前進或后退途中任意位置啟動和停止。

1-18設計預警啟動線路，要求：按下啟動按鈕后，電鈴響，10s后KM啟動再過10s后電鈴停。

1-19兩臺電機連鎖啟停控制線路，要求:M1啟動后，M2才啟動；M2停止后，M1才停止。

1-20設計閃光電源控制線路，要求：線路發生故障（KA閉）時，信號燈HL亮2s，滅1s，周而復始，直到按下解除按鈕。

第二章PLC的結構和特點

2.1 PLC工作過程分為幾個階段?

PLC一般采用循環掃描工作方式，其工作過程一般分為四個階段：系統監測階段、執行外圍設備命令階段、程序執行階段、輸入/輸出刷新階段。

2.2 什么是PLC的掃描周期？掃描周期如何計算？

PLC完成一個掃描周期所需要的時間，稱為掃描周期；將一次工作循環中系統監測階段、執行外圍設備命令階段、程序執行階段、輸入/輸出刷新階段所需的時間加在一起計算掃描周期。

2.3 什么是PLC的響應時間?在輸出采用循環刷新和直接刷新方式時,響應時間有何區別?

從PLC收到一個輸入信號到PLC向輸出端輸出一個控制信號所需的時間，就是PLC的響應時間，使用循環刷新時，在一個掃描周期的刷新階段開始前瞬間收到一個信號，則在本周期內該信號就起作用了，這時響應時間最短，等于輸入延時時間、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和；如果在一個掃描周期的I/O更新階段剛過就收到一個信號，則該信號在本周期內不能起作用，必須等到下一個掃描周期才能起作用，這時響應時間最長，它等于輸入延遲時間、兩個掃描周期時間與輸出延遲時間三者之和；在使用直接輸出刷新時，最長響應時間等于輸入延遲時間、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和。

2.4 PLC的基本配置包括那些部分？

CQM1的基本配置包括CPU、內存單元、I/O模塊、電源、簡易編程器等。

2.5 接終端擴展和接模塊擴展配置各有什么特點？

接終端擴展特點：在CQM1主機部分接B7A接口單元，而在遠程接相應終端，終端與接口間由雙絞線連接。最大傳距離可達500m。

接模塊擴展的特點：在CQM1主機部分安裝G730主控單元，其上裝有RS-485接口，而在遠程，各模塊依次連接，然后再通過雙絞線與主控單元相連。最大傳送距離可達200m。

2.6 如何進行傳感器模塊的示教調整？其步驟如何？

示教的目的是調整傳感器靈敏度，起調整步驟如下：

（1）將目標放在探頭之間。

（2）設遠程控制器為SET模式。

（3）按示教按鈕，示教指示燈（橙色）亮。

（4） 目標移出探頭工作區，若示教成功，示教指示燈將轉為綠色；若不成功，則仍為橙色，并閃爍。這時應改變目標與探頭的距離，返回步驟（2）

（5）把遠程控制器的模式設為RUN，以完成這次示教。

2.7 CX-P編程軟件有那些功能？

1.為適用的PLC建立和編輯梯形圖或助記符程序

2.建立和檢索I/O表

3.改變CPU單元的操作模式

4.在個人計算機和PLC之間傳送程序、內存數據、I/O表、PLC設置值和I/O注釋

5.在梯形圖顯示上監控I/O狀態和當前值，在助記符顯示上監控I/O狀態和當前值，以及在I/O內存顯示上監控當前值。

第三章PLC的基本指令及編程

3-1 寫出圖3-1對應的指令語句表。

解答：梯形圖和指令語句的轉換，首先要劃分好各電路塊。電路塊由簡單串并聯的接點組成，當電路塊處理完后，再用電路塊的串并聯指令將其連接起來。有分支時，應使用暫存繼電器記憶分支點。圖3-1對應的語句表如下：

LD 00000

AND-NOT 00001

LD 01600

OR 10000

AND 00002

AND 01601

OR-LD

LD 10000

AND-NOT 01600

OR-LD

LD 10000

OR T00

AND-LD

OUT TR0

AND 00003

OUT 10000

LD TR0

AND 00004

TIM 000

#0100

3-2 畫出下列指令語句表對應的梯形圖。

① LD 00000

OR 00001

AND-NOT 00002

OR 00003

LD 00004

AND 00005

OR 00006

AND-LD

OR 00007

OUT 10000

② LD 00000

AND 00001

OUT TR0

AND-NOT 01601

OUT 01600

LD TR0

OUT 01601

LD 01600

LD C000

OR 25315

CNT 000

#0002

LD 01600

OR 01601

OR 10000

AND-NOT C000

OUT 10000

解答：將指令語句轉換成梯形圖時，首先應將以LD指令為起點的電路塊找出來，然后根據兩個電路塊后面的指令確定其相互關系。

①如圖3-2所示。

②如圖3-3所示。

3-3 對圖3-2所示各梯形圖進行化簡，然后寫出指令語句表。

解答：首先將圖3-4各梯形圖簡化成圖3-5形式。

對應的指令語句表如下：

a） LD 01600

AND 00002

LD-NOT 00001

OR-LD

AND 00000

OUT 10000

b）LD-NOT 00004

AND 00005

LD 10000

AND 00006

OR-LD

AND 00003

LD 00002

AND 00004

OR-LD

AND 00001

OUT 10000

c）LD 10000

AND 00003

AND 00004

OR 00001

AND 00000

LD 10000

AND 00001

LD 00003

AND 00004

OR-LD

AND 00002

OR-LD

OUT 10000

3-4寫出圖3-6所示梯形圖對應的指令語句表。

解答：用暫存器來處理分支電路。要注意的是，線圈10001前面沒有接點，因此不必按分支處理。指令語句如下：

LD 00001

OUT TR0

AND 00002

AND 00003

OUT 10000

LD TR0

AND 00003

OUT 10001

AND 10000

OUT TR1

AND 00006

OUT 10002

LD TR1

AND 00007

OR 00008

OUT 10003

3-5畫出圖3-7所示梯形圖對應的波形圖。

解答：畫波形的題考查的是讀者對梯形圖的理解。

a）本題為一個單按鈕啟停電路。由于采用了下沿微分，因此，按鈕在每次按下并松開后有效。00000第一次為ON并變為OFF時，01600為ON一個掃描周期，10000置“1”，此時01601為OFF；00000第二次為ON時，由于10000已經為ON，因此01601在本周期為ON，使10000置“0”。如圖3-8所示。

b)本題為一個故障報警電路。其中，00000為故障信號輸入；00001為試燈按鈕；00002為解音按鈕；10000為燈光報警輸出；10001為音響報警輸出。25502為1秒時鐘脈沖，ON0.5秒，OFF0.5秒。如圖3-7所示。

3-6 有一個用四條皮帶運輸機的傳輸系統，分別用四臺電動機M1~M4驅動，如圖3-10所示。控制要求如下：

(1)起動時，先起動最后一條皮帶，每延時2s后，依次起動其它皮帶機，即M4→M3→M2→Ml。

(2)停止時，先停最前面一條皮帶，每延時5s后，依次停止其它皮帶機，即M1→M2→M3→M4。

(3)當某條皮帶機發生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停下，而后面的皮帶機按停止順序依次停車。

