机电课后习题.docx

第一章 气控制系统电常用器件1.电磁式继电器主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么 ？电磁式低压电器是最常用的低压电器，由三部分组成，触头 灭弧装置 电磁机构触头的作用： 触头是一切有触点电器的执行部件。这些电器通过触头的工作来接通或断开被控制电路。灭弧装置的作用 ：灭弧就是把电弧拉长，把电弧变短。电弧的存在既妨碍了电路及时可靠的分断，又会使触头受到损伤。必须采取适当且有效的措施，以保护触头系统，降低它的损伤，提高它的分断能力，从而保证整个电器的工作安全可靠。电磁机构的作用：电磁式低压电气的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触点工作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。4常用的灭弧方法有哪些？多断点灭弧 磁吹式灭弧 灭弧罩 灭弧柵5.接触器的作用是什么？定义：接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。用途：1.控制电动机的起动、反转、制动和调速等 。2.控制电动机主电路和大电流电路的通断的开关电器。8.热继电器在电路中的作用是什么？作用：当三相交流电动机出现长期带负荷欠电压运行、长期过载运行以及长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。 用于电动机的过载保护:热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，实现三相交流电动机的过载保护。11.中间继电器与接触器有何异同？定义：1.中间继电器是一种电压继电器在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用的继电器称作中间继电器。主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制。2.接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。中间继电器和接触器的区别：相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。不同点：1.中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。 2.接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。 它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。 16.控制按钮，转换开关，行程开关，接近开关，光电开关在电路中 各起什么作用？控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 转换开关作用转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器行程开关作用用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。接近开关作用不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。光电开关的作用可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。第二章 电气控制线路基础1.三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动？试设计带有短路，过载，失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要的说明，并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能？（详情请见课本P59）额定功率小于10kw的时候全压启动控制线路这是最基本的电动机控制线路。是任何一个电气工程师需要熟记于心的电路。组成：1.主电路2.控制线路 工作原理1.启动过程2.操作过程:重要概念：A.自锁 B.自锁触点3.停止过程 控制线路的保护环节短路保护：1.自动开关完成主电路的短路保护2.熔断器FA完成控制线路的短路保护过载保护：由热继电器BB完成失压和欠压保护: 由接触器QA2.某三相笼型异步电动机单向运转，要求启动电流不能过大，制动时要快速停车。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。正反转控制线路，通常采用“正-停-反”控制。3.某三相笼型异步电动机可正反向运转，要求星形-三角形降压启动。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。4.星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适用场合？优点：启动电流特性好，结构简单，价格低；缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。适合于轻载或空载启动的场合。6.三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式？各有什么特点和适用场合？电气制动 ：实质上是当电动机停车时，给电动机加上一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。1.反接制动2.能耗制动(3.使用软启动器或变频器中的制动功能)1.反接制动控制线路工作原理 切断电源并加入反相序的电源（注意事项：限制冲击电流，及时切除反向电源）特点及适用场合特点：制动迅速，效果好，冲击大。适用场合：通常仅适用于10 kW以下的小容量电动机。 2.能耗制动控制线路工作原理 所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。特点：能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂。适用场合:能耗制动一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。反接制动一般适合于电动机容量较小和不频繁制动的场合。7.三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种？三相笼型异步电动机的调速方法主要有变频调速、变极调速、电磁调速；第三章 现代电气控制及PLC应用技术9.PLC是怎么进行分类的？