電氣控制與plc應用技術(shù)課后答案全

第一章課后習題參考答案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。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釧而成，而且它的激磁線圈設有骨架，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原理以及發(fā)熱元件熱膨脹原理設計，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。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。

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，大多有滅弧裝置第二章作業(yè)參考答案1、三相籠型異步電動機在什么條件下可直接啟動？試設計帶有短路、 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，對所設計的電路進行簡要說明，弁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弁保持吸合狀態(tài)。按停止按鈕SB1,接觸器KMI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KMI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？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。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SF&14、設計一個控制線路，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。15、設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2min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)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)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時間困難等問題。PLC使用半導體集成電路做定時器時基脈沖由晶振產(chǎn)生，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)設計和施工一一使用繼電器控制邏輯完成一項工程， 具設計、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)設計完成后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設計可以同時進行，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？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28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、定日^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HG累加器AC第五章作業(yè)10、試設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到聲音信號后，燈光可維持30S的照明。11、試設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。12、用簡單設計法設計一個對鍋爐鼓風機和引風機控制的梯形圖程序?？刂埔螅?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。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)應用舉例中【例5-2】的編程。要求畫出功能圖、梯形圖。設計完成后，試分析兩種編程方法在設計順序控制邏輯程序時不同之處。(2)梯形圖LDSHO1SS0-0.1LSCJ?SO0LDSHO1SS0-0.1LSCJ?SO0LD100SCRTSI0SCRELSCRSI0LDSHO0■ooaRQ0立1ID103SCRTSI1SCRELSCRSI1LDSMO0-Q0上IDIC4SCRTSI2SCRELSCRSI.2LDSHO09Q02TOKT37'LDT37SCRTSI3SCHE序時不同之處：語句表L5CRLDSLDSCRTLSCR1DTOHLD9CRTSCRTSCRES135K00Q03,110；S1*S14SMD0丁3機200MOGS10T38MOGSG010QM0010iM00兩種編程方法在設計順序控制邏輯程運用簡單設計法時，主要憑設計者的經(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，不適合初學者使用。而運用功能圖的方法來設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)換成相應的順序控制梯形圖。其功能圖比較容易設計，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)梯形圖第七章作業(yè)參考答案7、試設計一個計數(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)；(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。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AIW0采集到PLC中，通過PID指令計算出的控制結(jié)果從AQW酶出到控制對象。PID參數(shù)表起始地址為VB10Q試設計一段程序完成下列任務：(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。電氣控制與PLC應用技術(shù)習題答案第二章、繼電-接觸控制電路的基本環(huán)節(jié)2-11、指出圖2-29所示的Y-A減壓啟動控制電路中的錯誤，并畫出正確的電路。2-12: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、MZ要求M1先起動，在M1起動15S后才可以起動M?停止時，MtM2同時停止，試畫出其電氣原理圖。2-14、兩臺三相籠型異步電動機M1、MZ要求即可實現(xiàn)M幺M2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。2-15、三臺電動機MAl、MA2MA3要求按起動按鈕SB1時，按下列順序起動：MAl>MA2-MA3當停止時，按起動停止SB2時，則按照相反的順序停止，即MA3>MA”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QA1QA2QA3H空制三臺電動機啟停。有一個啟動按鈕SF1W一個停止按鈕SF2,另外要用四個時間繼電器KF1、KF2、KF3F口KF4其定時值依次為T1、T2、T邵口T4。工作順序如圖2-34所示。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：MA的啟動彳S號為SF1,停止信號為KF4計時到；MA的啟動彳9號為KF1計時到，停止信號為KF3計時到；MA的啟動彳9號為KF2計時到，停止信號為S吃。在設計時，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/?？刂齐娐分麟娐?)、該系統(tǒng)的電氣控制線路原理圖如圖2-35(b)所示。三臺電動機順序啟/?？刂齐娐穲D2-35(b)中的KF1,KF2JI圈上方串聯(lián)了接觸器QA今口QA的常閉觸點，這是為了得到啟動短信號而采取的措施；KF2、KF餞圈上的常閉觸點KF3ffiKF4勺作用是為了防止QA刎QA斷電后，KF洲KF1的線圈重新得電而采取的措施。因為若T2<TMT1<T4時，有可能造成QA刎QA21新啟動設計中的難點是找出KF3,KF4FF始工作的條件，以及KF1、KF2l勺邏輯。本例中沒有考慮時間繼電器觸點的數(shù)量是否夠用的問題，實際選型時必須考慮這一BB1~BB分別為三臺電動機的熱繼電器常閉觸點，它是為了防止過載而采取的措施。若對過載沒有太多要求，則可把它們?nèi)サ簟?-16、某臺水泵由一臺電動機拖動，按下列要求設計電氣控制電路；1）、采用Y-△減壓起動。2）、三處控制電動機的起動和停止。3）、有短路、過載和欠壓保護。2-17、某機床有主軸電動機M1,液壓泵電動機MZ均采用直接起動。生產(chǎn)工藝要求：主軸電動機M1必須在液壓泵電動機M2起動后方可起動；主軸電動機M1要求正、反轉(zhuǎn)，但為測量方便，要求能實現(xiàn)正、反點動；主軸電動機 M1停止后，才允許液壓泵電動機M2停止；電路要求有短路、過載、失壓保護。試設計電氣控制線路。解：梯形圖的編程順序X0:總臺復位按鈕Y0:總臺音響M0:公共控制觸點繼