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、每戶裝置和電磁機構(gòu)組成。觸頭是執(zhí)行部件通過觸頭的動作來 接通或斷開被控電路。滅弧裝置作用，熄滅電弧。電磁機構(gòu)是電磁式低壓電器的 感測部件，作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機械能量， 帶動觸頭動作，從而實現(xiàn)電路的 接通或分斷。2、何謂電磁機構(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：電磁機構(gòu)使銜鐵吸合的力與氣隙長度的關(guān)系曲線稱作吸力特性；電磁機構(gòu)使 銜鐵釋放（復位）的力與氣隙長度的關(guān)系曲線稱作反力特性。電磁機構(gòu)欲使銜鐵吸合，在整個吸合過程中，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，在工作中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么?答:在工作中會出現(xiàn)銜鐵產(chǎn)生強烈的振動并發(fā)出噪聲，甚至使鐵芯松散得到現(xiàn)象。原因是：電磁機構(gòu)在工作中，銜鐵始終受到反力Fr的作用。由于交流磁通過零時吸力也為零，吸合后的銜鐵在反力Fr作用下被拉開。磁通過零后吸力增 大，當吸力大于反力時銜鐵又被吸合。 這樣，在交流電每周期內(nèi)銜鐵吸力要兩次 過零，如此周而復始，使銜鐵產(chǎn)生強烈的振動并發(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、用是控制電動機的啟停、正反轉(zhuǎn)、制動和調(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？帶斷相保護和不帶斷相保護的三相式熱繼電器各用在什么場合?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，可以實現(xiàn)三 相電動機的過載保護。三角形接法的電動機必須用帶斷相保護的三相式熱繼電器；丫形接法的電動機可用不帶斷相保護的三相式熱繼電器。9

4、、說明熱繼電器和熔斷器保護功能的不同之處。答：熱繼電器在電路中起過載保護的作用，它利用的是雙金屬片的熱膨脹原理, 并且它的動作有一定的延遲性；熔斷器在電路中起短路保護的作用，它利用的是 熔絲的熱熔斷原理，它的動作具有瞬時性。11、中間繼電器與接觸器有何異同?答：相同點：輸入信號都是電壓；都是利用電磁機構(gòu)的工作原理。不同點：中間繼電器用于小電流控制電路中，起信號傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)和分 路等作用，主要用于擴展觸點數(shù)量，實現(xiàn)邏輯控制;接觸器用于頻繁遠距離接通或分斷電動機主電路或其他負載電路,是執(zhí)行電器，分主、輔助觸點，大多有滅弧裝置1、三相籠型異步電動機在什么條件下可直接啟動？試設(shè)計帶有短路、過載、失

5、壓保護的三相籠型異步電動機直接啟動的主電路和控制電路，對所設(shè)計的電路進 行簡要說明，并指出哪些元器件在電路中完成了哪些保護功能?答：小容量的三相籠型異步電動機（vlOkW）可以采用直接啟動。LI L2 L3 ? J ! 沖AFAFA S-QA1UBigMAMSF； 1OAl 閉合自動開關(guān)QAO，按下啟動在該電路中，按鈕SF2，接觸器接觸器KM線圈通電，其常開主觸點閉合，電動機接通電源開 始全壓啟動，同時接觸器KM的輔助常開觸點閉合，使接觸器KM線圈有兩條通 電路徑。這樣當松開啟動按鈕SB2后，接觸器KM線圈仍能通過其輔助觸點通電 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

6、斷開。切斷 電動機三相電源，電動機Mi動停車，同時接觸器KM!鎖觸點也斷開，控制回路 解除自鎖。松開停止按鈕SB1,控制電路又回到啟動前的狀態(tài)。其中，起短路保護作用的是熔斷器FA;起過載保護作用的是熱繼電器BB起 失壓和欠壓保護作用的是接觸器 KM。3、某三相籠型異步電動機單向運轉(zhuǎn)，要求啟動電流不能過大，制動時要快速停 車。試設(shè)計主電路和控制電路，并要求有必要的保護。答：5、星形-三角形降壓啟動方法有什么特點并說明其適合場合?1/3,啟動電流約為價格低，但是啟動轉(zhuǎn)答：特點：星形啟動電流降為原來三角形接法直接啟動時的 電動機額定電流的2倍左右，啟動電流特性好、結(jié)構(gòu)簡單、 矩也相應(yīng)降為原來三角形直

7、接啟動時的 1/3,轉(zhuǎn)矩特性差。適合場合：電動機空載或輕載啟動的場合。7、三相籠型異步電動機有哪幾種電氣制動方式？各有什么特點和適合場合?答：1）反接制動，特點是制動迅速、效果好，但沖擊大，通常僅適用于lOkW 以下的小容量電動機。2）能耗制動，特點是能耗制動比反接制動消耗的能量少，其制動電流也比反接制動電流小得多，但能耗制動不及反接制動明顯，且需要一個直流電源，控 制線路相對比較復雜。適用于電動機容量較大和啟動、制動頻繁的場合。8、三相籠型異步電動機的調(diào)速方法有哪幾種?答：改變極對數(shù)P的變極調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率s的降壓調(diào)速和改變電動機供電電源 頻率fi的變頻調(diào)速。12、某機床主軸由一臺三相籠型異

8、步電動機拖動， 潤滑油泵由另一臺三相籠型異 步電動機拖動，均采用直接啟動，工藝要求有；(1) 主軸必須在潤滑油泵啟動后，才能啟動；(2) 主軸為正向運轉(zhuǎn)，為調(diào)試方便，要求能正、反向點動;(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。/ n JK-. H J- u s/SF5 E-OASF2OAISF6 EOAIQA2按動SF1使QA2得電自鎖，則潤滑油泵 MA2啟動，再按動SF2,可使QA1 得電自鎖，主軸電動機 MA1正向啟動。按SF3可使QA1得電，即主軸電動機MA1正向點動；按SF4可使QA3得電，即主軸電動機 MA1反向點動。當潤滑 油泵要停轉(zhuǎn)時，必須先使主軸電動

