【考点3】PLC的特点，数控机床中两类PLC的形式与区别

【例题·多选题】PLC的基本技术指标包括（ ）。

A.CPU主频

B.存储器容量

C.I/O点数

D.扫描速度

E.编程语言

『正确答案』BCDE

『答案解析』PLC的基本技术指标

存储器容量一般用K字节（KB）、K位来表示。IK=1024字节。

扫描速度一般以执行1000步指令所需要的时间来衡量，单位是ms/K，或μs/步。

I/O点数I/O点数是指PLC外部输入、输出端子总数，这是PLC最重要的一项技术指示。

编程语言编程语言的指令条数是衡量PLC软件功能强弱的主要指标，指令越多，编程功能越强。

【链接】微处理器的品质决定了CNC装置的档次。CPU的主要指标是 主频和字长。

【例题·多选题】（2008）下列关于CNC装置内装型PLC的说法中，正确的是（ ）。

A.它可以具有自己的专用微处理器

B.它可以采用单独的电源和地线

C.它可以单独制成一块印刷电路板

D.它可以使用本身的I／O接口与机床侧的I／O连接

E.它可以传输高级控制功能

『正确答案』ACE

『答案解析』内装型PLC有与CNC共用微处理器和具有专门微处理器两种类型；与CNC其他电路同装在一个机箱内，共用一个电源和地线；可以和CNC其他电路制作在同一电路板上，也可以单独制成一块附加印刷电路板；没有单独的I/O接口电路，使用CNC装置本身的I/O接口电路；可以使用梯形图编辑和传送高级控制功能。

【链接】1.内装型PLC的特点是：

（1）其性能指标由所属CNC装置的性能规格确定。它的硬件和软件被作为CNC装置的基本功能统一设计，具有结构紧凑、适配性强等优点。

（2）它有与CNC共用微处理器和具有专用微处理器两种类型。前者利用CNC微处理器的余力来发挥PLC的功能，I/O点数较少；后者由于有独立的微处理器，多用于顺序程序复杂动作速度要求快的场合。

（3）它与CNC其它电路同装在一个机箱内，共用一个电源和地线。

（4）内装型PLC的硬件电路可与CNC其他电路制作在同一块印刷电路板上，也可以单独制成一块附加印刷电路板，供用户选择。

（5）内装型PLC使用CNC装置本身的I/O接口电路。

（6）采用内装型PLC造价低，具有较高的性能/价格比。

2.独立型PLC的特点是：

（1）可根据数控机床对控制功能的要求灵活选购或自行开发。

（2）有自己的I/O接口电路，PLC本身采取模块化结构。

（3）可以扩大CNC的控制功能，可以形成两个以上的附加轴控制。

（4）在性价比不如内装型PLC。

【例题·单选题】下列关于采用PLC进行位置控制的叙述中，正确的是（ ）。

A.PLC的位置控制模块只能驱动步进电动机

B.PLC的位置控制模块只能进行单轴控制

C.PLC的位置控制模块只能进行恒速控制

D.可采用PLC语言进行位置运动编程

『正确答案』D

『答案解析』PLC制造厂商可提供驱动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块，所以选项A、B错误；PLC位置控制的编程可用PLC语言完成，通过编程器输入，用程序设定速度和加速度参数，控制系统可自动实现阶梯式加减速，所以选项C错误，选项D正确。

【例题·单选题】下列关于PLC特点的叙述中，错误的是（ ）。

A.PLC功能完善，不仅具有逻辑运算功能，还具有插补功能

B.PLC可以提供数据传送、网络通信功能

C.PLC可以采用面向过程的语言编程，编程方便

D.PLC抗工业环境干扰能力强，可靠性高

『正确答案』A

『答案解析』PLC接受来自零件加工程序的开关功能信息（M、S、T 即辅助功能、主轴转速功能和刀具功能）、机床操作面板上的开关量信号，进行逻辑处理，完成输出控制功能，实现各功能以及操作方式的连锁。

