电气控制与plc应用技术课后答案

1、1- -5 、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接 触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成， 而且它的激磁线圈设有骨 架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型， 这样有利于铁 芯和线圈的散热。直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的 激磁线圈制成高而薄的瘦高型， 且不设线圈骨架， 使线圈与铁芯直接 接触，易于散热。1- -9 、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。 答：热继电器在电路中起过载保护的作用， 它利用的是双金属片的热 膨胀原理， 并且它的动作有一定的延迟性； 熔断器在电路中起短路保 护

2、的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。1- -11 、中间继电器与接触器有何异同？ 答：相同点：输入信号都是电压；都是利用电磁的工作原理。 不同点：中间继电器用于小电流控制电路中，起信号传递、放大、翻 转和分路等作用， 主要用于扩展触点数量， 实现逻辑控制； 接触器用 于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路，是执行电 器，分主、辅助触点，大多有灭弧装置116 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。 广

3、 泛应用于各种配电装置的电源隔离、 电路转换、电动机远距离控制等， 也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动 机。 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。 既使用于一般行程控制， 其定位精 度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式 行程开关。光电开关作用：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。目前，光电开关已 被用作物位检测、液位控制

4、、产品计数、宽度判别、速度检测、定长 剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等 诸多领域。2- -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说明， 并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能?答：小容量的三相笼型异步 电动机(<10kW)LI L2 L3? ? ¥FA(?A1BBMAFA可以采用直接启动在该电路中，闭合自动开关 QA0按下启动按钮SF2,接触器接触器KMfe圈通电，其常开主 触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时 接触器KM勺辅助

5、常开触点闭合，使接触器KM 线圈有两条通电路径。这样当松开启动按钮 SB2后, 接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持 吸合状态。按停止按钮SB1,接触器KMfe圈失电， 则其主触点断开。切断电动机三相电源，电动机 M 自动停车，同时接触器KM1锁触点也断开，控制 回路解除自锁。松开停止按钮SB1,控制电路又 回到启动前的状态。其中，起短路保护作用的是熔断器FA起过载 保护作用的是热继电器BB;起失压和欠压保护作用 的是接触器KM。2- -3、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答:Ll LZ L32- -11、某

6、机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动，润滑油泵由 另一台三相笼型异步电动机拖动，均采用直接启动，工艺要求有（1）主轴必须在润滑油泵启动后，才能启动；（2）主轴为正向运转，为调试方便，要求能正、反向点动；（3） 主轴停止后，才允许润滑油泵停止；（4）具有必要的电气保护.、多 / R 亠IhJ *LI 12 L3909QAO HfifA .oai _ J0A3 QAZ.按动SF1使QA2得电自锁，贝S润滑油泵 MA2启动，再按动SF2,可使 QA1得电自锁，主轴电动机 MA1正向启动。按SF3可使QA1得电，即 主轴电动机MA1正向点动；按SF4可使QA3得电，即主轴电动机 MA1 反向点动。当润

7、滑油泵要停转时，必须先使主轴电动机先停止，即 QA1常开断开，再按动SF62-13、设计一个控制线路，要求第一台电动机启动10S后，第二台 电动机自行启动；运行5S后，第一台电动机停止并同时使第三台电 动机自行启动；再运行10S,电动机全部停止。过I而 kfi I 0A2| kroaj|L_J_IQA2QA3QAI KF1 QA2 KF2 QA2 KF2IOS5SI OS3- -6、PLC与继电器控制系统相比有哪些异同？ 答：PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的； 它们的不同之处主要表现在：（1）控制逻辑一一继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用

8、继电器机械触点的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而 复杂、体积大、功耗大、故障率高，灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在存中， 灵活性和扩展 性都很好。（2）工作方式一一继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态， 属于并行工作方式。而PLC的控制逻辑中，各部器件都处于周期性循 环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后 顺序计算得出的，所以属于串行工作方式。（3）可靠性和可维护性一一继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开 关动作由无触点的半导体电路来完成，PLC还

