電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)課后答案

1、1.1 、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(fù)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特性在反力特性的上方且彼此 靠近。1.3 、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

2、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， 在交流電每周期銜鐵吸力要兩次過零，如此周而復(fù)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。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。1.8

3、、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；Y 形接法的電動機可用不帶斷相保護的三相式熱繼電器。1.9 、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。1.11 、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

4、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，大多有滅弧裝置第二章作業(yè)參考答案2.1 、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（10kW可以采用直接啟動。在 該電路中，閉合自動開關(guān) QAQ按下啟動按鈕SF2,接觸器接觸器K儼圈通電

5、，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，則其主觸點斷開。切斷電動 機三相電源，電動機 M自動停車，同時接觸器 KM自鎖觸點也斷開， 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 KMo2.2 、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

6、制電路， 并要求有必要的保護。 答：2.32.4 、星形 -三角形降壓啟動方法有什么特點并說明其適合場合？ 答：特點：星形啟動電流降為原來三角形接法直接啟動時的 1/3 ，啟 動電流約為電動機額定電流的 2 倍左右，啟動電流特性好、結(jié)構(gòu)簡 單、價格低，但是啟動轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降為原來三角形直接啟動時的 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。2.6 、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10kW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

7、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(fù)雜。適用于電動機容量 較大和啟動、制動頻繁的場合。2.7 、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 f 1的變頻調(diào)速。2.11 、某機床主軸由一臺三相籠型異步電動機拖動，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。按動SF1使QA2得電自鎖，則

8、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，必須先使主軸電動機先 停止，即QA1常開斷開，再按動 SF6o2.13、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。2.14 、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

9、 后自動返回原位停止；（3）要求能在前進或后退途中任意位置都能停止或啟動。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：（1）抗干擾能力強，可靠性高；（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強；（3）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；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(fù)雜、體積大、功耗大

10、、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存中，靈活性和擴 展性都很好。（2）工作方式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(dǎo)體電路來完成， PLC還配有自檢和監(jiān)督 功能，可靠性和可維護性好。（4）控制速度繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制

11、，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(dǎo)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，定時圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度 變化的影響，調(diào)整時間困難等問題。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時 器時基脈沖由晶振產(chǎn)生， 精度相當高， 且定時時間不受環(huán)境的影響， 定時圍廣，調(diào)整時間方便。（6）設(shè)計和施工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，

12、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

13、輸出，最后經(jīng)過輸出 端子驅(qū)動外部負責，在下一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：輸入信號的寬度奧大于一個掃描周期，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、PLC中的部編程資源（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

14、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、順序控制繼電器 S、定時器 T、計數(shù)器G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HG累加器AG第五章作業(yè)Word 文檔11、試設(shè)計一個照明燈的控制程序。 當接在 I0.0 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 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

15、確保最 后一次感應(yīng)到聲音信號后，燈光可維持30S的照明。12、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(fù) 位按鈕后，引出下一個問題。13、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螅海?）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。壯愉"W Uf*Kl JI/#第七章作業(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

16、順序控制邏輯程序時不同之處。2）梯形圖兩種編程方法在設(shè)計順序控制邏輯程序時不同之處： 運用簡單設(shè)計法時，主要憑設(shè)計者的經(jīng)驗來完成，通過理清控 制的邏輯關(guān)系，寫出 邏輯函數(shù)，然后用梯形圖的形式直接畫出控制程序。其控制程序看 起來比較簡單，但 可讀性不高，不適合初學(xué)者使用。而運用功能圖的方法來設(shè)計順序 控制邏輯程序時，只要分析清楚控制要求，按照 一個步驟一個狀態(tài)，很容易就可以畫出功能圖，然后再轉(zhuǎn)換成相應(yīng) 的順序控制梯形圖。 其功能圖比較容易設(shè)計，且可讀性強，不過轉(zhuǎn)換成梯形圖的過程比 較繁瑣。6、圖6-19 （a）為人行道和馬路的信號燈系統(tǒng)。當人過馬路時，可 按下分別安裝在馬路兩側(cè)的按鈕 I0.0

17、或 I0.1 ，則交通燈（紅燈、 黃燈、綠燈三種類型）系統(tǒng)按圖6-19（ b）中形式工作。在工作期間，任何按鈕按下都不起作用。試設(shè)計該控制系統(tǒng)的功能圖，并畫出梯形圖，寫出語句表。I/O 分配表I0.0 、 I0.1 按鈕Q0.0馬路綠燈Q0.1馬路黃燈Q0.2馬路紅燈Q0.3人行道紅燈Q0.4人行道綠燈2）梯形圖Word 文檔第六章作業(yè)參考答案7、試設(shè)計一個計數(shù)器，要求如下：（1）計數(shù)圍是 0255；（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

18、計數(shù)； M0.0 為0時，計數(shù)器減計數(shù)；(5)計數(shù)器的計數(shù)值通過連接在QBO上的7段數(shù)碼管顯示。11、某一過程控制系統(tǒng)， 其中一個單極性模擬量輸入?yún)?shù)為AIWO 采集到PLC中，通過PID指令計算出的控制結(jié)果從 AQW0俞出到控制對 象。PID參數(shù)表起始地址為 VB100。試設(shè)計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 AIW0的采集轉(zhuǎn)換及歸一化處理，完成回 路控制輸出值的工程量標定及輸出。>VDH2詢1加MWJIENENONPUT'MOV.AENDOUTENDPUTMOV fi"->116rVD1UB H H心A

19、GOEN叨iniourROUHDEHJiIWOUT0IHEMENOIMOUT"glj2-12 :試分析圖2-13b所示的電路中，當時間繼電器 KT延時時間太 短或延時閉合與延時斷開的觸點接反，電路將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？1、定時時間太短，不能實現(xiàn)完全降壓啟動。2、如果通電延遲定時器的通電延時閉合與通電延時斷開觸點接反； 電動機三角形啟動，工作時按星形連接。2-13兩臺三相籠型異步電動機 M1、M2,要求M1先起動，在M1起動 15S后才可以起動 M2;停止時，M1、M2同時停止，試畫出其電氣原 理圖。QA1 KFQA215S2-14、兩臺三相籠型異步電動機M1、M2,要求即可實現(xiàn) M1、M2

20、分別啟動和停止，又可實現(xiàn)兩臺電動機的同時停止。試畫出其電氣原 理圖。LI L2 L3BBIRB2MAI2-15、三臺電動機MAI、MA2 MA3要求按起動按鈕 SB1時，按下列 順序起動：MAItMAA MA3當停止時，按起動停止SB2時，則按照 相反的順序停止，即MAA MAP MA1起動和停止的時間間隔均為10S。試畫出其電氣原理圖。2、題目分解：該系統(tǒng)要使用三個交流接觸器 QA1、QA2 QA睞控制三臺電動機啟停。有一個啟動按鈕SF1和一個停止按鈕SF2,另外要用四個時間繼 電器KF1、KF2、KF3和 KF4其定時值依次為 T1、T2、T3和T4。工作順序 如圖2-34所示。SF1停止按鈕圖2 -34、三臺電動機 工作順序3、解題分析1) 、從圖2-34中可以看出：MAI的啟動信號為SF1，停止信號為KF4計時到；MA2勺啟動信號為KF1計時到，停止信號為 KF3計時到；MA啲啟動信號為KF2計時到，停止信號為SF2在設(shè)計時，考慮到啟/停信號要用短信號，所以要注意對定時器 及時復(fù)位。2) 、該電氣控制系統(tǒng)的主電路如圖2-35(a)所示。圖2 -35 (a)三臺電動機順序啟/?？刂?/p>