試設計滿足上述控制要求的PLC控制程序。

解答：根據要求，每隔2s啟動一條皮帶，可由脈沖發生器來設定時間間隔。設00000為啟動按鈕，00001為停止按鈕，00002、00003、00004、00005分別為四條皮帶的故障停車信號；10000為第1條皮帶驅動，10001為第2條皮帶驅動，10002為第3條皮帶驅動，10003為第4條皮帶驅動。中間繼電器01602和01603的作用是在啟動過程中，連鎖接點10002、10001的有效時間滯后1個掃描周期，以保證啟動順序；01604的作用是在4條傳送帶均停止后，復位停止繼電器01601，使系統復原，如圖3-11所示。

3-7 傳送帶產品檢測：用紅外傳感器檢測傳送帶上的產品，若20s內無產品通過，則傳送帶停止，同時報警。設檢測信號從00002端子輸入，傳送帶由10000點驅動，報警信號由10001點控制，00000為起動按鈕，00001為停止按鈕。

解答：如圖3-12所示，其中，00001既作為停止按鈕，也作為報警解除按鈕。

3-8 某機床動力頭的進給運動如圖3-13所示，00000為啟動按鈕，按一次則動力頭完成一個工作循環。啟動時，動力頭處于最左邊，10000、10001、10002分別驅動三個電磁閥。試設計PLC程序。

解答：如圖3-14所示，根據給定的波形圖，可得到三個電磁閥的啟停控制狀態。

3-9 用PLC實現下述控制要求，分別畫出其梯形圖。

(1)電動機Ml先起動后，M2才能起動，M2能單獨停車。

(2)M1起動后，M2才能起動，M2可以點動。

(3)M1起動10s后，M2自行起動。

(4)M1起動10s后，M2起動，同時M1停止。

(5)M1起動后，M2才能起動；M2停止后，MI才能停止。

解答：如圖3-15所示，設00000、00001為M1啟、停按鈕，00002、00003為M2啟、停按鈕，00004為M2點動按鈕，10000、10001分別為M1、M2驅動。第5小題也可仿照圖2-19將繼電接觸線路改寫成PLC的梯形圖，如圖（5b）。如圖（5a）為采用保持器的PLC設計方式。

3-10 一個用于檢測和計算送到包裝機裝配線上的產品數量的控制電路如圖3-16所示。當計數器計到12個產品時，電路接通一個電磁線圈，2s后，電磁線圈自動斷開。試用PLC取代該繼電器控制線路。

解答：對于繼電器控制線路的PLC改造問題，應首先了解原系統工藝要求，然后確定PLC的型號及點數，并進行通道分配，最后畫出梯形圖。設00000為行程開關XK輸入，10000為電磁線圈X輸出，其余均由PLC內部器件實現：設計數器CC為C000，定時器KT為T001，中間繼電器K為01600，則梯形圖如圖3-17所示。

3-11用PLC控制三個接觸器KMl、KM2、KM3動作。要求：按下啟動按鈕后，KMl、KM 2啟動，10s后，KM2斷電，再過5s后，KM3接通，按停車按鈕后，KM1、KM3斷電。

解答：如圖3-18所示，設00000、00001為啟、停控制按鈕，KMl、KM2、KM3分別由10000、10001、10002驅動。

3-12 試設計用PLC實現的密碼鎖控制。有8個按鈕SBl~SB8，其控制要求為：

(1)SB7為啟動按鈕，按下SB7才可以進行開鎖作業。

(2)SBl、SB2、SB5為可按壓鍵。開鎖條件：SBl設定按壓次數為3次，SB2設定按壓次數為2次，SB5設定按壓次數為4次，如按此條件依次按鍵，則密碼鎖打開。

(3)SB3、SB4為不可按壓鍵，一按壓報警器就響，發出警報。

(4)SB6為復位按鍵，按下SB6，重新開始開鎖作業。

(5)SB8為停止按健，按下SB8，停止開鎖作業。

解答：如圖3-19所示，設00006、00007為啟、停控制按鈕SB7、SB8，SB1：00000，SB2：00001，SB3：00002，SB4：00003，SB5：00004，SB6：00005，10000為開鎖信號，10001為報警信號。圖中，開鎖信號維持1s，報警信號則必須按復位按鈕才能解除；計數器C000和C001的復位端將自身輸出信號與相應的按壓信號串聯，可避免超過規定次數的按壓有效；按下停止按鈕后，開鎖操作無效，但要重新開鎖，必須先按復位鍵SB6。

第四章 PLC功能指令及應用

4.1在某些控制場合，需要對控制信號進行分頻處理。試設計一個四分頻的PLC控制程序。

解：設輸入點為00000，輸出端為10000。圖4-1（a）為用計數器和比較指令設計的程序，結果比較直觀；本題也可用移位器來設計，如圖4-1（b）所示，利用00000本身作為移位脈沖，則01601的輸出狀態剛好滿足要求，圖4-1（c）為時序圖。

4.2設計彩燈控制電路，要求：9組彩燈，啟動后分兩種動作交替循環進行。

（1）分三大組，1、4、7為一組，2、5、8為一組，3、6、9為一組，每大組依次亮1s。

（2）按1到9順序，每組依次亮1s。

解：設啟動按鈕00000，停止按鈕00001；輸出彩燈分別為10001，10002，10003，10004，10005，10006，10007，10008，10009；如圖4-2所示，按下啟動按鈕00000后，彩燈按要求循環亮滅，按下停止按鈕00001后，彩燈立即熄滅。

4.3試設計一個能計算下面算式的PLC程序，設X1、X2為4位十進制數。

解：設X1存放在DM0000中，X2存放在DM0001中，結果Y存放在DM0002中。由于本題的計算有條件限制，最容易想到的是先通過比較指令判斷條件，然后根據要求進行計算，如圖4-3（a）所示；本題也可以先進行減法運算，如果有借位，則表示X1 ＜X2，因此再重新按加法計算，如圖4-3（b）所示。

4.4設計一小車控制程序，如圖4-4所示，要求起動后，小車由A處開始從左向右行駛，到每個位置后，均停車2s，然后自行啟動；到達E位置后，小車直接返回A處，再重復上述動作，當每個停車位置均停車3次后，小車自動停于A處。試用步進指令和移位指令兩種方法設計。

解：設對應A、B、C、D、E點的檢測開關由00000、00001、00002、00003、00004點輸入，00005為啟動按鈕；小車右行為10000，左行為10001。用移位指令和步進指令實現的梯形圖分別見圖4-5和圖4-6。

4.5設計全通全斷叫響提示電路：當3個開關全為ON或全為OFF時，信號燈發光。

解：設3個開關分別為00000、00001、00002，信號燈由10000控制。圖4-7為實現該電路的三種方法。

4.6 試編制能顯示可逆計數器當前值的PLC程序。

解：圖4-8（a）為用七段碼顯示2位可逆計數器當前值的PLC程序，圖4-8（b）為用BCD碼顯示2位可逆計數器當前值的PLC程序。

4.7用10個按鈕控制一位BCD數碼顯示：按下0按鈕時，數碼顯示0；按下1按鈕時，數碼顯示1；……按下9按鈕時，數碼顯示9。試用基本指令和譯碼指令兩種方法編制該程序。

