電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)郭榮祥-田海-習(xí)題答案

第2章習(xí)題4、結(jié)合圖2.14，若隔離開關(guān)QB2為一臺45KW電動機送電，電動機額定電流為85A，熔斷器FA2的熔體電流應(yīng)選多大？答：按2倍選取，熔體電流為170A。9、如何快速地說出額定電壓為380V的三相異步電動機的額定電流？答：電動機功率乘以2，比如22KW電動機，額定電流約為44A。15、某臺三相異步電動機主電路和控制線路如圖2.47所示，當(dāng)旋鈕SF接通時，主電路接觸器QA3吸合，電動機得電運行，一段時間之后，接觸器QA3主觸點自動斷開，經(jīng)測量，熱繼電器BB的常閉觸點斷開，可能的原因是什么？答：①電動機負載太大，導(dǎo)致電動機定子繞組電流增大，流經(jīng)熱繼電器的電流也增大，一定時間后動作，其常閉點斷開，使接觸器QA3線圈失電；②三相電源缺相；③三相電壓不平衡。25、變頻器輸出電流能夠采用傳統(tǒng)的電磁式電流互感器測量嗎？為什么？答：不能。因為變頻器輸出頻率在變化，而電磁式電流互感器適用于50Hz的交流電，頻率偏離50Hz時，測量不準確。29、當(dāng)電路正常運行電流為100A時，一般采用多大量程的電流表？為什么？答：一般采用量程為150A的電流表，因為在量程的約2/3處最準確。31、某電氣控制柜為三臺電動機供電，電動機總功率為50KW，夏季時環(huán)境溫度最高達40℃，若控制柜內(nèi)采用銅電線，電源總開關(guān)所接電線的線徑至少為多粗？答：50KW電動機每相電流約100A，在環(huán)境溫度為達40℃時，35平方毫秒的銅線方可滿足要求，考慮必須留有余量，應(yīng)采用不低于50平方毫秒的銅線。32、某電氣成套設(shè)備的負荷總電流最大為1000A，環(huán)境溫度最高達40℃，若控制柜內(nèi)采用銅母線，電源總開關(guān)所接銅母線的規(guī)格應(yīng)為多大？若采用鋁母線，應(yīng)采用多大規(guī)格？答：采用80*6或80*8的銅母線；采用80*10或100*8的鋁母線。第3章習(xí)題6、三相異步電動機直接啟?？刂凭€路如圖3.42所示，其中圖（a）為主電路，圖（b）、（c）、（d）為相應(yīng)的控制電路，請指出其中的錯誤，并改正。(a)(b)(c)(d)圖3.42電動機直接啟停電氣控制線路圖答：=1\*GB3①圖（b）中，接觸器QA2的常開點不應(yīng)與按鈕SF2并聯(lián)，應(yīng)與SF1并聯(lián)。=2\*GB3②圖（c）中，接觸器QA2的常開觸點并聯(lián)范圍錯誤，應(yīng)于僅與SF1并聯(lián)。=3\*GB3③圖（d）中，與按鈕SF1并聯(lián)的觸點應(yīng)為接觸器QA2的常開觸點。設(shè)計一個兩臺電動機順序動作的電氣控制線路，要求如下：（1）按下啟動按鈕，兩臺電動機先后順序啟動，時間間隔為30秒；（2）按下停止按鈕，兩臺電動機同時停止。（3）兩臺電動機均為直接啟動，且有短路和過載保護。答：8、某機械設(shè)備由三臺電動機驅(qū)動，要求第一臺電動機啟動5分鐘后，第二臺和第三臺同時啟動，停止時只能在第二臺和第三臺停止后，再經(jīng)過3分鐘，第一臺方可停止。三臺電動機均為直接啟動，且有短路和過載保護。（1）要求畫出主電路和控制電路。（2）假設(shè)電動機功率為3KW，請選擇相關(guān)電器的規(guī)格型號和導(dǎo)線線徑。答：（1）主電路和控制電路如下圖，圖中SF1為啟動按鈕，SF2為停止按鈕。（2）電器的選型：空氣開關(guān)QA1（三極）：DZ47/16A；接觸器：CJX2-9A/220V；熱繼電器：JR16/6A～9A；空氣開關(guān)QA5（兩極）：DZ47/3A；中間繼電器KF2：HH53P/220V；時間繼電器：JS20-300；主電路導(dǎo)線：BVR1.5mm29、分析圖3.9所示的三相異步電動機自耦變降壓啟動控制線路。若電動機功率為45KW，請選擇相關(guān)電器和主電路導(dǎo)線。答：合上空氣開關(guān)QA1和QA5，按下啟動按鈕SF2，控制電路中接觸器QA3和QA4線圈、時間繼電器KF1線圈得電，有兩個導(dǎo)電回路：①L3→QA1→QA5→SF1→SF2及自鎖觸點QA3→QA2常閉輔助觸點→KF2常閉觸點→QA3和QA4線圈→TA內(nèi)部用于過熱保護的常閉輔助觸點→QA5→N；②L3→QA1→QA5→SF1→SF2及自鎖觸點QA3→QA2常閉輔助觸點→KF1線圈→TA常閉輔助觸點→QA5→N。第①導(dǎo)電回路接通使得主電路中接觸器QA3和QA4主觸點閉合，電動機串聯(lián)自耦變壓器進行降壓啟動。第②導(dǎo)電回路接通使得時間繼電器KF1開始延時，延時時間一般設(shè)定為10秒左右。當(dāng)KF1延時時間到達后，其常開延時觸點閉合，繼電器KF2線圈、接觸器QA2線圈得電，又有兩個導(dǎo)電回路：③L3→QA1→QA5→SF1→KF1及自鎖觸點KF2→KF2線圈→熱繼電器BB常閉輔助觸點→QA5→N；④L3→QA1→QA5→SF1→KF1及自鎖觸點KF2→QA4常閉點→QA2線圈→BB常閉點→QA5→N。中間繼電器KF2吸合，其常閉觸點斷開，使接觸器QA3和QA4線圈斷電，主電路中自耦變壓器TA斷開；接觸器QA2線圈因QA4常閉點的閉合而得電，其主觸點閉合，電動機全壓啟動運行。QA2常閉輔助觸點斷開，確保接觸器QA3和QA4、時間繼電器KF1線圈不得電。按下停止按鈕SF1，接觸器線圈斷電，主觸點斷開，電動機斷電停止。