每一类的特点是什么？分类标准： I/O点数 结构 性能1、按I/O点数容量分类可编程控制器的规模以所配置的输入/输出点数来衡量 小型：I/O点数2048 应该指出大、中、小的规模主要是指I/O点数，程序容量在目前的多数可编程控制器中是可以扩展，扩展后可达数十兆。2、按结构形式分类： 整体式 它将电源、CPU和少量I/O(开关量)组装在一个机壳内，称为基本单元。当I/O点数不足或需要诸如模拟量I/O等功能时就需要通过扁平电缆(并行内部总线)连接扩展单元。小型可编程控制器较多地采用这种形式，其结构紧凑，便于安装，成本降低模块式 可编程控制器的各个功能模块在结构上也以单独的模块形式出现，如电源模块，中央处理模块，各种I/O模块，他们通过一个共同的基板或者机架上的内部总线构成一个完整的控制系统。这种结构一般在中大型、高档产品中采用。随着近年来小型产品高档化的发展趋势，在小型系统中也有出现。10.构成PLC的主要部件有哪些？各部分的主要作用是什么？1. 中央处理单元中央处理单元（CPU）一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。 CPU的主要功能： 1）从存储器中读取指令 2）执行指令 3）顺序取指令 4）处理中断2. 存储器分为用户存储器和系统存储器，用户存储器又分为用户程序存储器和用户数据存储器 ，常有类型1）只读存储器ROM 2）随机存储器RAM 3）可电擦除的可编程只读存储器（EEPROM）。3. 输入/输出单元 分为模拟量单元和数字量单元，这里主讲数字单元。（1）输入接口电路 为了防止各种干扰信号和高电压信号进入PLC，影响其可靠性或造成设备损坏，现场输入电路一般有光电耦合器电路进行隔离。 输入类型有直流、交流、交直流。2）输出接口电路 PLC输出电路用来驱动被控负载（电磁铁、继电、接触器线圈等）。分为继电器式，晶体型和晶闸管式三种。三种形式特点：继电器 - 低速大功率 晶闸管- 高速大功率 晶体管 - 高速小功率4. 其它 电源、扩展接口、通信接口、编程设备、附件11.PLC是按什么样的工作方式进行工作的？它的循环过程分哪几个阶段？在每个阶段主要完成哪些控制任务？PLC的运行方式: PLC的工作按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。工作过程: 上电处理 扫描过程 出错处理PLC工作过程的中心内容：1.输入采样阶段（一般情况下，PLC对输入信号的要求）2.程序执行阶段 3.输出刷新阶段（详情图见P119）电气控制梯形图：并行工作方式PLC梯形图：串行工作方式 第四章 S7-200PLC基础知识1.S7-200系列PLC的硬件系统主要有哪些部分组成？1)基本单元(主机单元or CPU模块) 2） 扩展单元 3）特殊功能模块4）相关设备5）软件2.S7-200系列PLC的存储系统提供了哪几种方式来保存数据？1)保持型数据存储器 2)永久型存储器 3)存储卡3.看例题P127 123 1255.S7-200系列PLC中有那些软元件?输入继电器（I） 输出继电器（O）通用辅助继电器（M）特殊继电器（SM）变量存储器（V）局部变量存储器（L）顺序控制继电器（S）定时器（T）计数器（C）模拟量输入寄存器（AI）/模拟量输出寄存器（AO）高速计数器（HC）累加器（AC）7.S7-200PLC的编程语言有哪几种？各有什么特点？n 新旧CPU版本的不同所造成的影响n 梯形图 （LAD，Ladder Diagram）是最基本、最常用的编程语言。n 语句表 （STL，Statement List）是最常用的之一。不直观n 功能块图（FBD，Function Block Diagram）是一种基于电子器件门电路逻辑运算形式的编程语言。较少使用n 顺序功能图（SFC，Sequential Function Chart）是一种图形编程语言。在复杂逻辑顺序任务的程序设计中得到广泛应用。n IEC61131-3第五章PLC基本指令及程序设计2.S7-200PLC中共有几种分辨率的定时器？他们的刷新方式有何不同？S7-200PLC中共有几种类型的定时器？对他们执行复位指令后，他们的当前值和位的状态是什么？单位时间的时间增量称为定时器的分辨率，即精度。S7-200 PLC定时器有3个精度等级：1 ms、10 ms和100 ms。定时器的刷新方式和正确使用1 ms、10 ms、100 ms定时器的刷新方式是不同的，从而在使用方法上也有很大的不同。这和其他PLC是有很大区别的。1 ms定时器 1 ms定时器由系统每隔1 ms刷新一次，与扫描周期及程序处理无关。它采用的是中断刷新方式。因此，当扫描周期大于1 ms时，在一个周期中可能被多次刷新。其当前值在一个扫描周期内不一定保持一致。10 ms定时器 10 ms定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，由于是每个扫描周期只刷新一次，故在一个扫描周期内定时器位和定时器的当前值保持不变。100 ms定时器 100 ms定时器在定时器指令执行时被刷新，因此，如果100 ms定时器被激活后，如果不是每个扫描周期都执行定时器指令或在一个扫描周期内多次执行定时器指令，都会造成计时失准，所以在后面讲到的跳转指令和循环指令段中使用定时器时，要格外小心。100 ms定时器仅用在定时器指令在每个扫描周期执行一次的程序中。 种类：TON，TONR，TOF接通延时定时器TON（On-Delay Timer）l 接通延时定时器用于单一时间间隔的定时。l 上电周期或首次扫描时，定时器位为OFF，当前值为0。l 输入端接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计时，当前值达到设定值时，定时器位为ON，当前值仍连续计数到32 767。l 输入端断开，定时器自动复位，即定时器位为OFF，当前值为0。记忆接通延时定时器TONR（Retentive On-Delay Timer）l 记忆接通延时定时器具有记忆功能,它用于对许多间隔的累计定时。l 上电周期或首次扫描时，定时器位为掉电前的状态，当前值保持在掉电前的值。l 当输入端接通时，当前值从上次的保持值继续计时，当累计当前值达到设定值时，定时器位ON，当前值可继续计数到32 767。l TONR定时器只能用复位指令R对其进行复位操作。TONR复位后，定时器位为OFF，当前值为0。掌握好对TONR的复位及启动是使用好TONR指令的关键。断开延时定时器TOF（Off-Delay Timer）l 断开延时定时器用于断电后的单一间隔时间计时。l 上电周期或首次扫描，定时器位为OFF，当前值为0。l 输入端接通时，定时器位为ON，当前值为0。当输入端由接通到断开时，定时器开始计时。当达到设定值时定时器位为OFF，当前