9、機先停止，即 QA1常開斷開，再按動SF6。14、設(shè)計一個控制線路，要求第一臺電動機啟動10S后，第二臺電動機自行啟動； 運行5S后，第一臺電動機停止并同時使第三臺電動機自行啟動；再運行 10S， 電動機全部停止。KUSFIQAlQaTI1 QAJ15、設(shè)計一小車運行控制線路，小車由異步電動機拖動，其動作程序如下:(1) 小車由原位開始前進，到終端后自動停止;(2) 在終端停留2 min后自動返回原位停止；第三章作業(yè)參考答案5、PLC有什么特點?答：PLC的主要特點有:抗干擾能力強，可靠性高;控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強;編程方便，易于使用;(4)功能強大，成本低;(5)設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短

10、;(6)維護方便。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，利用繼電器機械觸點的串 聯(lián)或并聯(lián)，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、 故障率高，靈活性和擴展性很差。而 PLC采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序 方式存儲在內(nèi)存中，靈活性和擴展性都很好。(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)

11、值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計算得出的，所以屬于 串行工作方式。(3) 可靠性和可維護性一一繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多, 可靠性和可維護性差。而 PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半 導體電路來完成，PLC還配有自檢和監(jiān)督功能，可靠性和可維護性好。(4)控制速度一一繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低, 且機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而 PLC是由程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控 制，屬于無觸點控制，速度極快，且不會出現(xiàn)抖動。(5) 定時控制一一繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。時間繼電器存在定時精度不高，定時范圍窄，且易受環(huán)境濕度和

12、溫度變化的影響, 困難等問題。PLC使用半導體集成電路做定時器時基脈沖由晶振產(chǎn)生，調(diào)整時間精度相當高，且定時時間不受環(huán)境的影響，定時范圍廣，調(diào)整時間方便。(6)設(shè)計和施工一一使用繼電器控制邏輯完成一項工程，其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進行，周期長、而且修改困難。而用PLC完成一項控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計完成后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計可以同時進行，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行工作的？它的中心工作過程分哪幾個階段？在每個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

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)存入相對應(yīng)的輸入映像寄存器中，此時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，通過一定方式集中輸出，最后經(jīng)過輸出端子驅(qū)動外部負責， 在下個輸出刷新階段開始之前，輸出鎖存器的狀態(tài)不會改變。12、一般來說，PLC對輸入信號有什么要求？答：要求：輸入信號的寬度大于一個掃描周期，或者說輸入信號的頻率不能太高, 否則很可能造成信號的丟失。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？某主要特點是什么?答：軟元件是PLC內(nèi)部的具有一定功能的器件，實際上是由電子電路和寄存器及存儲器單元等組成。它們都具有繼電器特性，但沒有機械性的觸點。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)別開來，把它們稱做軟繼電器。其主要特點是:(1)軟元件是看不見、摸不著的，也存在物理性的觸點;(2)每個軟元件可提供無限多個常開觸點和常閉觸點，即它們的觸點可以無限 次使用;(3) 體積小、功耗低、壽命長。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、變量存儲器V、局部變量存儲器L、順序

15、控制繼電器S、定時器T、計數(shù)器C、模擬輸入映像寄存器AI、模擬輸出映像寄存器 AQ、高速計數(shù)器HC、累加器AC。第五章作業(yè)參考答案4.寫出04衛(wèi)所示梯形圖的語句表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、寫出圖453所示梯形圖的語句

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)計一個照明燈的控制程序。當接在10.0上的聲控開關(guān)感應(yīng)到聲音信號后, 接在Q0.0上的照明燈可發(fā)光30S。如果在這段時間內(nèi)聲控開關(guān)又感應(yīng)到聲音信 號，則時間間隔從頭開始。這樣可確保最后一次感應(yīng)到聲音信號后，燈光可維持 30S的照明。10.0T37QO.OQO.O10.0MOONMO.O

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

18、2、用簡單設(shè)計法設(shè)計一個對鍋爐鼓風機和引風機控制的梯形圖程序?？刂埔?(1)開機前首先啟動引風機,10S后自動啟動鼓風機;(2)停止時，立即關(guān)斷鼓風機，經(jīng)20S后自動關(guān)斷引風機。Q0.01 MMO.OINTONPT+100-I0.1T38MO.OI/T3SINTON+200-PTNetwork 1IDO宵起動按鈕 QOO肯引鳳機.QD/t 議風杭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。要求畫出功 能圖、梯形圖。設(shè)計完成后，試分析兩種編程方法在設(shè)計順序控制邏輯程序時

19、不 同之處。(1)功能團10. II/O分配表mio.m23 410.0TI I JfmmJIO,O啟動按込停止按紀液位傳Q0. 0麗F體A閥門HB1Q0, 1羅體童閥門KE2Q02攬拌電動機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他弟踏計鉛役林a魏儀第七章作業(yè)參考答案7、試設(shè)計一個計數(shù)器，要求如下:(1)計數(shù)范圍是0-255;(2) 計數(shù)脈沖為SM0.5 ；(3) 輸入I0.0的狀態(tài)改變時，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，計數(shù)器加計數(shù)；M0.0為0時，計數(shù)器減計數(shù);(1)主程序SM01I MT OIMTO-(5)計數(shù)器的計數(shù)值通過連接在 QB0上的7段數(shù)碼管顯示。A7CHE