【链接】（1）控制程序可变，具有良好的柔性。（2）采用面向过程的语言，编程方便。（3）功能完善。（4）扩充方便，配置灵活。（5）系统构成简单，安装调试方便。（6）可靠性高。

【例题·单选题】由PLC进行处理和输出的低速辅助信息M、S、T指的是（ ）。

A.辅助功能、主轴转速功能、刀具功能

B.进给功能、主轴转速功能、刀具功能

C.辅助功能、进给功能、刀具功能

D.辅助功能、主轴转速功能、进给功能

『正确答案』A

『答案解析』PLC处理的低速辅助信息包括（1）辅助功能 M（主轴起、停，冷却液通、断，刀具更换等）；（2）主轴转速功能 S（主轴转速设定）；（3）刀具功能 T（刀具选择）。

【考点4】伺服电动机的结构、特点、区别以及相关计算

【例题·单选题】（2007）数控机床不要求进给伺服驱动系统具有（ ）的功能。

A.快速响应

B.调速范围宽

C.低速大转矩

D.在宽调速范围内保持恒功率输出

『正确答案』D

『答案解析』数控机床对伺服驱动系统的要求是高精度，快速响应、无超调，调速范围宽，低速转矩大，可靠性高。

【例题·单选题】（2007）与普通型转子直流伺服电动机相比，小惯量型转子直流伺服电动机（ ）。

A.能与机械传动系统直接相连

B.过载能力不高

C.转子热容量大

D.通过加大电源容量可以得到较好的快速响应特性

『正确答案』B

『答案解析』小惯量型转子电动机的转子惯量小，适合于快速响应的伺服系统；过载能力低；当用于数控机床等进给伺服系统中时，由于转子惯量与机械传动系统匹配较差，电动机与机械传动系统不能直接相连，必须采取一些措施。

【例题·单选题】（2009）与普通型转子直流伺服电动机相比，小惯量型转子直流伺服电动机（ ）。

A.转轴可与机械传动系统直接相连

B.低速输出转矩大

C.过载能力较低

D.快速响应特性较差

『正确答案』C

『答案解析』小惯量型转子直流伺服电动机的特点是惯量小，适合快速响应的伺服系统。但其过载能力低，当用于数控机床等进给伺服系统中，由于转子惯量与机械传动系统匹配较差，电动机机轴与机械传动系统不能直接相连，必须采取一定的措施。

【例题·单选题】（2008）交流主轴电动机是经过专门设计的鼠笼式三相异步电动机。它的（ ）仍与普通鼠笼式三相异步电动机的相同。

A.定子铁芯结构

B.外形

C.定子绕组构造形式

D.外壳

『正确答案』C

『答案解析』交流主轴电动机定子铁芯有轴向通风孔，便于电动机冷却；它没有外壳，定子铁芯直接暴露在空气中。

【例题·多选题】永磁直流伺服电动机工作曲线中的断续工作区是由（ ）围成的区域。

A.转矩极限线

B.转速极限线

C.瞬时换向极限线

D.温度极限线

E.换向极限线

『正确答案』ADE

『答案解析』断续工作区由纵坐标，转矩极限线、温度极限线、换向极限线围成的区域构成。

Ⅰ区为连续工作区，在该区域内转矩和转速的任意组合都可以长时间连续工作。

Ⅱ区为断续工作区，在该区域内电动机只能按允许的工作时间和断电时间歇工作。

Ⅲ区为加速和减速区，在该区域内电动机只能作加速或减速，工作极短的时间。

【例题·单选题】（2009）步进电动机每输入一个脉冲信号转子转过的角度称为步距角，步距角与电动机（ ）的说法是错误的。

A.转子齿数成反比

B.相数成反比

C.运行拍数成正比

D.通电方式系数成反比

『正确答案』C

『答案解析』 ，所以步距角和运行拍数（N），步进电动机相数（m），转子的齿数（Zr），通电方式有关的系数（K）均呈反比。

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