解：用基本指令編程時，思路比較簡單，但程序較復雜，而用功能指令編寫的程序往往非常簡單。如圖4-9所示，圖(b)既可代替圖(a)的功能。

4.8電動葫蘆起升機構的動負荷試驗，控制要求如下：

(1)可手動上升、下降；

(2)自動運行時，上升6s→停9s→下降6s→停9s，循環運行1h，然后發出聲光信號，并停止運行。

試設計用PLC控制的上述系統。

解：設手動上升為00000，手動下降為00001，自動為00002，聲光復位為00003；輸出信號：上升10000，下降10001，聲光10002。根據要求，循環運行1h，正好是120個循環。梯形圖見圖4-10。

4.9要求：按下啟動按鈕后，能根據圖4-11所示依次完成下列動作：

(1)A部件從位置1到位置2。

(2)B部件從位置3到位置4。

(3)A部件從位置2回到位置1。

(4)B部件從位置4回到位置3。

用PLC實現上述要求，畫出梯形圖。

4.10試設計一個4層電梯PLC控制系統，要求：某層樓有呼叫信號時，電梯自動運行到該樓層后停止；如果同時有2或3個樓層呼叫時，依先后順序排列，同方向就近樓層優先；

電梯運行到先呼叫的樓層時，待門關嚴后，電梯自行啟動，運行至下一個樓層。

解：首先進行通道分配：

輸入信號：

一層內選指令按鈕00000

二層內選指令按鈕00001

三層內選指令按鈕00002

四層內選指令按鈕00003

一樓向上呼梯按鈕00004

二樓向上呼梯指令00005

三樓向上呼梯指令00006

二樓向下呼梯指令00007

三樓向下呼梯指令00008

四樓向下呼梯指令00009

1~4層行程開關（并聯）00010

手動開門按鈕00011

輸出信號：

電梯上行及指示10000

電梯下行及指示10001

一層到站指示10002

二層到站指示10003

三層到站指示10004

四層到站指示10005

呼梯信號指示10006

開門狀態指示10007

一樓內選信號指示10100

二樓內選信號指示10101

三樓內選信號指示10102

四樓內選信號指示10103

一樓向上呼叫指示10104

二樓向上呼叫指示10105

三樓向上呼叫指令10106

二樓向下呼叫指示10107

三樓向下呼叫指令10108

四樓向下呼叫指令10109

電梯控制的PLC梯形圖如圖4-13所示。

第五章 PLC聯網與通信

5.1 數據通信主要采用那兩種方式？從通信雙方信息的交換方式上分為那幾種？

數據通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。從通信雙方信息交互方式看，數據通信方式有以下三種：單工通信、半雙工通信、全雙工通信。

5.2 數據通信的主要技術指標有那些？

通信波特率：通信波特率是指單位時間內傳送的信息量。

誤碼率：誤碼率PC=NC/N。N為傳輸的碼元（一位二進制）數，Nc為錯誤碼元數。在計算機網絡通信中，一般要求PC為10-5~10-9，甚至更小。

5.3 比較RS-232C、RS-422/ RS-485串行通信接口？

5.4 簡述OMRON PLC網絡的主要類型？試說明CompoBus/D和CompoBus/S各自的特點？

主要類型有：以太網（Ethernet）、SYSMAC NET網、SYSMAC Link網、Controller Link網、HOST Link網、PC Link網、Remote I/O網、CompoBus/D、CompoBus/S網。

CompoBus/D：CompoBus/D是一種開放、多主控的器件網，其功能有遠程開關量和模擬量的I/O控制及信息網通信。是一種較為理想的控制功能齊全、配置靈活、實現方便的分散控制網絡。

CompoBus/S：CompoBus/S也是器件網，是一種高速ON/OFF系統控制總線，使用CompoBus/S專用通信協議。CompoBus/S功能不及CompoBus/D，但它實現簡單，通信速度更快。主要的功能為遠程開關量的I/O控制。

5.5 OMRON C系列PLC有幾種通信系統，各自的功能和特點如何？

上位機鏈接系統：以IBM微機為上位機，通過HostLink單元把它作為下位機的PLC互連起來構成的系統稱為上位機鏈接系統。

同位鏈接系統：把數臺PLC通過PC-Link單元互連在一起就構成了同位鏈接系統，因為從通信角度看，每臺PLO地位相同，沒有主從之分，所以稱為同位鏈接系統。

下位鏈接系統：下位鏈接系統又稱遠程I/O系統。它是以一臺PLC為主，通過遠程I/O鏈路把遠程I/O單元、遠程終端及I/O鏈接單元互連在一起構成的系統。

5.6 簡述上位鏈接系統組成？

上位鏈接系統是以一臺微型計算機作上位機，數臺可編程控制器作下位機，通過HOST Link單元及串行總線互聯而成的監督控制系統。其一般由上位機、Link適配器、HOST Link單元、傳輸介質組成。

第2篇: 水污染控制技術第二版課后答案

第一章

1.微型計算機控制系統的硬件由哪幾部分組成？各部分作用?

由四部分組成

(1)主機：這是微型計算機控制系統的核心，通過接口它可以向系統的各個部分發出各種命令，同時對被控對象的被控參數進行實時檢測及處理。主機的主要功能是控制整個生產過程，按控制規律進行各種控制運算(如調節規律運算、最優化計算等)和操作，根據運算結果作出控制決策；對生產過程進行監督，使之處于最優工作狀態；對事故進行預測和報警；編制生產技術報告，打印制表等等。

(2)輸入輸出通道：這是微機和生產對象之間進行信息交換的橋梁和紐帶。過程輸入通道把生產對象的被控參數轉換成微機可以接收的數字代碼。過程輸出通道把微機輸出的控制命令和數據，轉換成可以對生產對象進行控制的信號。過程輸入輸出通道包括模擬量輸入輸出通道和數字量輸入輸出通道。

(3)外部設備：這是實現微機和外界進行信息交換的設備，簡稱外設，包括人機聯系設備(操作臺)、輸入輸出設備(磁盤驅動器、鍵盤、打印機、顯示終端等)和外存貯器(磁盤)。其中作臺應具備顯示功能，即根據操作人員的要求，能立即顯示所要求的內容；還應有按鈕，完成系統的啟、停等功能；操作臺還要保證即使操作錯誤也不會造成惡劣后果，即應有保護功能.

(4)檢測與執行機構:a.測量變送單元：在微機控制系統中，為了收集和測量各種參數，采用了各種檢測元件及變送器，其主要功能是將被檢測參數的非電量轉換成電量.b.