電動機功率為45KW，額定運行電流約為90A，斷路器QA1可選型號為CDM3-160S/160A；接觸器QA3、QA4選額定電流95A、線圈電壓交流220V，型號CJX2-9511；接觸器QA2選額定電流160A、線圈電壓交流220V、型號CJ20-160；熱繼電器選型號JR36-160，保護值含蓋95A；電壓表、電流表和電流互感器分別選42L6-450V、42L6-150A和LMZJ1-150/5；主電路采用25mm2軟銅線。10、比較電動機采用軟啟動器和采用變頻器進行啟動的優(yōu)缺點。答：電動機采用軟啟動器啟動，啟動方式有多種，包括電壓斜坡啟動、限流升速啟動、電壓斜坡與限流啟動相結(jié)合、電流斜坡啟動、脈沖突跳與電壓斜坡相結(jié)合等方式。其中電壓斜坡啟動方式應(yīng)用最多，該種方式啟動電流一般為額定電流的3～4倍，相對于變頻啟動，啟動電流大，啟動轉(zhuǎn)矩??；采用變頻器啟動，可使啟動電流不超出額定電流，啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動平穩(wěn)。軟啟動器參數(shù)設(shè)置簡單、價格低廉，相對而言，變頻器參數(shù)設(shè)置多、價格高。11、分析電動機正反轉(zhuǎn)可逆運行、反接制動控制線路。答：電動機正反轉(zhuǎn)可逆運行線路，以正—?！纯刂凭€路為例：電動機正轉(zhuǎn)時，合上開關(guān)QA4，按下啟動按鈕SF2，L1和N之間的電壓經(jīng)QA4、SF1、SF2、QA3常閉點和BB常閉點加到接觸器QA2線圈兩端，QA2動作，其主觸點閉合使電動機MA接入正向交流電，電動機正轉(zhuǎn)；同時其常開輔助觸點閉合實現(xiàn)自鎖，常閉輔助觸點斷開，確保接觸器QA3線圈不得電、不吸合。按下停止按鈕SF1，接觸器QA2線圈斷電，其主觸點和常開輔助觸點斷開，自鎖解除，電動機MA斷電停止。按下反轉(zhuǎn)啟停按鈕SF3和SF1則可控制接觸器QA3的吸合與斷開，使電動機反轉(zhuǎn)運行和停止。反接制動控制線路：按下啟動按鈕SF2，接觸器QA2吸合并自鎖，主電路中QA2主觸點閉合，電動機MA得電旋轉(zhuǎn)；同時，QA2常閉觸點斷開，確保QA3線圈不得電，實現(xiàn)互鎖。隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，速度繼電器BS的常開點閉合，為反接制動做好了準備。需要停車時，按下停止按鈕SF1，常閉觸點斷開，接觸器QA2線圈斷電，一方面使主電路中電動機的正向電源斷電，另一方面控制電路中減除自鎖的同時使互鎖觸點QA2閉合；而SF1常開觸點閉合，使接觸器QA3線圈得電并自鎖，QA3主觸點閉合，電動機接入反相序三相電源進行反接制動，轉(zhuǎn)速迅速下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到100r/min時，BS常開觸點斷開，使QA3線圈斷電，相應(yīng)觸點動作，反接制動過程結(jié)束，電動機斷電自由停車。12、設(shè)計采用速度繼電器按照速度原則進行能耗制動的電氣控制線路。答：13、設(shè)計按照時間原則進行可逆運行的能耗制動電氣控制線路。答：14、結(jié)合圖3.14，分析電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時停車過程中電器的動作順序。答：電動機正轉(zhuǎn)停車：電動機正轉(zhuǎn)時，接觸器QA2吸合，速度繼電器BS(1)閉合。按下停止按鈕SF1，動作電器依次為接觸器QA2、QA4、BS(1)、QA4。電動機反轉(zhuǎn)停車：電動機反轉(zhuǎn)時，接觸器QA3吸合，速度繼電器BS(2)閉合。按下停止按鈕SF1，動作電器依次為接觸器QA3、QA4、BS(2)、QA4。15、自耦變壓器降壓起動控制線路如圖3.43所示，回答下列問題：（1）分析電路，寫出電動機啟動過程中電器的動作順序。（2）與圖3.9比較，該電路有何優(yōu)缺點？圖3.43自耦變壓器降壓啟動控制線路答：（1）合上空氣開關(guān)QA1和QA5，按下啟動按鈕SF2，時間繼電器KF1和接觸器QA3、QA4線圈得電→時間繼電器KF1開始延時、接觸器QA3、QA4動作→電動機串自耦變壓器啟動；當(dāng)KF1延時時間到達后，繼電器KF2線圈得電，觸點動作→接觸器QA3、QA4線圈斷電→接觸器QA2線圈隨之得電，其常閉點斷開→時間繼電器KF1線圈失電→電動機全壓運行。（2）主電路中，當(dāng)電動機全壓運行時，自耦變壓器一直通電，接觸器QA4可以選用較小電流規(guī)格的產(chǎn)品。16、比較變頻器工頻電源進線端采用接觸器和斷路器時各自的優(yōu)缺點。答：變頻器電源端采用接觸器控制，在變頻器停止運行時，變頻器斷電，不再消耗能量，更節(jié)能，特別是電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定時，變頻器斷電，故障率降低。當(dāng)變頻器運行與停止較頻繁時，變頻器頻繁通斷電，故障率反而增加；增加了接觸器，提高了成本。變頻器電源端采用斷路器時，變頻器的運行與停止靠控制信號實現(xiàn)，變頻器一直通電，成本較低；但電網(wǎng)電壓不穩(wěn)時，易使變頻器進入保護狀態(tài)，需要操作人員進行斷電復(fù)位；當(dāng)變頻器處于停止狀態(tài)時，仍然消耗能量。17、按電流原則控制的繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制主電路如圖3.36所示，設(shè)計出相應(yīng)的控制線路。