9、配有自检和监督功能，可靠性和可维护性好。（4）控制速度继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制， 工作频率低，且机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控 制半导体电路来实现控制， 属于无触点控制， 速度极快， 且不会出现 抖动。（5）定时控制继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。 时间继电器存在定时精度不高， 定时围窄， 且易受环境湿度和温度变 化的影响，调整时间困难等问题。PLC使用半导体集成电路做定时器 时基脉冲由晶振产生， 精度相当高， 且定时时间不受环境的影响， 定 时围广，调整时间方便。（6）设计和施工使用继电器控制逻辑完成一项工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长

10、、而且修改困难。而用 PLC完成一 项控制工程， 在系统设计完成后， 现场施工和控制逻辑的设计可以同 时进行，周期短，且调试和修改都很方便。3- -10 构成PLC的主要部件有哪些？各部分主要作用是什么CPU中央处理单元存储器：PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器用来存放由PLC厂家编写的系统程序，并固化在ROM 用户不能更改。 系统程序包括三部分： 系统管理程序、 用户指令解释程序以及标准程序模块与系统调用。 用户存储器包括用户程序存储器 （程序区）和数据存储器（数据区）两部分。用户程序存储器用来存 放用户针对具体控制任务用规定的 PLC 编程语言编写的各种用户程 序。

11、用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的 ON/OFF 状态和数值、数据等。I/O单元：PLC的输入/输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。 输入/输出单元包括两部分：一是与被控设备相连接的接口电路，另 一部分是输入和输出的映像寄存器。电源：PLC一般使用220V的交流电源，部的开关电源为 PLC的中央 处理器、存储器等电路提供 5V、士 12V、24V等直流电源，使PLC能 正常工作。 通信接口 扩展接口 编程设备： 编程器的作用是供用 户进行程序的编制、编辑、调试和监视。分简易型和智能型。3- -11、PLC是按什么样的工作方式进行工作的？它的中心工作过 程分哪几个阶段？在每个

12、阶段主要完成哪些控制任务？答：PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作 的。它的中心工作过程分输入采样阶段、 程序执行阶段、 输出刷新阶 段。在输入采样阶段， 首先扫描所以输入端子， 并将各输入状态存入相对 应的输入映像寄存器中， 此时输入映像寄存器被刷新， 它与外界隔离， 其容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。在程序执行阶段，PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。在输出刷新阶段中， 元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一起转 存到输出锁存器中， 通过一定方式集中输出， 最后经过输出端子驱动 外部负责， 在下一个输出刷新阶段开始之前， 输出锁存器的状态不会

13、改变。4- -3 一个控制系统如果需要 12 点数字量输入， 30 点数字量输出，8 点模拟量输入和 2 点模拟量输出。问：（1） 可以选用哪种主机型号？（ 2） 如何选择扩展模块？（ 3） 各模块按什么顺序连接到主机？画出连接图。（ 4） 按上问所画出的图形，其主机和各模块的地址如何分配？（ 1） 主机模块型号可以选择 CPU224或CPU226 CPU224更加经济（2） 选择扩展模块解：选择开关量扩展模块系统需要的开关量 I/O 点数为：数字量输入 12 点， 数字量输出 30 点；CPU224 模块自带的 I/O 点数为：开关量输入 14 点，已能满足控制系统要求开关量输出 10 点;

14、 需扩展 20 点 开关量扩展模块选择方案可以是方案：EM222 （8 出）X 3选择模拟量扩展模块CPU224模块不带模拟量I/O点，系统需要模拟量I/O数量: 模拟量输入7点，模拟量输出2点方案 1: EM231(4AI) X 2+ EM232(2AO) 方案 2: EM235(4AI/1AO)X2系统控制方案是：CPU224 + EM222(8出)X 3 + EM235X2模块链接形式检验最大I/O配置预算： CPU连接了 5个扩展模块V允许连接的数量 7。扩展后I/O点总数：开关量(12/30) V I/O 映像寄存器数量(128/128)模拟量(7/2) V模拟量I/O映像寄存器数量

15、(32/32)所有扩展模块所消耗的5V电源电流之和180mA V CPU224所能提供的DC5V电源电流660mA表4-5 (a)各扩展模块消耗的电流扩展模抉型号EM222EM222BM235EM222BM235合计消耗电浇40 nA4Q mA30 mA40 nA30 mA180mA各模块分配的地址:表4T各模块的编址主机1/0OTUM DI14/Dtlt模块1DU222 Nt0 2EW222 m模块3BU23S AI4/A01模块4EM212 DOS1 1EM235 AI4/A01:10.0姚 &10.1 曲 110 J処 210. J和10 4g 1山 jQO. 510. bQ0.