執行機構：要控制生產過程，必須有執行機構，它是微機控制系統中的重要部件，其功能是根據微機輸出的控制信號，改變輸出的角位移或直線位移，并通過調節機構改變被調介質的流量或能量，使生產過程符合預定的要求。

4、操作指導、DDC和SCC系統工作原理如何？它們之間有何區別和聯系？

(1)操作指導控制系統：在操作指導控制系統中，計算機的輸出不直接作用于生產對象，屬于開環控制結構。計算機根據數學模型、控制算法對檢測到的生產過程參數進行處理，計算出各控制量應有的較合適或最優的數值，供操作員參考，這時計算機就起到了操作指導的作用

(2)直接數字控制系統(DDC系統)：DDC(Direct Digital Control)系統就是通過檢測元件對一個或多個被控參數進行巡回檢測，經輸入通道送給微機，微機將檢測結果與設定值進行比較，再進行控制運算，然后通過輸出通道控制執行機構，使系統的被控參數達到預定的要求。DDC系統是閉環系統，是微機在工業生產過程中最普遍的一種應用形式。

(3)計算機監督控制系統(SCC系統)：SCC(Supervisory Computer Control)系統比DDC系統更接近生產變化的實際情況，因為在DDC系統中計算機只是代替模擬調節器進行控制，系統不能運行在最佳狀態，而SCC系統不僅可以進行給定值控制，并且還可以進行順序控制、最優控制以及自適應控制等。

SCC是操作指導控制系統和DDC系統的綜合與發展。

第二章

2 采樣周期越小越好嗎？為什么？

答：不是。若采樣間隔太小（采樣頻率太高），則對定長的時間記錄來說其數字系列就很長，計算工作量迅速增大，可能產生較大的誤差。

5 試用CD4051設計一個32路模擬多路開關，畫出電路圖并說明其工作原理。

6 采樣-保持器有什么作用？說明保持電容大小對數據采集系統的影響。

答：為了提高模擬量輸入信號的頻率范圍，以適應某些隨時間變化較快的信號的要求，可采用帶有保持電路的采樣器，即采樣保持器。

保持電容對數據采集系統采樣保持的精度有很大影響。保持電容值小，則采樣狀態時充電時間常數小，即保持電容充電快，輸出對輸入信號的跟隨特性好，但在保持狀態時放電時間常數也小，即保持電容放電快，故保持性能差；反之，保持電容值大，保持性能好，但跟隨特性差。

9 A/D和D/A轉換器在微型計算機控制系統中有什么作用？

答：答：A/D的作用主要是把傳感器檢測到的模擬電信號轉換為數字電信號，方便用于單片機中進行處理。D/A的作用，在單片機處理完畢的數字量，有時需要轉換為模擬信號輸出，D/A的作用正是用于把數字信號轉換為模擬信號。

13 串行A/D轉換器有什么特點？

答：與同位數并行A/D轉換器精度一樣，但大大降低了成本，節約微型計算機I/O口。

26 試用DAC0832設計一個單緩沖的D/A轉換器，畫出接口電路，編寫程序。

27 試用8255A的B口和DAC0832設計一個8位D/A裝換接口電路，并編寫程序。

29

33

第三章?

1、鍵盤為什么防止抖動?在計算機控制系統中如何實現防抖？?

為了使CPU對一次按鍵動作只確認一次，從而保證系統正常工作，所以必須防止抖動？硬件防抖有濾波防抖電路和雙穩態防抖電路，還可以采用軟件防抖法，即軟件延遲。?

?

7、?

?

8、多位LED顯示器顯示方法有幾種？它們各有什么特點？?

常用的顯示方法有兩種：一種為動態顯示，一種為靜態顯示。動態顯示利用人的視覺暫留產生，優點是使用硬件少，因而價格低，線路簡單。但占用的機時長。靜態顯示占用機時少，顯示可靠，但是使用元件多，線路復雜。

?9、硬件譯碼和軟件譯碼各有何優缺點？?

軟件譯碼優點是電路簡單，但顯示速度有所下降。硬件譯碼既能節省計算機的時間，而且程序設計簡單。?

30、

31、

第四章?

1、工業控制系統中常用的報警方式有幾種？舉例說明各自的應用場合？

?有聲、光、語言報警方式。例子自己想?

3、光電隔離器有什么作用？?

將被控系統與微型計算機控制系統通過光電效應連成系統，實現控制；并且可以屏蔽電磁干擾等一些不利因素，提高控制精度。總之，有耦合、隔離和開關的作用。?

18、

22、

23、

25、

第七章

3、數字濾波與模擬濾波相比有什么優點？

答：數字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比，有以下幾個優點：

(1)數字濾波是用程序實現的，不需要增加硬設備，所以可靠性高，穩定性好，不存在阻抗匹配的問題；

(2)數字濾波可以對頻率很低(如0.01Hz)的信號實現濾波，克服了模擬濾波器的缺陷；

(3)數字濾波器可根據信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參數，具有靈活、方便、 功能強的特點。

4、常用的數字濾波方法有幾種？各有什么優缺點？

答：常用的數字濾波方法有7種。

（1）程序判斷濾波法：是根據生產經驗，確定出相鄰兩次采樣信號之間可能出現得最大 偏差。

（2）中值濾波法：它對于去掉偶然因素引起的波動或采樣器不穩定而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效。

（3）算術平均值濾波法：它適用于一般的具有隨機干擾信號的濾波。它特別適合于信號本身在某一數值范圍附近作上下波動的情況。

（4）加權平均值濾波：可以提高濾波效果

（5）滑動平均值濾波法：采樣時間短，可以提高檢測速度

（6）慣性濾波法：適用于慢速隨機變量的濾波

（7）復合數字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好

6、 算術平均值濾波、加權平均值濾波以及滑動平均濾波三者的區別是什么？

答：算術平均值法適用于對壓力、流量等周期脈動信號的平滑，這種信號的特點是往往在某一數值范圍附近作上、下波動，有一個平均值。這種算法對信號的平滑程度取決于平均次數N，當N較大時平滑度高，但靈敏度低；當N較小時，平滑度低，但靈敏度高，應該視具體情況選取N值。對于一般流量，通常取N=12；若為壓力，則取N=4。

在算術平均濾波中，N次采樣值在結果中所占的比重是均等的，即每次采樣值具有相同的加權因子1/N。但有時為了提高濾波效果，往往對不同時刻的采樣值賦以不同的加權因子。這種方法稱為加權平均濾波法，也稱滑動平均或加權遞推平均。其算法為

其中。

加權因子選取可視具體情況決定，一般采樣值愈靠后，賦予的比重越大，這樣可增加新的采樣值在平均值中的比例，系統對正常變化的靈敏性也可提高，當然對干擾的靈敏性也稍大了些。

滑動平均值濾波法，依次存放N次采樣值，每采進一個新數據，就將最早采集的那個數據丟掉，然后求包含新值在內的N個數據的算術平均值或加權平均值。

7、標度變換在工程上有什么意義？在什么情況下使用標度變換程序？

答：意義：減少硬件設備，降低成本，便于人工檢測和管理

情況：在多回路檢測系統中，各回路參數信號不一樣，需要各種量程放大器的情況下使用尺度變換程序。

2．練習題

21.

