電氣控制與PLC1-7章課后答案

1、第一章作業(yè)參考答案1.電磁式電器主要由哪幾部分組成？各部分作用是什么?答：主要由觸頭、每戶裝置和電磁機(jī)構(gòu)組成。觸頭是執(zhí)行部件通過(guò)觸頭的動(dòng)作來(lái) 接通或斷開(kāi)被控電路。滅弧裝置作用，熄滅電弧。電磁機(jī)構(gòu)是電磁式低壓電器的 感測(cè)部件，作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量， 帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)電路的 接通或分?jǐn)唷?、何謂電磁機(jī)構(gòu)的吸力特性與反力特性？吸力特性與反力特性之間應(yīng)滿足怎樣 的配合關(guān)系?答：電磁機(jī)構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙長(zhǎng)度的關(guān)系曲線稱作吸力特性；電磁機(jī)構(gòu)使 銜鐵釋放（復(fù)位）的力與氣隙長(zhǎng)度的關(guān)系曲線稱作反力特性。電磁機(jī)構(gòu)欲使銜鐵吸合，在整個(gè)吸合過(guò)程中，吸力都必須大于反力。反映在特 性圖上就是要保持吸力

2、特性在反力特性的上方且彼此靠近。3、單相交流電磁鐵的短路環(huán)斷裂或脫落后，在工作中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么?答:在工作中會(huì)出現(xiàn)銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)并發(fā)出噪聲，甚至使鐵芯松散得到現(xiàn)象。原因是：電磁機(jī)構(gòu)在工作中，銜鐵始終受到反力Fr的作用。由于交流磁通過(guò)零時(shí)吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力Fr作用下被拉開(kāi)。磁通過(guò)零后吸力增 大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)銜鐵又被吸合。 這樣，在交流電每周期內(nèi)銜鐵吸力要兩次 過(guò)零，如此周而復(fù)始，使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)并發(fā)出噪聲，甚至使鐵芯松散。4.常用的滅弧方法有哪些?答：多斷點(diǎn)滅弧，磁吹式滅弧，滅弧柵，滅弧罩。5、接觸器的作用是什么？根據(jù)結(jié)構(gòu)特征如何區(qū)分交、直流接觸器?答：接觸器的作

3、用是控制電動(dòng)機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等。交流接觸器的鐵芯用硅鋼片疊鉚而成， 而且它的激磁線圈設(shè)有骨架，使鐵芯 與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣有利于鐵芯和線圈的散熱。直流接觸器的鐵芯通常使用整塊鋼材或工程純鐵制成，而且它的激磁線圈制 成高而薄的瘦高型，且不設(shè)線圈骨架，使線圈與鐵芯直接接觸，易于散熱。8、熱繼電器在電路中的作用是什么？帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)的三相式熱繼電器各用在什么場(chǎng)合?答：熱繼電器利用電流的熱效應(yīng)原理以及發(fā)熱元件熱膨脹原理設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)三 相電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。三角形接法的電動(dòng)機(jī)必須用帶斷相保護(hù)的三相式熱繼電器；丫形接法的電動(dòng)機(jī)可用不帶斷相保護(hù)的三相式熱繼電器。9

4、、說(shuō)明熱繼電器和熔斷器保護(hù)功能的不同之處。答：熱繼電器在電路中起過(guò)載保護(hù)的作用，它利用的是雙金屬片的熱膨脹原理, 并且它的動(dòng)作有一定的延遲性；熔斷器在電路中起短路保護(hù)的作用，它利用的是 熔絲的熱熔斷原理，它的動(dòng)作具有瞬時(shí)性。11、中間繼電器與接觸器有何異同?答：相同點(diǎn)：輸入信號(hào)都是電壓；都是利用電磁機(jī)構(gòu)的工作原理。不同點(diǎn)：中間繼電器用于小電流控制電路中，起信號(hào)傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)和分 路等作用，主要用于擴(kuò)展觸點(diǎn)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)邏輯控制;接觸器用于頻繁遠(yuǎn)距離接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)主電路或其他負(fù)載電路,是執(zhí)行電器，分主、輔助觸點(diǎn)，大多有滅弧裝置1、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)在什么條件下可直接啟動(dòng)？試設(shè)計(jì)帶有短路、過(guò)載、失

