《电气控制与PLC》教材课后思考与练习

项目一思考与练习1.常用的电气控制系统图有哪三种？2.何为电气原理图？绘制电气原理图的原则是什么？3.何为电器布置图？电器元件的布置应注意哪几方面？4.何为电气接线图？电气接线图的绘制原则是什么?5.电气控制电路的基本控制规律主要有哪些？6.电动机点动控制与连续运转控制的关键控制环节是什么?其主电路有何区别(从电动机保护环节设置上分析)？7.何为电动机的欠电压与失电压保护?接触器与按钮控制电路是如何实现欠电压与失电压保护的?8.何为互锁控制？实现电动机正反转互锁控制的方法有哪两种？两者有何不同?9.试画出用按钮选择控制电动机既可点动又可连续运转的控制电路。10.分析以下b）图和c）图两种顺序联锁控制电路工作原理，试总结其控制规律？题10图试画出两台电动机M1、M2起动时，M2先起动，M1后起动，停止时M1先停止，M2后停止的电气控制电路。12.电动机正反转控制电路中，最关键的控制环节在哪里？13．电动机正反转电路中，要实现直接由正转变反转，反转直接变正转，其控制要点在何处？14．电动机“正—反—停”控制线路中，复合按钮已经起到了互锁作用，为什么还要用接触器的常闭触点进行联锁？15．试找出图中各控制电路的错误，这些错误会出现何现象？应如何改正？题15图16.电动机常用的保护环节有哪些？通常它们各由哪些电器来实现其保护？17.电动机短路保护、过电流保护、过载保护各有何相同与不同？18.为何已采用热继电器作过载保护后，还必须设置短路保护？19.对于笼型三相异步电动机为何不采用过电流保护而采用短路保护？20.设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。21．设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。22.设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。23.一台三相异步电动机运行要求为：按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。24.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电动机起动运行5s后，第二台电动机自行起动，第二台电动机运行10s后，两台电动机停止；两台电动机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。25.一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止；2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。项目二思考与练习1.什么是可编程序控制器？它有哪些主要特点?其发展方向如何？2.举例说明可编程序控制器目前的应用场合。答：可编程序控制器的应用形式主要有以下几种类型：3.可编程序控制器主要构成有哪几部分？各部分功能是什么？4.可编程序控制器与继电接触器控制相比有何优缺点？5.可编程序控制器与个人计算机工作方式有何不同？6.可编程序控制器的输入/输出处理规则是什么？7.试述可编程序控制器的工作原理？8.可编程序控制器的滞后现象是怎样产生的？9.梯形图编程语言为什么是可编程序控制器的主要编程语言？10.梯形图的来源是什么？11.画出下面指令语句表对应的梯形图（1）序号指令数据0LDX01ANIX12LDX43ANDY04ORB5LDIX26ANDX37LDM08ANIX59ORM110ORB11ANB12LDX613ANIX714ORB15OUTY016END（2）序号指令数据LDX0ANIT0LDX1ANDX4ORIY2ANDX5ORBLDIX6ORC1ANBORY1OUTY0ANDX7OUTY2ANDX8OUTT2K60015END12.根据下面梯形图写出相应的指令语句表题12图(a)题12图（b）题12图（c）13.按下按钮X0后，YO接通并保持，15s后Y0自动断开，试设计其梯形图程序。14.按下按钮X1后，YO接通并保持，5s后Y1接通，按下按钮X0后，Y0、Y1同时断开，试设计其梯形图程序。15.光电开关检测传送带上通过的产品数量，有产品通过时信号灯亮并计数；如果10s内没有产品通过则发出报警信号，报警信号只能手动解除，试设计其梯形图程序。16.如下图用PLC控制一个工作台运行，其动作程序为：工作台由原位开始前进，到终端后自动停止；在终端停留2min后自动返回原位停止；要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或再次起动；电网停电后再来电工作台不会自行运动。请画出主电路、PLC接线图、PLC梯形图。（有必要的保护措施）。题16图17.