22.某梯度爐溫度變化范圍為0℃~1600℃，經溫度變送器輸出電壓范圍輕為1~5v，再經ADC0809轉換，ADC0809的輸入范圍為0~5v，，試計算當采樣數值為9BH時，所對應的的梯度爐溫度是多少？

解：9BH=155D,所對應的的AD輸入電壓v1=(155/255) 5v=3.04v

所以溫度T=[（3.04-1）/(5-1)] 1600℃=816℃

第八章

1.、在PID調節中，系數K,……等各有什么作用？他們對調節品質有什么影響？

答：系數Kp為比例系數，提高系數Kp可以減小偏差，但永遠不會使偏差減小到零，而且無止境的提高系數Kp最終將導致系統不穩定。比例調節可以保證系統的快速性。系數Ki為積分常數，Ki越大積分作用越弱，積分調節器的突出優點是，只要被調量存在誤差，其輸出的調節作用便隨時間不斷加強，直到偏差為零。積分調節可以消除靜差，提高控制精度。系數Kd為微分常數，kd越大，微分作用越強。微分調節主要用來加快系統的響應速度，減小超調，克服震蕩，消除系統慣性的影響。

2、在PID調節其中，積分項有什么作用？常規PID，積分分離與變速積分3中算法有什么區別和聯系？

答：積分項用于消除靜差。 在常規PID調節中，由于系統的執行機構線性范圍受到限制，當偏差較大時，會產生很大的超調量，使系統不停的震蕩。為消除這一現象，積分分離法在控制量開始跟蹤時，取消積分作用，直到被跳量接近給定值時，才產生積分作用。而變速積分則是改變積分項的累加速度，使其與偏差大小相對應，偏差大時，積分作用弱，偏差小時，積分作用增強。變速積分和積分分離的控制方法很類似，但調節方式不同。積分分離對積分項采取“開關”控制，而變速積分則是線性控制。

3、在數字PID中，采樣周期是如何確定的？它與哪些因素有關？對調節品質有何影響？

答：一種是計算法，一種是經驗法。因素：擾動頻率的高低；對象的動態特性；執行機構的類型；控制回路數；控制質量。 T太小，偏差信號也過小，計算機會失去調節作用；T過大，會引起誤差。

4、位置型PID和增量型PID有什么區別？他們各有什么優缺點？

答：位置型需要歷次的偏差信號，而增量型只需一個增量信號即可。位置型計算繁瑣，保存E占用很多內存，控制不方便。增量型誤動作小，易于實現手動/自動的無擾動切換，不產生積分失控。但是缺點在于積分截斷效應大，溢出影響大。

6、積分飽和現象是如何產生的？如何消除？

答：是由于積分項不斷累加引起的。消除方法有遇限削積分法，有效偏差法等。

第3篇: 水污染控制技術第二版課后答案

《控制工程基礎》第二版課后習題答案

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第4篇: 水污染控制技術第二版課后答案

數控技術第二版 章 節 練 習 答 案

第一章 緒論

1.1數控機床是由哪幾部分組成，它的工作流程是什么？

答：數控機床由輸入裝置、CNC裝置、伺服系統和機床的機械部件構成。

數控加工程序的編制-輸入-譯碼-刀具補償-插補-位置控制和機床加工

1.2 數控機床的組成及各部分基本功能

答：組成：由輸入輸出設備、數控裝置、伺服系統、測量反饋裝置和機床本體組成

輸入輸出設備：實現程序編制、程序和數據的輸入以及顯示、存儲和打印

數控裝置：接受來自輸入設備的程序和數據，并按輸入信息的要求完成數值計算、邏輯判斷和輸入輸出控制等功能。

伺服系統：接受數控裝置的指令，驅動機床執行機構運動的驅動部件。

測量反饋裝置：檢測速度和位移，并將信息反饋給數控裝置，構成閉環控制系統。

機床本體：用于完成各種切削加工的機械部分。

1.3．什么是點位控制、直線控制、輪廓控制數控機床？三者如何區別？

答：（1）點位控制數控機床特點：只與運動速度有關，而與運動軌跡無關。如：數控鉆床、數控鏜床和數控沖床等。

（2）直線控制數控機床特點：a.既要控制點與點之間的準確定位，又要控制兩相關點之間的位移速度和路線。b.通常具有刀具半徑補償和長度補償功能，以及主軸轉速控制功能。

如：簡易數控車床和簡易數控銑床等。

（3）連續控制數控機床（輪廓控制數控機床）：對刀具相對工件的位置，刀具的進給速度以及它的運動軌跡嚴加控制的系統。具有點位控制系統的全部功能，適用于連續輪廓、曲面加工。

1.4．數控機床有哪些特點？

答：a．加工零件的適用性強，靈活性好；b．加工精度高，產品質量穩定；c．柔性好；d．自動化程度高，生產率高；e．減少工人勞動強度；f．生產管理水平提高。

適用范圍：零件復雜、產品變化頻繁、批量小、加工復雜等

1.5．按伺服系統的控制原理分類，分為哪幾類數控機床？各有何特點？

答：（1）開環控制的數控機床；

其特點：a.驅動元件為步進電機；b.采用脈沖插補法：逐點比較法、數字積分法；c.通常采用降速齒輪；d. 價格低廉，精度及穩定性差。

（2）閉環控制系統；

其特點：a. 反饋信號取自于機床的最終運動部件（機床工作臺）；b. 主要檢測機床工作臺的位移量；c. 精度高，穩定性難以控制，價格高。

（3）半閉環控制系統：

其特點：a. 反饋信號取自于傳動鏈的旋轉部位；b. 檢測電動機軸上的角位移；c. 精度及穩定性較高，價格適中。應用最普及。

第二章 數控加工編程基礎

1 數控編程是指從零件圖樣到制成控制介質的全部過程

手工編程的內容：分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數值計算、編寫零件加工程序、制作控制介質、程序校檢和試切削

2 數控編程的方法及特點

手工編程：用人工完成程序編制的全部工作，對于幾何形狀較為簡單，數值計算比較簡單的，程序段不多采用手工編制容易完成

自動編程：程序編制的工作的大部分或全部都由計算機來完成。

3．什么是“字地址程序段格式”，為什么現代數控系統常用這種格式？

答：字地址程序段的格式：NxxGxxXxxYxxZxxSxxFxxTxxMxx；特點是順序自由。

地址字符可變程序段格式。程序段的長短，字數和字長都是可變，字的排列順序沒有嚴格要求 。這種格式的優點是程序簡短、直觀、可讀性強、易于檢驗和修改。

4．數控機床的X、Y、Z坐標軸及其方向是如何確定的？

答：Z 坐標：規定平行于機床主軸的刀具運動坐標為 Z 坐標，取決于遠離工件的方向為正方向

X 坐標：規定 X 坐標軸為水平方向，且垂直于 Z 軸并平行于工件的裝夾面

Y 坐標：Y 坐標垂直于 x、y 坐標。在確定了 x、z 坐標正方向后，可按右手定則確定 y 坐標的正方向

5 .機床坐標系與工件坐標系的關系：

工件坐標系的坐標軸與機床坐標系相應的坐下軸相平行，方向也相同，但原點不同。在加工中， 工件隨夾具在機床上安裝后，要測量的工件原點與機床原點之間的坐標距離成為原點偏置。這個偏置值需預讀到數控系統中。在加工 時，工件原點偏置值便能自動加到工件坐標系上，使數控系統可按機床坐標系確定加工時的坐標值。