答：18、修改圖3.37，消除其中的寄生電路。答：19、忽略變頻器自身的損耗，說出變頻器輸出電流大于輸入電流的原因。答：變頻器忽略自身損耗，其輸入輸出功率相等，當(dāng)變頻器輸出頻率低于工頻時，輸出電壓也降低，而輸入電壓不變，所以輸入電流下降較多，致使輸入電流小于輸出電流。20、比較變頻器為電動機供電時能耗制動和能量回饋制動各自的優(yōu)缺點。答：變頻器為電動機供電時，能耗制動把回饋能量消耗在制動電阻上，需要有制動單元及制動電阻。其優(yōu)點是電路簡單、可靠，價格低廉；缺點是能量浪費較多，發(fā)熱嚴重。能量回饋制動則把能量回饋到交流電網(wǎng)，或者變頻器采用共用直流母線的方式使回饋能量用于其它機械。優(yōu)點是制動能力強、制動轉(zhuǎn)矩大、電能損耗小、功率因數(shù)高、電網(wǎng)運行質(zhì)量好，可有效提高電動機的動態(tài)性能；缺點是設(shè)備成本高，故障處理費用高。21、某通用型生產(chǎn)機械，電動機額定功率為132KW，為使啟動過程平穩(wěn)且可手動改變電動機速度，采用變頻器供電。請畫出相應(yīng)的線路，并選擇相關(guān)電器、導(dǎo)體、變頻器規(guī)格型號。答：手動調(diào)頻可以通過電位器或操作面板的增減頻率按鍵實現(xiàn)。電器選型：斷路器：DZ20Y-400/3300或CDM3-400F/315A；接觸器：CJ20-400A/線圈電壓220V；變頻器：深川S200-G132/P160T4-D或ABBACS550-01-246A-4或西門子MM440-132KW/250A或富士FRN132G11S-4CX；電壓表：42L6-450V；電流表：42L6-300A；電流互感器：LMK-0.66300/5或LMZJ1-0.5300/5；導(dǎo)體：BVR120mm2銅線或25*3銅母線22、以開關(guān)量輸入模擬電位器，采用電接點壓力表進行顯示和控制，設(shè)計一個由一臺水泵供水的變頻調(diào)速控制線路，使水泵出水壓力控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。結(jié)合相關(guān)品牌的變頻器，畫出主電路和控制電路。答：變頻器選用ABBACS510系列產(chǎn)品。第4章習(xí)題1、參照圖4.1和圖4.2，若電動機MA1和MA2的電氣控制線路中的互鎖不是由接觸器的常閉觸點實現(xiàn)，而是通過按鈕完成，請畫出電氣控制線路圖。答：2、采用一臺自耦變壓器啟動兩臺電動機的主電路如圖4.1所示，若兩臺電動機的啟動過程不同時進行，但可同時全壓運行，請畫出電氣控制線路。答：3、參照圖4.1，若每臺電動機的功率為55KW，兩臺電動機不同時運行，請查閱相關(guān)手冊，選擇出主電路電器的規(guī)格型號和主線的線徑。答：采用國產(chǎn)電器，斷路器QA0：CDM3-160A；接觸器QA1～QA5：CJ20-160，線圈電壓AC220V；熱繼電器BB1、BB2：JR36-160120A；自耦變壓器：QZB-J-55KW；導(dǎo)線：35mm2或50mm2軟銅線。4、參照圖4.3和圖4.4，若把圖4.4中的轉(zhuǎn)換開關(guān)SF去掉，采用按鈕和接觸器輔助觸點進行互鎖控制，請畫出電氣控制線路圖。答：5、采用一臺軟啟動器啟動兩臺電動機的主電路如圖4.3所示，請畫出兩臺電動機分時啟動、可同時運行的電氣控制線路。答：6、在圖4.3中，若每臺電動機的功率為90KW，兩臺電動機可同時運行，請查閱相關(guān)手冊，選擇出主電路電器的規(guī)格型號和主線的線徑。答：采用施耐德產(chǎn)品，斷路器QA0：NSC400K400A3P；接觸器QA1～QA5：LC1-D205*5C，線圈電壓AC220V；熱繼電器BB1、BB2：LR-D08C2.5-4與電流互感器副邊相接；軟啟動器：ATS48C21Q210A；導(dǎo)線采用40*4銅母線和95mm2軟銅線。7、請畫出一臺軟啟動器啟動三臺電動機的主電路。答：8、設(shè)計一個采用一臺變頻器控制兩臺電動機的電氣線路，要求每臺電動機既可工頻運行又可變頻運行，當(dāng)其中一臺變頻運行時，另一臺可工頻運行，工頻運行電動機采用直接啟動方式。請畫出主電路及其相應(yīng)的控制電路。假設(shè)兩臺電動機的功率均為7.5KW，請選擇相應(yīng)電器的型號和主線的線徑。答：電器選型：采用西門子產(chǎn)品。斷路器QA0：型號3RV5031-4GA10；接觸器：型號3RT6025-1AN20，線圈AC220V；熱繼電器：型號3RU6126-4BB114-20A；變頻器型號：6SL3210-1KE21-7UB1G120C7.5KW；導(dǎo)線：6mm2和2.5mm2軟銅線。9、設(shè)計一個采用一臺變頻器和一臺自耦變壓器控制兩臺一用一備的電動機電氣控制線路，要求變頻器可以單獨為兩臺電動機供電，自耦變壓器可以分時實現(xiàn)兩臺電動機的降壓啟動。請畫出主電路及其相應(yīng)的控制線路。答：主電路及控制電路10、變頻器進線電抗器起什么作用？什么情況下變頻器需要配置進線電抗器？變頻器出線電抗器起什么作用？答：參見4.3和4.4節(jié)內(nèi)容。11、某企業(yè)生產(chǎn)線上攪拌機電動機功率為132KW，為了降低啟動過程的電流沖擊和調(diào)節(jié)攪拌機的運行速度，采用變頻器供電。要求通過手動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)方便地使攪拌機進行正反轉(zhuǎn)運行，通過變頻器操作面板手動調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率從而調(diào)節(jié)攪拌機速度。