电气控制与PLC应用 习题答案

习题答案 项目一 习题及思考题 用于照明或电热负载时，负荷开关的额定电流等于或大于被控制电路中各负载额定电流之和。 用于电动机负载时，开启式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的 3 倍；封闭式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的 。 熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。 熔管用于安放熔体。 根据使用场合，选择按钮的型号和型式。 按工作状态指 示和工作情况的要求，选择按钮和指示灯的颜色。 按控制回路的需要，确定按钮的触点形式和触点的组数。 按钮用于高温场合时，易使塑料变形老化而导致松动，引起接线螺钉间相碰短路，可在接线螺钉处加套绝缘塑料管来防止短路。 带指示灯的按钮因灯泡发热，长期使用易使塑料灯罩变形，应降低灯泡电压，延长使用寿命。 流接触器有电磁机构、触点机构和灭弧系统等组成。 中间继电器：用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与 接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。 热继电器是利用电流热效应原理进行工作的保护电器，可用作电动机长期过载、断相及电流不均衡的运行保护，但它由于热惯性，当电路短路时不能立即使电路断开，因此不能作短路保护。 图形符号如下： 熔断器 复合按钮 通电延时型时间继电器： 接触器： 中间继电器： 8. 答： 组合开关：额定电压 380V；控制电动机则额定电流 (可取 250A。 接触器：额定电压 380V；接触器的额定电流应大于或等于所控制电路的额定电流。对于电动机负载可按经验公式 计算：故额定电流可选 20A，吸引线圈工作电压 22080V。 熔断器：额定电压 380V；额定电流 25A 或 32A，保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流可按下式计算 (N，故熔体额定电流为 25A 热继电器：额定电压 380V；额定电流 20A，热元件额定电流一般可按下式 ，故热元件额定电流为 16A 项目 二 习题及思考题 1. 答 ： 一般可用起动按钮和接触器的常开触点并联 ,然后再和接触器的线圈串联可得 。 当按下起动按钮后 ，可实现长动 ， 它又具有失压保护功能 。 将两个接触器的常闭触点分别串联到对方的线圈回路中 ， 即可得到互锁 。 它用来防止两个接触器同时得电 。 热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器 ， 主要用于电动机或其他负载的过载保护 。电机过载导 致热继电器动作后， 热继电器由于热惯性 ， 其双金属片弯曲 变形还没复位，仍处于断开状态，这时马上按下启动按钮，不能让控制电机启动的接触器线圈通电，不能实现开车。 8：答 9. 答：从熔断器的保护特性曲线可看出，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短，当电路过载不是很严重时，熔断器要很长时间熔断甚至不熔断；而在电路发生短路或严重过载时，它的熔体能自动迅速熔断，因此熔断器是一种短路保护元件，不能作过载保护。热继电器是利用电流热效 应原理进行工作的保护电器，可用作电动机长期过载、断相及电流不均衡的运行保护，但它由于热惯性，当电路短路时不能立即使电路断开，因此不能作短路保护。从上面的分析可知熔断器和热继电器的保护功能不同，两者不能互相替代，当电动机主回路没有其他短路保护元件时必须要同时装设熔断器和热继电器。 10. 答： 欠压是指电路电压没有达到 设备 额定 电压 ， 零压保护是指当电源断电或电压严重降低时，接触器的线圈失电， 欠压可用 欠电压继电器 来保护，而失压可用 接触器 来保护。 当设备正常工作时，欠电压继电器衔铁与铁芯吸合，常开触点闭合，当电压低于某 个设定值时，衔铁与铁芯分开，常开触点复位，切断电路，保护设备。当电路失压时，接触器衔铁与铁芯分开，自锁触点复位，实现失压保护，必须重新按下启动按钮才能启动设备。 项目三 习题及思考题 电接触器是用导线有规则的连接来反映元器件间逻辑关系的，而可编程控制器是通过程序来表达元器件间逻辑关系的。对于继电接触器来说，忽略电磁滞后及机械滞后，同一个继电器的所有触点的动作是和它的线圈通电或断电同事发生的。但在 ，由于指令的分时扫描执行，同一个器件的线圈工作和它的各个触点的动作并不同事发生。这就是继电接触 器系统的并行工作方式和 串行工作方式的差别。 