6 .準備功能 G 代碼：使機床或數控系統建立起某種加工方式的指令。

輔助功能 M 代碼：控制機床輔助動作的指令，主要用作機床加工時的工藝性指令。

7．M00、M01、M02、M30指令各有何特點？如何應用？

答：M00：暫停；

M01：選擇性的暫停

M02：復位性加工程序結束，用于數控機床；

M30：復位性加工程序結束，并返回程序起點。用于加工中心。

應用略

8. F 代碼：為進給速度功能代碼，它是續效代碼，用來指定進給速度

S 代碼：為主軸轉速功能代碼， ，它是續效代碼，用來指定主軸的轉速。

T 代碼：為刀具功能代碼，該指令用以選擇所需的刀具號和補刀號。

9．G90 X20 Y15與G91 X20 Y15有什么區別？

答：G90為絕對坐標

G91為增量坐標即相對坐標。

10. G00-快速點定位指令：使刀具從當前位置以系統設定的速度快速移動到坐標系的另一點。它只是快速到位，不進行切削加工，一 般用作空行程運動。

G01—直接插補指令：該指令時直線運動控制指令，它使刀具從當前位置以兩坐標或者三坐標聯動方式按指定的 F 進給速度做任意斜 率的直線運動到達指定的位置。該指令一般用作輪廓切削

G02—圓弧插補指令：G02 表示順時針圓弧插補；

G03 表示逆時針圓弧插補。

11．G41、G42、G43、G44的含義如何？試用圖說明。

答：G40 表示注銷左右偏置指令，即取消刀補，使刀具中心與編程軌跡重合。

G41：刀具左偏，指順著刀具前進的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的左邊，如圖1示；

G42：刀具右偏，指順著刀具前進的方向觀察，刀具偏在工件輪廓的右邊，如圖1示；

G40：取消刀補，使刀具中心與編程軌跡重合。G40必須與G41、G42指令配合使用；

G43：正偏置，執行G43時，Z實際值=Z指令值+(H--)，如圖2（a）左所示。

G44：負偏置，Z實際值=Z指令值-(H--)，如圖2（b）左所示。。

圖1刀具半徑補償方向判別 圖2刀具長度補償

13． 零件的加工路線是指數控機床加工過程中刀具刀位點相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向。

加工原則：1 應能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。2 應盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動時間。3 應使數值計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量。

15．什么是對刀點、刀位點和換刀點？

答：①對刀點：是指數控機床上加工零件時，刀具相對與工件運動的起點。也稱為程序起點或起刀點。

②換刀點：是指刀架轉位換刀時的位置。可以是某一固定點（如加工中心機床，其換刀機械手的位置是固定的），也可以是任意設定的一點（如車床）。應設在工件或夾具的外部。

③刀位點：用于表示刀具在機床上的位置。

17．什么是基點？什么是節點？

答：基點：是指組成零件輪廓曲線的各幾何元素（如直線、圓弧、二次曲線等）間的連接點。

節點：是指當利用具有直線插補功能的數控機床加工零件的曲線輪廓時，任一輪廓的曲線均用連續的折線來逼近。此時，根據編程所允許的誤差，將曲線分割成若干個直線段，其相鄰兩直線的交點。

18．試編制精車如圖1所示零件的加工程序。

答：

O1001

T0101

M03S600

G00X42.Z2.

G00X32.

G01Z-14.F.2

X40.Z-39.

Z-52.

G00X50.Z20.

M30

19．銑削如圖2所示軌跡，起刀點為A，沿A－B－C切削，試用絕對坐標和增量坐標方式編程。

答：

O1002

G54

M03S1200

G00X0Y0Z50.

G00X200.Y40.

G03X140.Y100.R60.

G02X120.Z60.R50.

G00Z5.

G00X0Y0Z50.

M30

圖1 題18圖 圖2 題19圖

第三章 數控加工程序的編制

3.1 數控車床的編程特點：

1)1 在一個程序段中，根據圖樣標注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或者混合編程。

2)2 直徑方向用 絕對值編程時，X 以直徑值表示；用增量值編程時，以徑向實際位移量的二倍值表示。

3)3 為提高工件的徑向尺寸精度，X 向的脈沖當 量取 Z 向的一半

4)4 數控裝置常具備不同形式的固定循環功能，可進行多次重復循環切削。當編制圓頭刀程序是，需要對刀具半徑進 行補償

5)許多數控車床用 X Z 表示絕對坐標指令；用 U W 表示增量坐標指令，而不用 G90 G91 指令。

6)第三坐標指令 IK 在不同的程 序段中左右也不相同。I K 在圓弧切削時表示圓心相對圓弧的起點坐標位置。

3.2 車削固定循環功能：由于車削毛坯多為棒料和鑄鍛件，因此車削加工多為大余量多次進給切除，所以在車床的數控裝置中總是設置 各種不同形式的固定循環功能。

常用指令：1 柱面循環指令 2 錐面循環指令 3 簡單螺紋循環指令 4 復雜螺紋循環指令 5 復合式粗車循環指令。

補充思考題：

1．用有G71、G70復合加工循環指令編制圖3所示零件的粗、精加工程序（各加工面的精車余量均為0.5mm）。設切深△d＝2，退刀量e＝2，△u＝1，△w＝1。

答：

O1001

T0101

G00X52.Z95.

M03S600

G94X-2.Z92.F.4

G71U2.R1.

G71P10Q20U0.5W0.5.

N10G00X0.

G01Z92.F.2

G02U20.W-10.R10.

G01Z63.32

G02X36.Z37.56R20.

G01Z17.

G02U14.W-7.R7.

N20Z0.

G70P10Q20

M30

圖3 思考題1圖

2．編制立式加工中心圖4所示的零件加工程序。

圖4 思考題2圖

答：

O1002

G54

G00X0.Y0.Z20.

M03S1500

G00Y-4.Z3.

G01Z-5.F150.

Y4.

G00Z3.

G42X40.Y0.D1

G01Z-5.F150.

Y11.

G03X11.Y17.R6.

G01X-11.

G03X-17.Y11.R6.

G01Y-11.

G03X-11.Y-17.R6.

G01X11.

G03X17.Y-11.R6.

G01Y11.

G00Z5.

X0.Y0.Z50.