選擇合適的變頻器，設(shè)計出滿足要求的電氣線路。答：可以選用西門子MICROMASTER通用型變頻器（132KW）、富士FRN132G11S-4CX、施耐德ATV71系列132KW、ABBACS550-01-290A-4、三菱FR-F740-S132K-CHT等產(chǎn)品。下面以ABBACS550系列產(chǎn)品為例。圖中左側(cè)為主電路，右側(cè)為控制電路，DI1為運行信號，DI2和DI3為正反轉(zhuǎn)控制信號，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SF進行切換，需要對變頻器進行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。第7章習(xí)題1、電動機正反轉(zhuǎn)主電路如圖3.3（a）所示，采用S7-200實現(xiàn)電動機的正—?！纯刂坪驼础？刂?，安排輸入輸出，畫出線路圖，編寫出相應(yīng)的梯形圖程序。答：電動機正反轉(zhuǎn)電氣主電路及PLC輸入輸出含義說明I0.0電機正轉(zhuǎn)SF1常開點I0.1電機停止SF2常閉點I0.2電機反轉(zhuǎn)SF3常開點I0.3過載保護BB常開點正—?！纯刂萍罢础？刂铺菪螆D：2、機械加工中的許多機床部件自動往復(fù)循環(huán)運動行程示意圖如圖3.7（a）所示，主電路如圖3.3（a）所示，循環(huán)控制的要求見3.2.5節(jié)。采用S7-200實現(xiàn)控制功能，畫出相應(yīng)的輸入輸出線路圖，編寫滿足要求的梯形圖程序。答：3、自耦變壓器降壓啟動控制主電路如圖3.9所示，如果采用PLCS7-200控制，請畫出PLC輸入輸出接線圖，編寫出滿足要求的梯形圖程序。答：4、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制線路如圖3.27所示，采用S7-200，按照時間原則進行控制，畫出PLC輸入輸出線路圖，編寫梯形圖程序。答：5、采用一臺軟啟動器啟動兩臺電動機的主電路如圖4.3所示，采用S7-200實現(xiàn)其分時啟動控制，選擇合適的主機，畫出輸入輸出線路圖，編寫梯形圖程序。答：輸入有兩臺電動機的啟動、停止按鈕、熱繼電器觸點、軟啟動器旁路接觸器信號觸點共7路，輸出包括控制接觸器QA1、QA2、QA3、QA4、QA5線圈的5路觸點，故選用CPU222主機。6、當(dāng)PLC的某個輸入端有信號時，某個輸出端有輸出信號，而輸入端信號消失后，輸出端信號經(jīng)10秒延時后才消失，編寫出滿足要求的梯形圖程序。答：7、編寫一個通斷控制程序，當(dāng)PLC的輸入端有輸入信號時，輸出端以接通2秒后再斷開2秒的頻率振蕩。答：8、編寫一個12小時40分鐘的長延時梯形圖程序。答：9、輸入端I0.1的波形及梯形圖如圖7.66所示，畫出梯形圖程序中M0.0、M0.1、M0.2和Q0.0的波形。圖7.66輸入信號波形及梯形圖程序答：10、某生產(chǎn)設(shè)備由三臺電動機驅(qū)動，要求三臺電動機的啟動過程按照MA1、MA2、MA3的順序自動進行，間隔時間為60秒，而停止順序正好相反，間隔時間為50秒。請用PLC實現(xiàn)其控制。答：由PLC的Q0.0、Q0.1、Q0.2控制三臺電機MA1、MA2、MA3的接觸器線圈。梯形圖程序：11、圖7.67所示為兩種液體的混合裝置結(jié)構(gòu)圖。BG1、BG2和BG3為液位開關(guān)，液面淹沒開關(guān)時內(nèi)部觸點狀態(tài)發(fā)生變化，常開點由斷態(tài)變?yōu)橥☉B(tài)、常閉點由通態(tài)變?yōu)閿鄳B(tài)，通過兩個電磁閥MB1和MB2控制液體A和液體B的流入，電磁閥MB3則控制混合液體的流出。通過攪拌電機MA使兩種液體均勻混合?？刂埔笕缦拢?1\*GB3①當(dāng)裝置投入運行時，應(yīng)使容器內(nèi)的液體排空。=2\*GB3②運行過程：按下啟動按鈕，電磁閥MB1打開，液體A流入容器。當(dāng)液位達到BG2的位置時，BG2常開點閉合，關(guān)閉電磁閥MB1，打開電磁閥MB2。當(dāng)液位達到BG3位置時，BG3常開點閉合，關(guān)閉電磁閥MB2，攪拌機MA開始轉(zhuǎn)動。攪拌機工作5分鐘后，停止攪動，混合液體閥MB3打開，排放混合液體。BG1的狀態(tài)正好與BG2和BG3相反，液位上升到使BG1漂浮起來時，其常閉點斷開，當(dāng)液位下降到BG1位置時，BG1由斷態(tài)變?yōu)橥☉B(tài)，經(jīng)60秒的延時后，容器內(nèi)液體排空，混合液體閥門MB3關(guān)閉。開始下一個循環(huán)周期的運行。=3\*GB3③停止操作。按下停止按鈕，系統(tǒng)并不立即停止，而是在處理完當(dāng)前的循環(huán)周期后才停止運行。請用PLC完成控制要求。圖7.67液體混合裝置結(jié)構(gòu)圖解：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：啟動按鈕、停止按鈕、BG2常開點、BG3常開點、BG1常閉點；輸出點：電磁閥MB1、電磁閥MB2、電磁閥MB3、攪拌機MA控制信號。共5路開關(guān)量輸入、4路開關(guān)量輸出。=2\*GB3②PLC選型：選擇8路DI、6路DO的S7-200的CPU222.