電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)課后答案

..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(shuō)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(guò)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,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(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)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(kāi)關(guān)作用：轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是一種多檔式、控制多回路的主令電器。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(kāi)關(guān),還可用于控制小容量的電動(dòng)機(jī)。行程開(kāi)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(kāi)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(wú)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(kāi)關(guān)。光電開(kāi)關(guān)作用：可非接觸、無(wú)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(kāi)關(guān)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(zhǎng)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(guò)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(jiǎn)要說(shuō)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(kāi)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(kāi)主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)接通電源開(kāi)始全壓?jiǎn)?dòng),同時(shí)接觸器KM的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使接觸器KM線圈有兩條通電路徑。這樣當(dāng)松開(kāi)啟動(dòng)按鈕SB2后,接觸器KM線圈仍能通過(guò)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(kāi)。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(kāi),控制回路解除自鎖。松開(kāi)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(guò)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(guò)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(rùn)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),工藝要求有;〔1主軸必須在潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(rùn)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(kāi)斷開(kāi),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)；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?！?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(guò)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(jì)算得出的,所以屬于串行工作方式?！?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(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成,PLC還配有自檢和監(jiān)督功能,可靠性和可維護(hù)性好?！?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(wèn)題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,屬于無(wú)觸點(diǎn)控制,速度極快,且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)?！?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(wèn)題。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?！?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(zhǎng)、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(chǎng)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(lái)存放由PLC廠家編寫(xiě)的系統(tǒng)程序,并固化在ROM內(nèi),用戶不能更改。系統(tǒng)程序包括三部分：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(lái)存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語(yǔ)言編寫(xiě)的各種用戶程序。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來(lái)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(kāi)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(kāi)關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電路提供5V、±12V、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(jiǎn)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(guò)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(guò)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,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(guò)一定方式集中輸出,最后經(jīng)過(guò)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(kāi)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(wèn)：〔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(huà)出連接圖。〔4按上問(wèn)所畫(huà)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：①選擇開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展模塊系統(tǒng)需要的開(kāi)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(kāi)關(guān)量輸入14點(diǎn),已能滿足控制系統(tǒng)要求開(kāi)關(guān)量輸出10點(diǎn);需擴(kuò)展20點(diǎn)開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展模塊選擇方案可以是●方案：EM222<8出×3②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+EM235×2③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?！駭U(kuò)展后I/O點(diǎn)總數(shù):開(kāi)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.S7-200PLC中共有幾種分辨率的定時(shí)器？它們的刷新方式有何不同？S7200PLC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？S7-200PLC中共有3種分辨率的定時(shí)器：1ms、10ms和100ms。1ms定時(shí)器：由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次當(dāng)前值和狀態(tài)位,與掃描周期及程序處理無(wú)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。10ms定時(shí)器10ms定時(shí)器由系統(tǒng)在每個(gè)掃描周期開(kāi)始時(shí)自動(dòng)刷新；100ms定時(shí)器100ms定時(shí)器在定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)被刷新。S7-200PLC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(kāi)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(jiǎn)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?？刂埔螅骸?開(kāi)機(jī)前首先啟動(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)。6—11某一過(guò)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(guò)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)啟動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕來(lái)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(guò)程與停止過(guò)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(kāi)始工作的條件及其控制邏輯,例子中沒(méi)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(guò)載保護(hù),它是為了防止過(guò)載而采取的措施。若對(duì)過(guò)載沒(méi)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(lái),分配好對(duì)應(yīng)的PLC的I/O地址。輸入點(diǎn)：?jiǎn)?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(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào),自復(fù)位功能可以使編程簡(jiǎn)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(lái)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)定值必須稍大于最