M30

第四章 計算機數控裝置

1． CNC 系統的組成：數控程序、輸入輸出設備、CNC 裝置、可編程控制器、主軸驅動裝置和進給驅動裝置。核心是 CNC 裝置。

2. CNC 裝置軟件由管理軟件和控制軟件組成。

3. CNC 裝置的功能：1 控制功能 2 準備功能 3 插補功能 4 固定循環加工功能

5 進給功能 6 主軸功能 7 輔助功能 8 刀具功能 9 補償功能 10 顯示功能

11 通信功能 12 自診斷功能

4. 單微處理器與多微處理器的結構區別：單微處理機在 CNC 的裝置中，只有一個中央處理器，采用集中控制，分時處理數控的每項 任務。

5．單微處理機結構的CNC裝置有哪幾部分組成？其I/O接口的功能和任務分別是什么？

答：由CPU（微處理器）、存儲器、總線、I/O接口、MDI接口、CRT或液晶顯示接口、PLC接口、主軸控制、通訊接口等組成。

I/O接口主要功能：緩沖功能，選擇功能（內部、外部的選擇），中斷功能，轉換功能（A/D、D/A轉換），數據寬度變換功能，通訊功能。

6．比較共享總線型結構CNC裝置和共享存儲結構CNC裝置的工作特點及優缺點？

答：1）共享總線型：以總線為中心，各模塊工作時，僅有一個模塊可占用總線，多個請求時由總線仲裁器來裁決。

a．將各個功能模塊劃分為主模塊和從模塊。帶有CPU和DMA器件的各種模塊稱為主模塊，其余如存儲器模塊，I/O模塊為從模塊。

系統中只有主模塊有權使用系統總線，而每個主模塊按其擔負任務的重要程度預先安排好優先級別的高、低順序。

b．總線裁決方式有兩種：串聯方式和并聯方式。

串聯方式中，優先權的排列是按鏈位置決定的；

并聯方式中配有專用邏輯電路來解決主模塊的判優問題，通常采用優先權編碼方式。

c．該結構優點：結構簡單，系統配置靈活，擴展模塊容易。缺點是總線一旦出現故障，整個系統受影響。

（2）共享存儲器結構：以存儲器為中心，各模塊工作時，通過優先接受使用請求，使用完成要撤消，釋放存儲器。

缺點：由于同一時刻只能有一個微處理器對多端口存儲器進行讀或寫，所以功能復雜而要求增加微處理器數量時，會因爭取共享而造成信息傳送的阻塞，降低系統效率，且擴展較困難。

7. CNC 軟件結構的特點：多任務并行處理和多重實時中斷

8．CNC裝置軟件采用的并行處理方法有哪幾種？這些方法是如何實現并行處理的？

答：并行處理的方法有：資源共享、資源重復和時間重疊。

資源共享是根據“分時共享”的原則，使多個用戶按時間順序使用一套設備。

時間重疊是根據流水線處理技術，使多個處理過程在時間上相互錯開，輪流使用一套設備的幾個部分。

資源重復是通過增加資源（如多CPU）提高運算速度。

9. CNC 裝置中的中斷結構模式：1 中斷型結構模式 2 前后臺型結構模式

中斷型結構模式：除了初始化程序之外，整個系統軟件的各種任務模塊分別安排在不同級別的中斷服務程序中，整個軟件就是一個大 的中斷系統。

前后臺型結構模式：是一個中斷服務程序，完成全部實時功能。后臺程序是一個循環程序，它包括管理軟件和插補準備程序。后臺程 序運行時實時中斷程序不斷插入，與后臺程序相配合，共同完成零件加工任務。

12．為什么要對G代碼、M代碼分組？分組的原則是什么？

答：通常依據G或M指令功能相近的原則將G、M指令進行整理分組，且每組含有若干G代碼，把不能同時出現在一個程序段的G代碼（M代碼）歸為一組。如將G00、G01、G02和G03歸為一組，M07、M08和M09歸為一組。

（2）G代碼、M代碼分組的目的：

可以減少計算機內存容量，提高數控系統內存資源的利用率；還能方便查出編程錯誤

14．何謂刀具半徑補償？其執行過程如何？

答：刀具刀位點與刀具進行加工時位置有誤差。

刀具半徑補償的執行過程分為三步：

（1）刀補建立：即刀具從起點出發沿直線接近加工零件，依據G41或G42使刀具中心在原來的編程零件軌跡的基礎上伸長或縮短一個刀具半徑值.

（2）刀補進行：刀補指令是模態指令。在軌跡轉接處，采用圓弧過度或直線過渡。

（3）刀補撤銷：與刀補建立時相似，在軌跡終點的刀具中心處開始沿一直線到達起刀點起刀點與刀具中心重合，刀補被撤銷。

第五章 數控裝置的軌跡控制原理

1. 插補：就是按照進給速度的要求，在輪廓起點和終點之間算出若干終點間的坐標值。 插補算法有兩類：1 脈沖增量插補；2 數據采樣插補。

2. 逐點比較法：數控裝置在控制刀具按要求的軌跡移動過程中，不斷比較刀具與給定輪廓的誤差，由此誤差決定下一步刀具移動的 方向，使刀具向減少誤差的方向移動，且只有一個方向移動。

4個節拍：第一節拍—偏差判別 第二節拍—進給 第三節拍—偏差計算 第四節拍—終點判別

3．設欲加工第一象限直線OE，終點坐標為，，試用逐點比較法對直線OE進行插補，并畫出插補軌跡。

答：略

5．設AB為第一象限逆圓弧，起點A（6,0），終點B（0,6），試用逐點比較法對圓弧AB進行插補，并畫出插補軌跡。

答：略

8. 逐點比較插補法是如何實現的？

答：每次僅向一個坐標輸出脈沖，而每走一步都要通過偏差函數計算，判別偏差點的順時坐標同規定的加工軌跡之間的偏差，然后決定下一步的進給方向。每一個插補循環都是由偏差判別、進給、偏差函數計算和終點判別組成。

9.試述DDA插補原理。

答：是利用數字積分的方法，當兩個積分器根據插補時鐘進行同步累加時，溢出脈沖分別控制相應坐標軸運動，根據插補循環數是否等于2n或坐標進給步數判斷插補是否完成。

17．脈沖增量插補的進給速度控制常用哪些方法？

答：常用的方法有：軟件延時法和中斷控制法 。

（1）軟件延時法

由編程進給速度F可求出要求的進給脈沖頻率f；從而得到兩次插補運算時間的時間間隔t，它必須大于cpu執行插補程序的時間t程，因此，t延=t-t程。可以編寫一個延時子程序來改變進給速度。

（2）中斷控制法

根據編程進給速度計算出定時器/計數器的定時時間常數，以控制cpu中斷。在中斷服務中進行一次插補運算并發出進給脈沖，cpu等待下一次中斷，如此循環。

18．加減速控制有何作用？有哪些實現方法？

答：前加減速控制：進對編程速度F指令進行控制。 優點：不會影響實際插補輸出的位置，但須預測減速點，計算量較大。

后加減速控制：分別對各運動軸進行加減速控制，固不必預測減速點，而是在插補輸出為零時才開始減速，經過一定的延時逐漸靠近終點。當在加減速過程中對坐標合成位置有影響。

第六章 數控機床的伺服系統

1．數控機床對伺服系統有哪些要求？

答：a.精度高。即定位精度和重復定位精度高；b.快速響應特性好（跟蹤精度高，跟隨誤差等）；c.調速范圍寬（恒轉矩：1：100～1000，恒功率：1：10～100）d.具有足夠的傳動剛性和高的速度穩定性。即具有優良的靜態與動態負載特性；e.穩定性好（抗干擾能力強，可靠性好）；f.低速大轉矩。