=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸出含義說明I0.0啟動按鈕SF1常開點Q0.0電磁閥MB1液體AI0.1停止按鈕SF2常閉點Q0.1電磁閥MB2液體BI0.2液位開關(guān)BG1常閉點Q0.2MA控制信號接觸器線圈I0.3液位開關(guān)BG2常開點Q0.3電磁閥MB3混合液體閥I0.4液位開關(guān)BG3常開點=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的梯形圖程序12、某熱電廠的輸煤系統(tǒng)采用4個傳輸帶輸送煤，通過控制每條皮帶電動機的啟停控制輸煤系統(tǒng)，如圖7.68所示。輸煤方向為1、2、3、4。圖7.68皮帶輸煤系統(tǒng)控制要求如下：=1\*GB3①啟動時，按照4、3、2、1的方向順序進行；=2\*GB3②停止時，按照1、2、3、4的方向順序進行；=3\*GB3③正常啟動時，各條傳輸帶的啟動間隔時間為30秒；=4\*GB3④正常停止時，各條傳輸帶的停止間隔時間為2分鐘；=5\*GB3⑤當(dāng)任一輸送帶發(fā)生故障，來料方向的輸送帶立即停止，去料方向的輸送帶按正常停車順序和時間間隔進行；=6\*GB3⑥每條輸送帶可以通過手動操作單獨運行。選用合適的PLC，編寫滿足要求的梯形圖程序。解：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：每條皮帶的啟動按鈕、停止按鈕，共8路輸入；每條皮帶電機接觸器的常開觸點，共4路輸入；每條皮帶的故障輸入信號，共4路；自動運行與手動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)信號，有2路輸入。共18路輸入。輸出點：4條皮帶的控制信號，共4路。=2\*GB3②PLC選型：選擇8路DI、6路DO的S7-200的CPU222，加一個EM22116點24VDC輸入擴展模塊。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義輸入輸出含義I0.01號皮帶手動啟動按鈕SF11I1.32號皮帶運行信號KF2I0.11號皮帶手動停止按鈕SF12I1.43號皮帶運行信號KF3I0.22號皮帶手動啟動按鈕SF21I1.54號皮帶運行信號KF4I0.32號皮帶手動停止按鈕SF22I1.61號皮帶故障信號BB1I0.43號皮帶手動啟動按鈕SF31I1.72號皮帶故障信號BB2I0.53號皮帶手動停止按鈕SF32I2.03號皮帶故障信號BB3I0.64號皮帶手動啟動按鈕SF41I2.14號皮帶故障信號BB4I0.74號皮帶手動停止按鈕SF42Q0.01號皮帶QA1I1.0皮帶手動啟停Q0.12號皮帶QA2I1.1皮帶自動啟停Q0.23號皮帶QA3I1.21號皮帶運行信號KF1Q0.34號皮帶QA4=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的梯形圖程序第8章習(xí)題答案1、寫出與圖8.23相對應(yīng)的梯形圖程序。圖8.23第1題圖答：2、寫出圖8.24所對應(yīng)的梯形圖。圖8.24第2題圖答：3、寫出圖8.25所對應(yīng)的梯形圖。圖8.25第3題圖答：4、寫出與圖8.7相對應(yīng)的梯形圖程序。答：5、用S7-200實現(xiàn)圖3.3中的正—?！纯刂坪驼础？刂?，程序采用順序功能圖編制。答：正—?！纯刂?=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：正轉(zhuǎn)啟動按鈕、反轉(zhuǎn)啟動按鈕、停止按鈕、熱繼電器保護觸點，共4路輸入。輸出點：電動機正反轉(zhuǎn)運行接觸器信號，共2路。=2\*GB3②PLC選型：選擇6路DI、4路DO的S7-200主機CPU221。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸入輸出含義說明I0.0啟動按鈕SF1常開點I0.3熱繼電器觸點BB常開點I0.1啟動按鈕SF2常開點Q0.0電動機正轉(zhuǎn)QA2線圈I0.2停止按鈕SF3常閉點Q0.1電動機反轉(zhuǎn)QA3線圈=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖正—反—?？刂?輸入輸出安排同正—停—反控制。滿足控制要求的順序功能圖：6、分別采用順序功能圖和梯形圖編程，實現(xiàn)圖3.5中的聯(lián)鎖控制。答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：MA1啟動按鈕、MA1停止按鈕、MA2啟動按鈕、MA2停止按鈕、熱繼電器BB1觸點、熱繼電器BB2觸點，共6路輸入。輸出點：電動機MA1和MA2運行接觸器線圈控制信號，共2路。=2\*GB3②PLC選型：選擇8路DI、6路DO的S7-200主機CPU222。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸入輸出含義說明I0.0MA1啟動按鈕SF1常開點I0.4熱繼電器觸點BB1常開點I0.1MA1停止按鈕SF2常閉點I0.5熱繼電器觸點BB2常開點I0.2MA2啟動按鈕SF3常開點Q0.0電動機正轉(zhuǎn)QA2線圈I0.3MA2停止按鈕SF2常閉點Q0.1電動機反轉(zhuǎn)QA4線圈=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖滿足控制要求的梯形圖：7、結(jié)合圖3.9，采用順序功能圖編程,實現(xiàn)自耦變壓器降壓啟動。