16、610 1和IL 0叫 QIIJ QI11.2IUHJIL 5Q 2JQ2J« 2.SQ2.4V 50Q 3.0Q34QI 3Q3JQ 3.6Q3JATViATV4Q4Q4JQMQ4JQH4Q4.5WQ4J1E 炳! A1M0:皿1!141111!111i11j1111i1ijii5- 2. S7-200 PLC 中共有几种分辨率的定时器？它们的刷新方式有 何不同？ S7200 PLC中共有几种类型的定时器？对它们执行复位指令 后，它们的当前值和位的状态是什么？S7-200 PLC中共有3种分辨率的定时器：1 ms、10 ms和100 ms.1 ms定时器：由系统每隔1 ms刷新一次

17、当前值和状态位，与扫 描周期及程序处理无关。采用的是中断刷新方式，在一个周期中其可 能被多次刷新。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；100 ms定时器100 ms定时器在定时器指令 执行时被刷新。S7-200 PLC有三种类型的定时器：接通延时定时器（TON 有记忆接通延时定时器（TONR 断开延时定时器（TOF对它们执行复位指令后，它们的当前值和状态位是:当前值状态位TON00TONR00TOF015-6郦:M0,0在10.0的上升沿导通一个扫描周期.A/O. = A/O.OOW； M0J = 1 置Q0()=1AZO.2 二 A/O.OQO O ； M0

18、2=l 复位 Q0.0=010.0M0.0 I1 1 1 1 11M0.1 |11M0.21Q° ° I II5-13、用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图 程序。控制要求：（1） 开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；（2）停止时，立即关断鼓风机，经 20S后自动关断引风机。T38QO.OINT37TONnetwork 2+100-PTT37QD.1)HetwoFk i10.1T38MO.O()IIMTONPTT3S*200-6 11某一过程控制系统，其中一个单极性模拟量输入参数从 AIW0 采集到PLC中，通过PID指令计算出的控制结果输出到控制

19、对象。PID 参数表起始地址为VB1O0试设计一段程序完成下列任务：（1）每200ms中断一次，执行中断程序；（2）在中断程序中完成对AIW0的采集、转化及归一化处理；完成回 路控制输出值的工程量转化和输出。子程序0SMD.0MOV_BXIENENO1 17200-INUT-SMBJ4ATCHENENOiwrEVNTINTJO; INTOJIINTEVNTJ中断程序0（不同做法）6-11、主程序回路表初iktffi序PI»SBR_OSMOLO M j'_SHODPIDIHT INTO-ID-ENl)MQY_eIfNENO匚INOUTrcHENrNTMlEND7- -4答：“三

20、台电动机顺序启动/停止”的例子中，电气原理图的设计原 理、方法和结果。系统使用三个交流接触器控制三台电动机启停。用 一个启动按钮和一个停止按钮来发出控制指令， 用四个时间继电器实 现启动过程与停止过程的延时。在设计时，考虑到启 /停信号要用短 信号，要注意对定时器及时复位。设计中的难点是找出时间继电器开 始工作的条件及其控制逻辑，例子中没有考虑时间继电器触点的数 量，但实际中必须考虑。 系统采用热继电器对三台电动机进行热过载 保护，它是为了防止过载而采取的措施。 若对过载没有太多要求， 则 可以把它们省掉。PLC 一般指令的设计原理、方法和结果。先把题目中的输人 / 输出点找出来，分配好对应的 PLC 的 I/O 地址。输入点：启动按钮10.0 ;停止按钮：10.1。输出点：电动机 MA1 Q0.0;电动机MA2Q0.1;电动机电动机MA3 Q0.2。PLC输出点实际上是控制每个电动 机对应接触器的线圈。方法一：控制信号采用定时器脉冲信号。在 S7-200PLC中，若采用100ms定时器，可以使用自复位功能来产生脉 冲信号， 自复位功能可以使编程简单。 方法二：采用比较指令进行编 程。程序的核心是使用断电延时定时器来实现定时， 断电