2．數控機床的伺服系統有哪幾種類型？各自有何特點？

答：按控制理論和有無位置檢測反饋環節分為：開環控制系統、閉環控制系統和半閉環控制系統。其特點略。

3．步進電機步距角的大小取決于哪些因素？

答：步進電機步距角與定子繞組的相數m、轉子的齒數z、通電方式k有關，可用下式表示： ；式中，m相m拍時，k＝1；m相2m拍時，k=2。

6．簡述提高開環系統的伺服精度方法。

答：步距角是決定開環伺服系統脈沖當量的重要參數，θ越小，加工精度越高。

靜態步距誤差是指理論的步距角和實際的步距角誤差。

影響步距誤差的因素主要有：①步進電機齒距制造誤差；②定子和轉子間氣隙不均勻；③各相電磁轉距不均勻。

7．數控機床對檢測裝置有哪些要求？

答：①工作可靠、抗干擾能力強；②使用維護方便，適用機床的工作環境；③滿足精度、速度和工作行程的要求；④成本低、壽命長；⑤便于與伺服系統的連接。

8．簡述旋轉變壓器兩種不同工作方式的原理。

答：鑒相方式和鑒幅方式。

9．莫爾條紋的特點有哪些？在光柵的信息處理過程中倍頻數越大越好嗎？

答：①放大作用（莫爾條紋的間距對光柵柵具有放大作用）

式中，B為莫爾條紋間距，W為柵距，θ為線紋交角。由此，B可以通過改變的大小來調整。

②平均效應：對光柵柵距局部誤差具有誤差平均作用。

③莫爾條紋的移動量，移動方向與指示光柵的位移量、位移方向具有對應關系。

在光柵的信息處理過程中倍頻數越大要求傳感器精度越高，實現越困難。

第七章 數控機床的機械結構

5．數控機床的主軸準停裝置的作用？

答：換刀和精確控制刀具的轉動角度。在鏜削加工和螺紋加工時能實現精確控制。

6．數控機床對進給運動系統有哪些要求？

答：a.高的精、動剛度及良好的抗振性能；

b.良好的熱穩定性；

減少熱變形主要從兩個方面考慮：

①對熱源采取液冷、風冷等方法來控制溫升；

②改善機床結構，即a、使熱變形發生在非敏感方向上；b、在結構上盡可能減少零件變形部分的長度，以減少熱變形總量；c、盡量設計對稱結構；d、采用熱平衡措施和特殊的調節元件來消除或補償熱平衡。

c.高的運動精度和低速運動的平穩性；

d.充分滿足人性化要求。

7．滾珠絲桿如何預緊？

答：滾珠絲杠副的預緊 滾珠絲杠螺母副的預緊是通過改變兩個螺母的相對位置，使每個螺母中的滾珠分別接觸絲杠滾道的左、右兩側面來實現的。

a、雙螺母墊片式預緊；b．雙螺母螺紋式預緊；c．單螺母變導程自預緊。

9．數控機床的導軌副有哪些形式？

答：機床上常用的導軌，按其接觸面間的摩擦性質的不同，可分為三大類：

（1）滑動導軌

（2）滾動導軌

（3）靜壓導軌

數控機床導軌副有哪些特點？

答：（1）導向精度高

（2）耐磨性能好

（3）足夠的剛度

（4）低速運動的平穩性

（5）結構簡單、工藝性好。

第八章 數控機床的故障診斷

1．故障及故障診斷的一般定義。

答：（1）系統可靠性：是指系統在規定條件下和規定時間內完成規定功能的能力。

（2）故障：是指系統在規定條件下和規定時間內爽失了規定的功能。

2．根據數控機床的故障頻率，整個使用壽命期大致可以分為哪三個階段？它們各自有什么特點？

答：根據數控機床的故障頻率，整個使用壽命期大致可以分為三個階段：初期運行期、有效壽命期和衰老期。其中，有效壽命期故障率最低。

4．數控機床的故障診斷常用的方法有哪些？

答：（1） 常規分析法

常規分析法是對數控機床的機、電、液等部分進行的常規檢查，以此來判斷故障發生原因的一種方法。

（2）動作分析法

動作分析法是通過觀察、監視機床實際動作，判定動作不良部位并由此來追溯故障根源的一種方法。

（3）狀態分析法

狀態分析法是通過監測執行元件的工作狀態，判定故障原因的一種方法。

（4）操作、編程分析法

操作、編程分析法是通過某些特殊的操作或編制專門的測試程序段，確認故障原因的一種方法。

（5）CNC的故障自診斷

開機自診斷 所謂開機自診斷是指數控系統通電時，由系統內部診斷程序自動執行的診斷，它類似于計算機的開機診斷。

（6）脫機測試（離線診斷）

一般包括三種形式：啟動診斷、在線診斷（又稱后臺診斷）和離線診斷。

第九章 數控技術的發展與機械加工自動化

1．簡述數控機床的發展趨勢

答：a.高速化與高精度化；b.多功能化（包含工序復合化和功能復合化）c.自適用控制的智能化；d.高柔性化：柔性是指數控設備適應加工對象變化的能力；e.可靠性最大化(啟動診斷、在線診斷、離線診斷) ；f.控制系統小型化；g.開放式體系結構

3．什么是柔性制造單元（FMC）？常用的有哪幾類？

答：柔性制造單元（FMC）：由加工中心（MC）和自動交換工件（AWC）的裝置所組成，同時數控系統還增加了自動檢測與工況自動監控等功能。

根據不同的加工對象、CNC機床的類型與數量以及工件更換與存儲方式的不同，結構形式主要分為：

（1）托盤搬運式

（2）機器人搬運式

4．柔性制造系統（FMS）具有哪些基本特征？

答：（1）具有多臺制造設備；

（2）在制造設備上，利用交換工作臺或工業機器人等裝置實現零件的自動上料和下料；

（3）由一個物料運輸系統將所有設備連接起來，可以進行沒有固定加工順序和無節拍的隨機自動制造。

（4）由計算機對整個系統進行高度自動化的多級控制與管理，對一定范圍內的多品種，中小批量的零部件進行制造。

（5）配有管理信息系統（MIS）。

（6）具有動態平衡的功能，能進行最佳調度。

5．什么是計算機集成制造系統（CIMS）？

答：一般來說，CIMS的定義應包括以下要素：

（1）系統發展的基礎是一系列現代技術及其綜合；

（2）系統包括制造工廠全部生產、經營活動，并將其納入多模式，多層次的分布自動化子系統；

（3）系統是通過新的管理模式、工藝理論和計算機網絡對上述各子系統所進行的有機集成。

（4）系統是人、技術和經營三方面的集成，是一個人機系統，不能忽視人的作用。

（5）系統的目標是獲得多品種、中小批量離散生產過程的高效益和高柔性，以達到動態總體最優，實現腦力勞動自動化和機器智能化。

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