5、壓保護(hù)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的主電路和控制電路，對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn) 行簡(jiǎn)要說(shuō)明，并指出哪些元器件在電路中完成了哪些保護(hù)功能?答：小容量的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)（vlOkW）可以采用直接啟動(dòng)。LI L2 L3 ? J ! 沖AFAFA S-QA1UBigMAMSF； 1OAl 閉合自動(dòng)開(kāi)關(guān)QAO，按下啟動(dòng)在該電路中，按鈕SF2，接觸器接觸器KM線圈通電，其常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開(kāi) 始全壓?jiǎn)?dòng)，同時(shí)接觸器KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM線圈有兩條通 電路徑。這樣當(dāng)松開(kāi)啟動(dòng)按鈕SB2后，接觸器KM線圈仍能通過(guò)其輔助觸點(diǎn)通電 并保持吸合狀態(tài)。按停止按鈕SB1,接觸器KM線圈失電，則其主觸點(diǎn)

6、斷開(kāi)。切斷 電動(dòng)機(jī)三相電源，電動(dòng)機(jī)Mi動(dòng)停車，同時(shí)接觸器KM!鎖觸點(diǎn)也斷開(kāi)，控制回路 解除自鎖。松開(kāi)停止按鈕SB1,控制電路又回到啟動(dòng)前的狀態(tài)。其中，起短路保護(hù)作用的是熔斷器FA;起過(guò)載保護(hù)作用的是熱繼電器BB起 失壓和欠壓保護(hù)作用的是接觸器 KM。3、某三相籠型異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求啟動(dòng)電流不能過(guò)大，制動(dòng)時(shí)要快速停 車。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路，并要求有必要的保護(hù)。答：5、星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)方法有什么特點(diǎn)并說(shuō)明其適合場(chǎng)合?1/3,啟動(dòng)電流約為價(jià)格低，但是啟動(dòng)轉(zhuǎn)答：特點(diǎn)：星形啟動(dòng)電流降為原來(lái)三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)的 電動(dòng)機(jī)額定電流的2倍左右，啟動(dòng)電流特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 矩也相應(yīng)降為原來(lái)三角形直

7、接啟動(dòng)時(shí)的 1/3,轉(zhuǎn)矩特性差。適合場(chǎng)合：電動(dòng)機(jī)空載或輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。7、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種電氣制動(dòng)方式？各有什么特點(diǎn)和適合場(chǎng)合?答：1）反接制動(dòng)，特點(diǎn)是制動(dòng)迅速、效果好，但沖擊大，通常僅適用于lOkW 以下的小容量電動(dòng)機(jī)。2）能耗制動(dòng)，特點(diǎn)是能耗制動(dòng)比反接制動(dòng)消耗的能量少，其制動(dòng)電流也比反接制動(dòng)電流小得多，但能耗制動(dòng)不及反接制動(dòng)明顯，且需要一個(gè)直流電源，控 制線路相對(duì)比較復(fù)雜。適用于電動(dòng)機(jī)容量較大和啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。8、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪幾種?答：改變極對(duì)數(shù)P的變極調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率s的降壓調(diào)速和改變電動(dòng)機(jī)供電電源 頻率fi的變頻調(diào)速。12、某機(jī)床主軸由一臺(tái)三相籠型異