以下为两台电动机顺序起动联锁控制电路原理图，若将其改为PLC控制，试画出相应的控制电路输入输出接线图、梯形图及对应的指令程序。题17图两台电动机顺序起动联锁控制电路原理图18.以下为自动限位控制电路原理图，若将其改为PLC控制，试画出相应的控制电路输入输出接线图、梯形图及对应的指令程序。题18图自动限位控制电路原理图19.以下为电动机Y-Δ减压起动控制电路原理图，若将其改为PLC控制，试画出相应的控制电路输入输出接线图、梯形图及对应的指令程序。题19图电动机Y-Δ减压起动控制电路原理图20.以下为电动机自动循环控制电路原理图，若将其改为PLC控制，试画出相应的控制电路输入输出接线图、梯形图及对应的指令程序。题20图电动机自动循环控制电路原理图项目三思考与习题及答案1.简述PLC系统设计的基本原则及其步骤。2.简述PLC系统设计的主要内容。3.下图所示电路可对X11的断/通次数进行计数，如果X12处于断开状态，问当X11由断开到接通多少次时，使线圈Y0接通？如果X12处于接通状态，问线圈Y0能否接通？为什么？同时请写出该梯形图所对应的指令。K34K56K34K56题3图4.根据以下的PLC基本指令，画出其对应的梯形图。LDX7 ANDT0 ANIC1 ANDX13ANDX10 ANIM2 ORB OUTY5ANDX11 ORB ANDM10 ANDM5ANIX12 LDX14 ANIY2 OUTY3LDIM1 ANDM3 OUTY1 END5.设计一个报警电路。输入点X0为ON时，报警灯Y0闪烁，闪烁频率为亮、灭各0.5s，报警蜂鸣器Y1有音响输出。报警响应X1为ON时，报警灯由闪烁变为常亮且停止音响。按下报警解除按钮X2，报警灯熄灭。为测试报警灯和报警蜂鸣器的好坏，可用测试按钮X3随时测试。6.试分别设计下图所示的梯形图程序。题6图7.如下图所示。按下按钮Xl后，Y0接通并保持，5s后Y1接通，按下按钮X0后，Y1断开，3s后Y0断开，试设计其梯形图程序。题7图8.如下图所示。按下按钮X0后Y0为ON并自保持，到定时5s后，用C0对输入的脉冲进行计数，计满4个脉冲后，Y0变为OFF，同时CO复位，在PLC开始执行程序后，CO也被复位，试设计其梯形图程序。题8图9.M8000、M8002、M8011、M8012、M8013属于什么类型软元件？分别简述它们的作用？10.如下图所示。联系生产线控制：两条传输带为防止物料堆积，启动后2号传输带先运行5S后1好传输带再运行，停机时1好传输带先停止，10S后2好传输带才停。试设计地址分配、PLC接线图及其波形图。1号传输带1号传输带2号传输带题10图11.声光报警电路——X0为闪光或长亮加声报警，X1为灯长亮报警，X2为声报警允许控制信号；Y0为灯光输出，Y1为声报警蜂鸣器。12.根据以下的梯形图，画出M3和Y1的动作时序图。题12图13.根据以下的PLC指令，写出对应的梯形图。并根据下图要求画出Y1和Y2的动作时序图。LDX0 LDM0 ANIT2 ANIT2 K100 OUTC0ORM0 ANIT1 OUTT1 OUTY2 LDX1 K5ANIC0 OUTY1 K50 LDT1 RSTC0 ENDOUTM0 LDM0 LDT1 OUTT2 LDT2 14.根据以下PLC的梯形图，画出M100、M101和M206的波形图。题14图15.根据下图所示的PLC梯形图，画出Y1、Y2的波形图。同时请写出该梯形图所对应的指令。题15图16.在以下PLC的梯形图中，第一行与第二行是否可以对调？请说明理由，并简单阐述对调后程序运行的结果。题16图项目四思考与习题及答案1.PLC步进状态结构主要有哪几种类型并如何定义的？2.FX2N的状态继电器S常用于什么场合的编程？3.FX2N的步进专用指令有哪二个？含义分别是什么？4.功能状态流程图（SFC）中，初始步一般用什么状态继电器？普通步一般用什么继电器？5.功能状态流程图（SFC）中，双框用在什么步？单框用在什么步？6.功能状态流程图（SFC）中，普通步的步号设置规则是？7.功能状态流程图（SFC）中，RET指令的含义是？若需插入非步进梯形图程序，应在哪插入？8.如下功能状态流程图，写出指令。X0M8002S1X0M8002S1Y1S0Y0S2X2Y2X1题8图图9.分别试用步进指令和基本指令两种方法设计一个双速电机驱动的工作台PLC控制程序，要求能够完成如下图所示的控制要求：试用步进指令和基本指令两种方法分别画出I/O接口图、功能状态流程图、梯形图，写出指令。原点题9图原点10.根据以下的梯形图，画出对应的流程图。题10图 11．根据以下的PLC指令，写出对应的梯形图。LDM8002 OUTT1 K20 K30SETS0 K10 LDT2 LDT3STLS0 LDT1 SETS23 OUTS0OUTY0 SETS22 STLS23 RETLDX0 STLS22 OUTY1 LDX10SETS21 OUTY1 OUTY2 ZRSTS21S26STLS21 OUTY2 OUTY3 ENDOUTY1 OUTT2 OUTT312.