電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)課后答案

1、精選文檔 1-5、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。 1-9、說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，

2、它利用的是熔絲的熱熔斷原理，它的動(dòng)作具有瞬時(shí)性。 1-11、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1-16控制按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)在電路中各起什么作用 控制按鈕作用：在控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器等。  轉(zhuǎn)換開關(guān)作用：轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔式、控制多回路的主

3、令電器。廣泛應(yīng)用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉(zhuǎn)換、電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)距離控制等，也常作為電壓表、電流表的換相開關(guān)，還可用于控制小容量的電動(dòng)機(jī)。 行程開關(guān)作用：用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)控制器件。  接近開關(guān)作用：不僅用于行程控制和限位保護(hù)，還用于高速計(jì)數(shù)、測(cè)速、液面控制、檢測(cè)金屬體的存在、零件尺寸以及無觸點(diǎn)按鈕等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命和對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力也優(yōu)于一般機(jī)械式行程開關(guān)。 光電開關(guān)作用：可非接觸、無損傷地檢測(cè)和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng)作。目前，光電開關(guān)

4、已被用作物位檢測(cè)、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。2-1、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、過載、失壓保護(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)行簡要說明，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)（<10kW）可以采用直接啟動(dòng)。 在該電路中，閉合自動(dòng)開關(guān)QA0，按下啟動(dòng)按鈕SF2，接觸器接觸器KM線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開始全壓啟動(dòng)，同時(shí)接觸器KM的輔助常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM線圈有兩條通電路徑。這樣當(dāng)松

5、開啟動(dòng)按鈕SB2后，接觸器KM線圈仍能通過其輔助觸點(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)斷開。切斷電動(dòng)機(jī)三相電源，電動(dòng)機(jī)M自動(dòng)停車，同時(shí)接觸器KM自鎖觸點(diǎn)也斷開，控制回路解除自鎖。松開停止按鈕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。2-3、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： 2-11、某機(jī)床主軸由一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，潤滑油泵由另一臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，均采用直接啟動(dòng)，

6、工藝要求有;（1）主軸必須在潤滑油泵啟動(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，才允許潤滑油泵停止；（4）具有必要的電氣保護(hù).按動(dòng)SF1使QA2得電自鎖，則潤滑油泵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)潤滑油泵要停轉(zhuǎn)時(shí)，必須先使主軸電動(dòng)機(jī)先停止，即QA1常開斷開，再按動(dòng)SF6。2-13、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)

7、；再運(yùn)行10S，電動(dòng)機(jī)全部停止。3-6、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)掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出

8、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)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，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)問題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，屬于無觸點(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)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問題。

9、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，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、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。3-10 構(gòu)成PLC的主要部件有哪些？各部分主要作用是什么 CPU：中央處理單元存儲(chǔ)器：PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩部分。   系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來存放由PLC廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能更改。系統(tǒng)程序

10、包括三部分：系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序以及標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用。用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來存放用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)值、數(shù)據(jù)等。 I/O單元：PLC的輸入/輸出信號(hào)類型可以是開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。輸入/輸出單元包括兩部分：一是與被控設(shè)備相連接的接口電路，另一部分是輸入和輸出的映像寄存器。 電源：PLC一般使用220V的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電路提供5V、±12

11、V、24V等直流電源，使PLC能正常工作。 通信接口 擴(kuò)展接口 編程設(shè)備：編程器的作用是供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。分簡易型和智能型。3-11、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。它的中心工作過程分輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。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，

12、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，通過一定方式集中輸出，最后經(jīng)過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)責(zé)，在下一個(gè)輸出刷新階段開始之前，輸出鎖存器的狀態(tài)不會(huì)改變。4-3 一個(gè)控制系統(tǒng)如果需要12點(diǎn)數(shù)字量輸入，30點(diǎn)數(shù)字量輸出，8點(diǎn)模擬量輸入和2點(diǎn)模擬量輸出。問：（1） 可以選用哪種主機(jī)型號(hào)？（2） 如何選擇擴(kuò)展模塊？（3） 各模塊按什么順序連接到主機(jī)？畫出連接圖。（4） 按上問所畫出的圖形，其主機(jī)和各模塊的地址如何分配？（1） 主機(jī)模塊型號(hào)可以選擇CPU224或CPU226。CPU224更加經(jīng)濟(jì)（2） 選擇擴(kuò)展模塊解： 選擇

13、開關(guān)量擴(kuò)展模塊 系統(tǒng)需要的開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)為： 數(shù)字量輸入12點(diǎn)， 數(shù)字量輸出30點(diǎn)； CPU224 模塊自帶的I/O點(diǎn)數(shù)為： 開關(guān)量輸入14點(diǎn)，已能滿足控制系統(tǒng)要求 開關(guān)量輸出10點(diǎn); 需擴(kuò)展20點(diǎn)開關(guān)量擴(kuò)展模塊選擇方案可以是 方案 ：EM222 (8出）×3 選擇模擬量擴(kuò)展模塊 CPU224模塊不帶模擬量I/O點(diǎn)，系統(tǒng)需要模擬量I/O數(shù)量： 模擬量輸入7點(diǎn)， 模擬量輸出2點(diǎn) 方案1：EM231(4AI)×2+ EM232(2AO) 方案2：EM235(4AI/1AO)×2系統(tǒng)控制方案是:CPU224 + EM222(8出）×3 + EM235