8、步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)， 潤(rùn)滑油泵由另一臺(tái)三相籠型異 步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，均采用直接啟動(dòng)，工藝要求有；(1) 主軸必須在潤(rùn)滑油泵啟動(dòng)后，才能啟動(dòng)；(2) 主軸為正向運(yùn)轉(zhuǎn)，為調(diào)試方便，要求能正、反向點(diǎn)動(dòng);(3) 主軸停止后，才允許潤(rùn)滑油泵停止;(4) 具有必要的電氣保護(hù)。/ n JK-. H J- u s/SF5 E-OASF2OAISF6 EOAIQA2按動(dòng)SF1使QA2得電自鎖，則潤(rùn)滑油泵 MA2啟動(dòng)，再按動(dòng)SF2,可使QA1 得電自鎖，主軸電動(dòng)機(jī) MA1正向啟動(dòng)。按SF3可使QA1得電，即主軸電動(dòng)機(jī)MA1正向點(diǎn)動(dòng)；按SF4可使QA3得電，即主軸電動(dòng)機(jī) MA1反向點(diǎn)動(dòng)。當(dāng)潤(rùn)滑 油泵要停轉(zhuǎn)時(shí)，必須先使主軸電動(dòng)

9、機(jī)先停止，即 QA1常開(kāi)斷開(kāi)，再按動(dòng)SF6。14、設(shè)計(jì)一個(gè)控制線路，要求第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)10S后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)； 運(yùn)行5S后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止并同時(shí)使第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)；再運(yùn)行 10S， 電動(dòng)機(jī)全部停止。KUSFIQAlQaTI1 QAJ15、設(shè)計(jì)一小車運(yùn)行控制線路，小車由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其動(dòng)作程序如下:(1) 小車由原位開(kāi)始前進(jìn)，到終端后自動(dòng)停止;(2) 在終端停留2 min后自動(dòng)返回原位停止；第三章作業(yè)參考答案5、PLC有什么特點(diǎn)?答：PLC的主要特點(diǎn)有:抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高;控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng);編程方便，易于使用;(4)功能強(qiáng)大，成本低;(5)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短

10、;(6)維護(hù)方便。6、PLC與繼電器控制系統(tǒng)相比有哪些異同?答: PLC的梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，信號(hào)的輸入 /輸出形式及控制 功能基本上也是相同的;它們的不同之處主要表現(xiàn)在:(1)控制邏輯一一繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串 聯(lián)或并聯(lián)，及時(shí)間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、 故障率高，靈活性和擴(kuò)展性很差。而 PLC采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序 方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，靈活性和擴(kuò)展性都很好。(2)工作方式一一繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，屬于并行 工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描過(guò)程中,各種邏輯、數(shù)

11、值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算得出的，所以屬于 串行工作方式。(3) 可靠性和可維護(hù)性一一繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多, 可靠性和可維護(hù)性差。而 PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半 導(dǎo)體電路來(lái)完成，PLC還配有自檢和監(jiān)督功能，可靠性和可維護(hù)性好。(4)控制速度一一繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低, 且機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而 PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控 制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。(5) 定時(shí)控制一一繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和

12、溫度變化的影響, 困難等問(wèn)題。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器時(shí)基脈沖由晶振產(chǎn)生，調(diào)整時(shí)間精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍廣，調(diào)整時(shí)間方便。(6)設(shè)計(jì)和施工一一使用繼電器控制邏輯完成一項(xiàng)工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)、而且修改困難。而用PLC完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，現(xiàn)場(chǎng)施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。11、PLC是按什么樣的工作方式進(jìn)行工作的？它的中心工作過(guò)程分哪幾個(gè)階段？在每個(gè)階段主要完成哪些控制任務(wù)?答：PLC是按集中輸入、集中輸出，周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。它的中 心工作過(guò)程分輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷

13、新階段。在輸入采樣階段，首先掃描所以輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入相對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中，此時(shí)輸入映像寄存器被刷新，它與外界隔離，其內(nèi)容保持不變, 直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段。在程序執(zhí)行階段，PLC按從左到右、從上到下的步驟順序執(zhí)行程序。在輸出刷新階段中，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)一起轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過(guò)一定方式集中輸出，最后經(jīng)過(guò)輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)責(zé)， 在下個(gè)輸出刷新階段開(kāi)始之前，輸出鎖存器的狀態(tài)不會(huì)改變。12、一般來(lái)說(shuō)，PLC對(duì)輸入信號(hào)有什么要求？答：要求：輸入信號(hào)的寬度大于一個(gè)掃描周期，或者說(shuō)輸入信號(hào)的頻率不能太高, 否則很可能造成信號(hào)的丟失。第四章作業(yè)參考答案4、PL