答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：啟動按鈕、停止按鈕、熱繼電器保護觸點、降壓啟動接觸器QA3的常開觸點、降壓啟動接觸器QA4的常開觸點，共5路輸入。輸出點：電動機降壓和全壓運行接觸器信號，共2路。=2\*GB3②PLC選型：選擇6路DI、4路DO的S7-200主機CPU221。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸入輸出含義說明I0.0啟動按鈕SF1常開點I0.4QA4輔助觸點常開點I0.1停止按鈕SF2常開點Q0.0電動機降壓啟動QA3線圈I0.2熱繼電器觸點BB常開點Q0.1電動機全壓運行QA2線圈I0.3QA3輔助觸點常開點=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖8、參照圖4.1，采用順序功能圖編程，實現(xiàn)一臺自耦變壓器啟動兩臺電動機。答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：MA1啟動按鈕、MA1停止按鈕、MA2啟動按鈕、MA2停止按鈕、熱繼電器BB1觸點、熱繼電器BB2觸點，共6路輸入。輸出點：MA1和MA2降壓啟動和全壓運行接觸器線圈控制信號，共4路。=2\*GB3②PLC選型：選擇8路DI、6路DO的S7-200主機CPU222。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸入輸出含義說明I0.0MA1啟動按鈕SF1常開點I0.5熱繼電器BB2觸點常開點I0.1MA1停止按鈕SF2常閉點Q0.0MA1降壓啟動QA4線圈I0.2MA2啟動按鈕SF3常開點Q0.1MA1全壓運行QA1線圈I0.3MA2停止按鈕SF2常閉點Q0.2MA2降壓啟動QA5線圈I0.4熱繼電器BB1觸點常開點Q0.3MA2全壓運行QA2線圈=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖9、參照圖4.3，采用順序功能圖編制相應(yīng)的程序，實現(xiàn)一臺軟啟動器啟動兩臺電動機。答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：MA1啟動按鈕、MA1停止按鈕、MA2啟動按鈕、MA2停止按鈕、熱繼電器BB1觸點、熱繼電器BB2觸點、軟啟動器TA啟動過程結(jié)束信號，共7路輸入。輸出點：電機MA1和MA2降壓軟啟動和全壓運行接觸器線圈控制信號，共4路。=2\*GB3②PLC選型：選擇8路DI、6路DO的S7-200主機CPU222。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸入輸出含義說明I0.0MA1啟動按鈕SF1常開點I0.6軟啟動器全壓信號TA內(nèi)部常開點I0.1MA1停止按鈕SF2常閉點Q0.0MA1降壓軟啟動QA4線圈I0.2MA2啟動按鈕SF3常開點Q0.1MA1全壓運行QA1線圈I0.3MA2停止按鈕SF2常閉點Q0.2MA2降壓軟啟動QA5線圈I0.4熱繼電器BB1觸點常開點Q0.3MA2全壓運行QA2線圈I0.5熱繼電器BB2觸點常開點=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖10、兩條運輸皮帶順序相連，如圖8.26所示。按下啟動按鈕，2號皮帶先啟動，30秒后1號皮帶自動啟動。按下停止按鈕，1號皮帶立即停止，2號皮帶在20秒后自動停止。用S7-200實現(xiàn)控制過程，編寫順序功能圖和梯形圖程序。圖8.26第10題圖答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入點：啟動按鈕、停止按鈕，共2路輸入。輸出點：1號、2號皮帶電機運行信號，共2路。=2\*GB3②PLC選型：選擇6路DI、4路DO的S7-200主機CPU221。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸出含義說明I0.0啟動按鈕SF1常開點Q0.01號皮帶啟動運行QA2線圈I0.1停止按鈕SF2常開點Q0.12號皮帶啟動運行QA3線圈=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖滿足控制要求的梯形圖：11、圖8.27所示為大小球分揀設(shè)備示意圖。圖中，BG1、BG2、BG3、BG4、BG5分別為各個方向的限位開關(guān)，SP為大小球檢測開關(guān)，用于判斷大球和小球，當(dāng)吸住大球時，開關(guān)SP斷開，吸住小球時，開關(guān)SP閉合。工作過程如下：=1\*GB3①機械臂處于原始位置時，上限位開關(guān)BG1和左限位開關(guān)BG3壓下，分揀電磁鐵處于失磁狀態(tài)。=2\*GB3②按下啟動按鈕，機械臂下行。=3\*GB3③碰到下限位開關(guān)BG2后停止下行，且電磁鐵得電吸球。=4\*GB3④若吸住小球，則SP閉合，若吸住大球，則SP斷開。=5\*GB3⑤3秒后，機械臂上行。=6\*GB3⑥碰到上限位開關(guān)BG1后，開始右行。=7\*GB3⑦根據(jù)球的大小以及右限位開關(guān)BG4、BG5的開關(guān)狀態(tài)，分別停在不同位置。=8\*GB3⑧機械臂下行。=9\*GB3⑨碰到下限位開關(guān)BG2后停止下行，電磁鐵失電，把球放入相應(yīng)的箱內(nèi)，并延時2秒。=10\*GB3⑩在未按下停止按鈕的情況下，重復(fù)上述的分揀過程。