14、5;2 檢驗(yàn)最大I/O配置預(yù)算： CPU連接了5個(gè)擴(kuò)展模塊允許連接的數(shù)量7。 擴(kuò)展后I/O點(diǎn)總數(shù): 開關(guān)量(12/30) I/O映像寄存器數(shù)量(128/128) 模擬量(7/2) 模擬量I/O映像寄存器數(shù)量(32/32) 所有擴(kuò)展模塊所消耗的5V電源電流之和180mA CPU224 所能提供的DC5V電源電流660mA。各模塊分配的地址： 5-2. S7-200 PLC中共有幾種分辨率的定時(shí)器？它們的刷新方式有何不同？S7200 PLC中共有幾種類型的定時(shí)器？對(duì)它們執(zhí)行復(fù)位指令后，它們的當(dāng)前值和位的狀態(tài)是什么？S7-200 PLC中共有3種分辨率的定時(shí)器：1 ms、10 ms 和 100 ms

15、。1 ms定時(shí)器：由系統(tǒng)每隔1 ms刷新一次當(dāng)前值和狀態(tài)位，與掃描周期及程序處理無關(guān)。采用的是中斷刷新方式，在一個(gè)周期中其可能被多次刷新。 10 ms定時(shí)器 10 ms定時(shí)器由系統(tǒng)在每個(gè)掃描周期開始時(shí)自動(dòng)刷新； 100 ms定時(shí)器 100 ms定時(shí)器在定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)被刷新。 S7-200 PLC有三種類型的定時(shí)器： 接通延時(shí)定時(shí)器（TON） 有記憶接通延時(shí)定時(shí)器（TONR） 斷開延時(shí)定時(shí)器（TOF）。對(duì)它們執(zhí)行復(fù)位指令后，它們的當(dāng)前值和狀態(tài)位 是：當(dāng)前值狀態(tài)位TON00TONR00TOF015-65-13、用簡單設(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。控制要求：（1）開機(jī)前首先啟

16、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)。611 某一過程控制系統(tǒng)，其中一個(gè)單極性模擬量輸入?yún)?shù)從AIW0采集到PLC中，通過PID指令計(jì)算出的控制結(jié)果輸出到控制對(duì)象。PID參數(shù)表起始地址為VB100。試設(shè)計(jì)一段程序完成下列任務(wù)：（1）每200ms中斷一次，執(zhí)行中斷程序；（2）在中斷程序中完成對(duì)AIW0的采集、轉(zhuǎn)化及歸一化處理；完成回路控制輸出值的工程量轉(zhuǎn)化和輸出。子程序0中斷程序0（不同做法）6-11、7-4 答：“三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)/停止”的例子中，電氣原理圖的設(shè)計(jì)原理、方法和結(jié)果。系統(tǒng)使用三個(gè)交流接觸器控制三臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟停。用一個(gè)啟

17、動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕來發(fā)出控制指令，用四個(gè)時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)過程與停止過程的延時(shí)。在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到啟/停信號(hào)要用短信號(hào)，要注意對(duì)定時(shí)器及時(shí)復(fù)位。設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)是找出時(shí)間繼電器開始工作的條件及其控制邏輯，例子中沒有考慮時(shí)間繼電器觸點(diǎn)的數(shù)量，但實(shí)際中必須考慮。系統(tǒng)采用熱繼電器對(duì)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱過載保護(hù)，它是為了防止過載而采取的措施。若對(duì)過載沒有太多要求，則可以把它們省掉。PLC一般指令的設(shè)計(jì)原理、方法和結(jié)果。先把題目中的輸人/輸出點(diǎn)找出來，分配好對(duì)應(yīng)的PLC的I/O地址。輸入點(diǎn)：啟動(dòng)按鈕I0.0；停止按鈕：I0.1。輸出點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)MA1：Q0.0；電動(dòng)機(jī)MA2：Q0.1；電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)MA3：Q0.2。PLC輸出點(diǎn)實(shí)際上是控制每個(gè)電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)接觸器的線圈。方法一：控制信號(hào)采用定時(shí)器脈沖信號(hào)。在S7-200PLC中，若采用100ms定時(shí)器，可以使用自復(fù)位功能來產(chǎn)生脈沖信號(hào)，自復(fù)位功能可以使編程簡單。方法二：采用比較指令進(jìn)行編程。程序的核心是使用斷電延時(shí)定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)定時(shí)，斷電延時(shí)定時(shí)器的特性是：計(jì)時(shí)到設(shè)定值后，當(dāng)前值停在設(shè)定值處而不像通電延時(shí)定時(shí)器繼續(xù)往前計(jì)時(shí)。時(shí)間繼電器的設(shè)定值必