14、C中的內(nèi)部編程資源(即軟元件)為什么被稱作軟繼電器？某主要特點(diǎn)是什么?答：軟元件是PLC內(nèi)部的具有一定功能的器件，實(shí)際上是由電子電路和寄存器及存儲(chǔ)器單元等組成。它們都具有繼電器特性，但沒(méi)有機(jī)械性的觸點(diǎn)。為了把這種元器件與傳統(tǒng)電氣控制電路中的繼電器區(qū)別開(kāi)來(lái)，把它們稱做軟繼電器。其主要特點(diǎn)是:(1)軟元件是看不見(jiàn)、摸不著的，也存在物理性的觸點(diǎn);(2)每個(gè)軟元件可提供無(wú)限多個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，即它們的觸點(diǎn)可以無(wú)限 次使用;(3) 體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)。5、S7-200系列PLC中有哪些軟元件?答：輸入繼電器I、輸出繼電器Q、通用輔助繼電器 M、特殊繼電器SM、變量存儲(chǔ)器V、局部變量存儲(chǔ)器L、順序

15、控制繼電器S、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、模擬輸入映像寄存器AI、模擬輸出映像寄存器 AQ、高速計(jì)數(shù)器HC、累加器AC。第五章作業(yè)參考答案4.寫(xiě)出04衛(wèi)所示梯形圖的語(yǔ)句表10 0to IIII_ JMIO 01MOI 1TH 10.3/T37/000pC )00 2T S )2M07Ml.2lldlTON1IIpiI*300-PTMO6M?04 T37LD10.0ATJID. 1LDMMO.OAKO, 1OLDLDN10.30T40ALDLDNPI1,OAMl, 1ONHl.2OLDANT37Q0,03Q0,2, 2AHO. 7TONT37, +3ANMO. 6HZ,05、寫(xiě)出圖453所示梯形圖的語(yǔ)句

16、表00.0T 10 1O0 0M0 2T38M0.4M0 3M0 3PQO 5R3l(HMOOM0.1I(LDONLP3ALF3ALPPAHLPDLDNOALDAN5-53LPPANEUP10,0Q0,010,1HO.OQ0,0H0.1H0,2T3，SHO, 3HO. 4HO *310.5QO.5, 310、試設(shè)計(jì)一個(gè)照明燈的控制程序。當(dāng)接在10.0上的聲控開(kāi)關(guān)感應(yīng)到聲音信號(hào)后, 接在Q0.0上的照明燈可發(fā)光30S。如果在這段時(shí)間內(nèi)聲控開(kāi)關(guān)又感應(yīng)到聲音信 號(hào)，則時(shí)間間隔從頭開(kāi)始。這樣可確保最后一次感應(yīng)到聲音信號(hào)后，燈光可維持 30S的照明。10.0T37QO.OQO.O10.0MOONMO.O

17、QO.OINTONPTT37+30011、試設(shè)計(jì)有一個(gè)搶答器電路程序。出題人提出問(wèn)題，3個(gè)答題人按動(dòng)按鈕，僅 僅是最早按的人面前的信號(hào)的亮。然后出題人按動(dòng)復(fù)位按鈕后，引出下一個(gè)問(wèn)題。Hetworh 111,0為出題人提出問(wèn)題：忙偽復(fù)位按融；Q1,0為提出問(wèn)題指示-11 0t1 1Q1.0Q1.0Q0.1Q0.1Network ?10.1-10.3分別為三個(gè)答題人的按訊.QDQ皿分另偽三亍答題人的信號(hào)燈.10.1Q1.0Q0 2Q0.3111.1HetworH 3Q1 0Q0.1Q03I11.1Q0.200,310.2Network 4Q1.0Q0.2Q0.3Q0.1111.100,310.31