在按下停止按鈕時信，完成當(dāng)前一個循環(huán)周期的動作后，回到原始位置。設(shè)計出滿足要求的硬件電路，編寫相應(yīng)的順序功能圖程序。圖8.27分揀裝置示意圖答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入：啟停按鈕SF1和SF2、上限位開關(guān)BG1、下限位開關(guān)BG2、左限位開關(guān)BG3、大球右限位BG4、小球右限位BG5、大小球檢測開關(guān)，共8路。輸出點：原始位置指示燈PG、抓球電磁鐵、下行信號、上行信號、右行信號、左行信號，共6路。=2\*GB3②PLC選型：選擇8路DI、6路DO的S7-200主機CPU222。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明入/出含義說明I0.0啟動按鈕SF1常開點I0.7大小球檢測開關(guān)吸引小球閉合I0.1停止按鈕SF2常閉點Q0.0原始位置指示燈PGI0.2上限位開關(guān)BG1常開點Q0.1抓球電磁鐵MB需保持狀態(tài)I0.3下限位開關(guān)BG2常開點Q0.2下行信號接觸器線圈I0.4左限位開關(guān)BG3常開點Q0.3上行信號接觸器線圈I0.5大球右限位開關(guān)BG4常開點Q0.4右行信號接觸器線圈I0.6小球右限位開關(guān)BG5常開點Q0.5左行信號接觸器線圈=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖12、某化學(xué)反應(yīng)過程裝置由四個容器、攪拌器及相應(yīng)的泵組成，如圖8.28所示。每個容器都安裝有用于檢測容器排空和裝滿的傳感器，其中2#容器還裝有加熱器和溫度繼電器（圖中未畫出），3#容器裝有攪拌器。GP1和GP2分別為堿泵和聚合物泵，GP3和GP4用于將1#和2#容器的液體打入3#反應(yīng)池中，GP5把反應(yīng)后的混合液打入成品池4#容器中，用GP6把成品抽走，直到4#池抽空。圖8.28化學(xué)反應(yīng)過程裝置示意圖=1\*GB3①按下啟動按鈕，由GP1和GP2兩臺泵從堿庫和聚合物庫中把1#和2#容器抽滿。抽滿后，兩個池內(nèi)的傳感器分別發(fā)出信號，GP1和GP2隨之停止。=2\*GB3②2#容器開始加熱，當(dāng)液體溫度達到60℃時，溫度繼電器的常開觸點閉合，加熱器停止加熱。=3\*GB3③GP3和GP4兩臺泵分別將處理后的1#和2#容器中的溶液送到3#容器中，同時起動攪拌機，攪拌時間為2分鐘。一旦3#池滿或1#和2#容器空，則GP3和GP4停止，攪拌機繼續(xù)工作，直到攪拌時間到。=4\*GB3④攪拌時間到達后，GP5將混合液抽入4#成品池，直到4#池滿或3#反應(yīng)池空。=5\*GB3⑤成品油由GP6抽走，直到4#成品池空。整個過程結(jié)束。設(shè)計滿足控制要求的硬件電路，編寫相應(yīng)的順序功能圖程序。答：=1\*GB3①統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)：輸入：啟動按鈕SF、1#容器滿、1#容器空、2#容器滿、2#容器空、3#容器滿、3#容器空、4#容器滿、4#容器空、溫度繼電器觸點，共10路。輸出：GP1、GP2、GP3、GP4、GP5、GP6運行信號；2#容器加熱信號；攪拌機工作信號，共8路。=2\*GB3②PLC選型：選擇14路DI、10路DO的S7-200主機CPU224。=3\*GB3③輸入輸出安排見下表輸入含義說明輸入/輸出含義說明I0.0啟動按鈕SF常開點Q0.0控制泵GP1接觸器線圈I0.11#容器滿BG1常開點Q0.1控制泵GP2接觸器線圈I0.21#容器空BG2常開點Q0.2控制泵GP3接觸器線圈I0.32#容器滿BG3常開點Q0.3控制泵GP4接觸器線圈I0.42#容器空BG4常開點Q0.4控制泵GP5接觸器線圈I0.53#容器滿BG5常開點Q0.5控制泵GP6接觸器線圈I0.63#容器空BG6常開點Q0.62#容器加熱信號接觸器線圈I0.74#容器滿BG7常開點Q0.7攪拌機工作信號接觸器線圈I1.04#容器空BG8常開點I1.1溫度繼電器觸點常開點=4\*GB3④輸入輸出線路=5\*GB3⑤滿足控制要求的順序功能圖第9章習(xí)題答案1、若VW10=2000，VW12=150，編寫一段程序，執(zhí)行完該段程序后，使得計算結(jié)果為VW16=2150，VW18=1850，VD20=300000，VW24=13，VW30=50，VW32=13.答案：2、求以10為底的50的常用對數(shù)，50存放于VD0中，把計算結(jié)果存放到AC0。答案：3、編寫程序，計算3500-1300的值，把計算結(jié)果存入VW4。答案：4、編寫程序，計算sin500+cos700×tan400∕5的值。答案：5、寫出下面梯形圖所對應(yīng)的語句表。答案：對應(yīng)的語句表如下：LDI0.1EU MOVWAC0,VW50INCWVW50MOVDVD100,VD110INCDVD1106、程序起動運行后，增計數(shù)器C3開始計數(shù)，計數(shù)脈沖由特殊標志位SM0.5輸出1s脈沖提供。當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前值大于等于10時，Q0.0接通；當(dāng)I0.1閉合，同時計數(shù)器當(dāng)前值大于等于20時，Q0.1接通；I0.2閉合或計數(shù)器當(dāng)前值等于30時，Q0.2接通；當(dāng)I0.0閉合時，計數(shù)器復(fù)位。