要有 储器、输入输出单元、电源和编程器几部分组成。各部分的作用如下： 系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算，协调系统内部各部分工作等任务。 存储器：用于存放系统程序、用户程序及运算数据。 I/O 单元：用于接受生产过程的各种参数和送出 制器运算后得出的控制信息。 电源：为各工作单元提供电源 编程器：用于编程、调试、监控 工作过程由公共处理阶段、输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段组成。程序执行时，从用 户程序存储区的第一条用户指令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增的方式顺序逐条扫描用户程序，并顺序执行，直至程序结束，完成一个扫描周期。然后再从头开始执行程序，并周而复始的重复。 工作过程内部处理阶段、通讯处理阶段、输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段组成。这五个阶段在一个运行周期中按顺序执行，在输入采样阶段， 序采集所有输入端子的信息，并把采集到的输入信息存入输入映像寄存器，然后进入程序执行阶段。下一次的输入采样要到下一周期才执行，因此，进入程序执行阶段后，本周期内 输入映像寄存器的状态不会发生变化。 输入输出滞后时间又称为系统响应时间，是指 部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻止之间的时间间隔。它由输入电路的滤波时间、输出模块的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分所组成。 影响输入 /输出滞后的主要原因有：输入滤波器的惯性；输出继电器的惯性；程序执行的时间；程序设计不当的附加影响等。对于用户来说，选择一个合理的 理的编制程序是缩短响应的关键。 项目四 习题及思考题 1. 答： 6答： 1）按下启动按钮 ，接触器 时间继电器 圈均得电吸合，并自锁， 触点闭合，此时电动机 别与三相电源 通，此时电动机低俗运行，当时间继电器 圈得电达到设定时间后， 辅助延时闭合的常开触点闭合，而 辅助延时断开的常闭触点断开，接触器 圈断电， 触点断开，而 常闭互锁触点闭合，因此接触器 圈同时得电， 主触点闭合， 电动机 过 主触点短接，电动机 2 与三相电源 通，此时电动机告诉运行。 当按下停止安钮 过载 有元件的线圈断电， 触点断开，电动机自由停车。 2） I/O 端口连接图 项目五 习题及思考题 （答案不唯一，仅供参考） 输入输出分配 I： 启动按钮 停止按钮 Y： 机 机 机 答案不唯一，仅供参考） 输入输出分配 I： 启动按钮 停止按钮 Y： 装料电磁阀 电机前进接触器 卸料电磁阀 电机后退接触器 答案不唯一，仅供参考） 输入输出分配 D D 0 1 D D D D D D 目六 习题及思考题 项目七 习题及思考题 能指令 也叫 应用 指令，主要用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。 功能指令主要分为 程序流控制功能指令 、 传递和比较功能指令 、 运算功能指令 和 其他功能指令 。 位元件用于存放 1 个二进制数，字元件用于存放 1 个 16位的二进制数 。占用的存储单元位数不一样，存储的数值大小不一样。 需要的时候，字元件也可以用位元件进行组合使用，以 形式表示，称为“位组合元件 ”。 示 3 ， 4 个输入继电器的组合。 位元件 、 字元件 、 位元件 、 3 组成 、 字元件 、 位元件 、 7 组成 、 位元件。 功能指令 在梯形图中用功能框图表达 。 为功能代号 (每条功能指令都有一固定的编号， 能指令代号从 为助记符。功能指令的助记符是该条指令的英文缩写词。 为数据长度 (D)指示。功能指令中大多数涉及到数据运算和操作，而数据的表示以字长表示有 16 位和 32 位之分。因此有 (D)表示为 32 位数据操作指令，无 (D) 则表示为 16 位数据操作指令。 为脉冲连续执行指令标志 (P)。功能指令中若带有 (P)，则为脉冲执行指令，即当条件满足时仅执行一个扫描周期。若指令中没有 (P)则为连续执行指令。 为某些特殊指令连续执行的符号。如图 7示加 1 指令，该指令为连续执行的加 1 指令，每一扫描周期数据源 (内容都发生变化。 为操作数。操作数即为功能指令所涉及的参数 (或称数据 )，操作数按功能分 为 源操作数、目标操作数和其他操作数；按组成形式分 为 位元件、字元件和常数。 输 入 输 出 器 件 说 明 器 件 说 明 止按钮 0 正转接触器 1 正转启动