根据下列工艺过程，设计PLC控制程序。其中，动力头从原点(X2处)出发，完成加工任务后，回到原点停下，即单周期运行。要求：1.画出I/O接口图；2.画出功能状态流程图；3.画出梯形图；4.最后正确地写出指令。题12图 13.分析以下的流程图，并将此图转变为PLC的梯形图，然后写出对应的指令。题13图14.根据以下的PLC指令，写出对应的梯形图。LDX10 OUTT10 K30 K20SETS2 K10 LDT12 LDT13STLS2 LDT10 SETS23 OUTS2OUTY0 SETS22 STLS23 RETLDX0 STLS22 OUTY1 LDX15SETS21 OUTY1 OUTY2 ZRSTS21S27STLS21 OUTY2 OUTY3 ENDOUTY1 OUTT12 OUTT1315.根据下列工艺过程，设计某深孔钻的PLC控制程序。其中，钻头从原点(位于X1处)出发，完成加工任务后，回到原点停下，即单周期运行。要求：（1）画出I/O接口图；（2）画出状态转移图（流程图）；（3）画出梯形图；（4）最后正确地写出指令。题15图16．人行横道交通灯程序设计。本题只考虑人行横道交通灯的程序设计。某人行横道两端设有红、绿各两盏信号灯，如下图所示。平时红灯亮，路边设有按钮，行人要过马路时按此按钮。按动按钮4秒钟后红灯灭，绿灯亮；绿灯亮30秒钟后，闪烁4次（0.5秒亮，0.5秒灭）后熄灭，红灯亮。若再有人按此按钮，则重复上述过程。从按下按钮后到下一次红灯亮之前，这一段时间内，按钮不起作用。写如下图所示为一辆自动控制小车运动的示意图。设小车在最左端，（X001闭合），当按下启动按钮（X000闭合），小车自动循环工作，若按下停止按钮（X005）,小车停止运行。（1）要求画出功能状态图（2）画出梯形图（3）写出指令表题16图17.出某一冷加工自动线有一个钻孔动力头，该动力头的加工过程示意图如下图所示。控制要求如下：题17图（1）动力头在原位，并加以起动信号，这时接通电磁阀YV1，动力头快进。（2）动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV1和YV2，动力头由快进转为工进，同时动力头电机转动（由KM1控制）（3）动力头碰到限位开关SQ2后，开始延时3s（4）延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。（5）动力头回到原位即停止。按要求完成输入/输出（I/O）分配表、画出和梯形图和指令表输入输出输入设备输入继电器输出设备输出继电器项目五思考与习题及答案1.FX系列PLC功能指令的通用格式是什么及其具体说明？2.PLC软元件中，什么叫位元件，什么叫字元件？什么叫组合位元件？3.K1Y0表示？K2X0表示？K4M0表示？4.功能指令符后面加P，其作用是什么？（如MOVPK10D20）5.功能指令符前面加D，其作用是什么？（如DMOVD15D10）6.FX2N的数据寄存器D的主要作用是什么？单个数据寄存器的能够存储几位二进制数据？7.PLC编程中，K23代表什么数？H2代表什么数？8.试设计以下程序,按下启动按钮,电动机2先启动,经过1.5秒后,电动机1启动。按下停止按钮，电动机2先停止，1.5秒后电动机1停止。试编写其梯形图和指令。9.运用PLC的比较指令设计一密码锁控制程序。密码锁为8个按钮,若按H65（即01100101B），正确后经过2秒，开启照明（Y1）；按H87（即10000111B），正确后经过3秒，开启空调（Y2）；如果错误，则启动报警器（Y3），按下复位按钮X17，可以对报警器进行复位。试编写其梯形图和指令。10.广告牌22灯，按下启动按钮X0，灯以正序、反序每0.1S间隔轮流点亮；按下X1则停止。请按以上控制要求绘制输入输出功能表并设计其梯形图。11.用PLC对自动售货机进行控制，根据工作要求，设计梯形图：工作要求：（1）此售货机可投入1元、5元或10元钱币。（2）当投入的钱币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的钱币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。（3）当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。（4）当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。（5）若投入钱币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。I/O编号：输入输出1元识别口：X0咖啡出口：Y105元识别口：X1汽水出口：Y1110元识别口：X2咖啡按钮指示灯：Y12咖啡按钮：X3汽水按钮指示灯：Y13汽水按钮：X4找钱指示灯：Y14记数手动复位：X5