18、2、用簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)鍋爐鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)控制的梯形圖程序?？刂埔?(1)開(kāi)機(jī)前首先啟動(dòng)引風(fēng)機(jī),10S后自動(dòng)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī);(2)停止時(shí)，立即關(guān)斷鼓風(fēng)機(jī)，經(jīng)20S后自動(dòng)關(guān)斷引風(fēng)機(jī)。Q0.01 MMO.OINTONPT+100-I0.1T38MO.OI/T3SINTON+200-PTNetwork 1IDO宵起動(dòng)按鈕 QOO肯引鳳機(jī).QD/t 議風(fēng)杭i停止按鈕,IO.OT38Q0.0Network 2T37Q0.1Network 3第六章作業(yè)參考答案5、用功能圖方法完成第5章5.5.2節(jié)應(yīng)用舉例中【例5-2】的編程。要求畫(huà)出功 能圖、梯形圖。設(shè)計(jì)完成后，試分析兩種編程方法在設(shè)計(jì)順序控制邏輯程序時(shí)

19、不 同之處。(1)功能團(tuán)10. II/O分配表mio.m23 410.0TI I JfmmJIO,O啟動(dòng)按込停止按紀(jì)液位傳Q0. 0麗F體A閥門HB1Q0, 1羅體童閥門KE2Q02攬拌電動(dòng)機(jī)MAQ0. 了泯合淞體閥HMBd(2)梯形圖500 c営SI?$M001軋乳1too11caSI 01的1SMOT血01巖(sa%T)T37oo?)wTON詁 JFT 1；嘆irwQOD5MOOfD30 3TSI 1(sCftTj(QE)SI 1&M0QI卜KUSCAE)SI 3 I兀R SMrtO 1卜10 2 I h SCRE)SI *1名口SMdDC$CRE)cn語(yǔ)句表QQI 3)SI I-cP T

20、39iFIQN-T39SI. 3sr4SOdpT iMffliMl ISI 3(2)梯形圖SOOS11SCRQO1003QOO5SM01ISQOT3eoa2?)QOO7)T3etooIIfTI(SCRE)sioS105)SCRE)512IM百SMOO002gT39SCRSMOOI sn30INTONPT100 rn;T37T39I卜(SCRE)SI 3 IWTONI sJpT lOQfttI30SCRQ03T401T40pN TONV -pTSI 4(SCRE)10030S14SCRSMOOT T41IN TONT41I卜SCRE)S154PT IQQmi S15 (son)SHOOT 0Q3

21、ST42IN TONPT lOOfmT42514513SMO 5004SQO3。3）語(yǔ)句表LD S LSCRLDSMO 1 SO 0. 1 so 0SMO 0QO 0. 1 QO 3. 1 QO 2. 1 10 010 1SI 0SI 0SMO 0T37. 300T37SCRT SCRE LSCR IDSI 1R TON ID SCRT SCRE LSCR LD S TON LD SCRT SCRESI 1 SKO 0QO 1QO 0. 1 T38 100T38SI 2SI 2 SKO 0QO 2. 1 T39. 50 T39SI 3o1 o 15 o5 1 3 o * 5 o o3 o 4 343 3 4 4 5 5 o 22 o o oo oil as他弟踏計(jì)鉛役林a魏儀第七章作業(yè)參考答案7、試設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器，要求如下:(1)計(jì)數(shù)范圍是0-255;(2) 計(jì)數(shù)脈沖為SM0.5 ；(3) 輸入I0.0的狀態(tài)改變時(shí)，則立即激活輸入/輸出中斷程序。中斷程序0和1 分別將M0.0置成1或0;(4) M0.0為1時(shí)，計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)；M0.0為0時(shí)，計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù);(1)主程序SM01I MT OIMTO-(5)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值通過(guò)連接在 QB0上的7段數(shù)碼管顯示。A7CHE