寫出梯形圖和對應(yīng)的語句表。答案：7、根據(jù)下面的邏輯運算指令填寫表格中指令執(zhí)行后的運算結(jié)果。答案見表格中運算結(jié)果：指令操作數(shù)地址單元單元長度/B運算前值運算結(jié)果ANDBIN1VB010101001101010011IN2(OUT)AC111111000101010001ORBIN1VB010101001101010011IN2(OUT)AC010011011001110111XORBIN1VB010101001101010011IN2(OUT)AC211101101010001001INVBIN(OUT)VB10101010011101011008、某壓力檢測報警系統(tǒng)，通過傳感器檢測壓力向模擬量模塊輸入0～10V的電壓信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字量存放在AIW0中。試編程實現(xiàn)轉(zhuǎn)換值超過26000時，紅燈亮報警；超過30000時，紅燈按0.5s亮、0.5s滅的頻率閃爍報警；轉(zhuǎn)換值低于1000時，黃燈亮報警。安排輸入輸出，編寫滿足要求的梯形圖，并寫出對應(yīng)的語句表。答案：=1\*GB3①輸入輸出安排：I0.0：啟動開關(guān)Q0.0：紅燈輸出；Q0.1：黃燈輸出。=2\*GB3②程序：9、當(dāng)PLC的輸入端I0.0有輸入信號時，調(diào)用子程序WYH，當(dāng)PLC的輸入端I0.1有輸入信號時，調(diào)用子程序SBR_1，編寫滿足要求的程序。答案：10、彩燈的控制要求如下：=1\*GB3①前64秒，Q0.0～Q1.7共16個輸出，初始狀態(tài)為Q0.0閉合，其它打開，依次從最低位到最高位移位閉合，循環(huán)4次；=2\*GB3②后64秒，Q0.0～Q1.7共16個輸出，初始狀態(tài)為Q1.6和Q1.7閉合，其它打開，依次從最高位到最低位兩兩移位閉合，循環(huán)8次。編寫滿足控制要求的梯形圖程序，并寫出對應(yīng)的語句表。答案：=1\*GB3①輸入輸出安排：I0.0：啟動開關(guān)Q0.0～Q1.7：彩燈控制輸出，每個彩燈占用一路輸出。=2\*GB3②程序：主程序：前64秒循環(huán)4次，一次循環(huán)16秒，采用內(nèi)部SM0.5控制Q0.0～Q1.7移位，1秒循環(huán)左移1次，一次循環(huán)共移位16次。后64秒循環(huán)8次，1秒循環(huán)右移2位，一次循環(huán)共移位8次。子程序SBR_0：子程序SBR_1：子程序SBR_2：第12章習(xí)題答案1、某臺設(shè)備通過電動機驅(qū)動，其啟停操作可以在三處進行。要求采用S7-300進行控制，安排輸入輸出，編寫相應(yīng)的梯形圖程序。答案：=1\*GB3①安排輸入輸出。輸入輸出說明輸入輸出說明I0.0A處啟動常開點I0.4C處啟動常開點I0.1A處停止常開點I0.5C處停止常開點I0.2B處啟動常開點Q0.0控制接觸器線圈I0.3B處停止常開點=2\*GB3②編寫梯形圖程序。2、電動機正反轉(zhuǎn)運行主電路如圖3.3(a)所示，采用S7-300實現(xiàn)電動機的正—停—反運行，安排輸入輸出，編寫出相應(yīng)的程序。答案：=1\*GB3①安排輸入輸出。輸入說明輸入輸出說明I1.0正轉(zhuǎn)啟動按鈕常開點I1.3熱繼電器常開點I1.1停止按鈕常開點Q1.0正轉(zhuǎn)接觸器線圈I1.2反轉(zhuǎn)啟動按鈕常開點Q1.1反轉(zhuǎn)接觸器線圈=2\*GB3②編寫梯形圖程序。3、采用置位和復(fù)位指令完成工業(yè)控制中運行模式的選擇。許多生產(chǎn)設(shè)備為了提高運行的可靠性，既可手動控制，又可自動運行，通過旋鈕進行運行模式的選擇。當(dāng)旋鈕觸點閉合時，選擇手動模式，手動模式指示燈亮；當(dāng)旋鈕觸點斷開時，為自動運行模式，自動模式指示燈亮。采用S7-300實現(xiàn)控制。答案：=1\*GB3①安排輸入輸出。輸入輸出說明變量說明I0.4手動/自動模式選擇輸入M0.5手動模式標志位Q4.2手動模式指示燈M0.6自動模式標志位Q4.3自動模式指示燈=2\*GB3②編寫梯形圖程序。4、應(yīng)用置位、復(fù)位指令和邊沿檢測指令實現(xiàn)單按鈕對負載的啟停控制,即通過操作一個按鈕控制設(shè)備的啟停。按下按鈕，設(shè)備啟動運行；再按下按鈕，設(shè)備停止。答案：=1\*GB3①安排輸入輸出。變量說明變量說明I0.2負載起/?？刂瓢粹oM52.0標志位1Q2.0負載控制輸出端M52.1標志位2=2\*GB3②編寫梯形圖程序。5、編寫一個延時時間為100小時的長定時程序。按下I1.0端的啟動按鈕，Q1.0有輸出信號，100小時后，輸出Q1.0變?yōu)?。答案：梯形圖程序如下：6、兩臺電動機的順序啟?？刂啤Ｄ硻C械設(shè)備的主軸電機和潤滑油泵電機的啟停過程要求在啟動潤滑油泵后2分鐘啟動主軸電機，在主軸電機停止30秒后停止?jié)櫥捅?。用S7-300實現(xiàn)其控制過程。答案：=1\*GB3①安排輸入輸出。啟動按鈕：I1.0，停止按鈕：I1.1；潤滑油泵電機：Q3.0，主軸電機：Q3.1。=2\*GB3②編寫梯形圖程序。7、試求和。答案：8、設(shè)計一個時鐘脈沖發(fā)生器。要求輸出位從Q12.0～Q13.7（16位）分別輸出頻率范圍2Hz～0.000061Hz的脈沖。答案：9、運用循環(huán)移位指令實現(xiàn)8個彩燈的循環(huán)左移和右移。當(dāng)S7-300的I0.1有輸入