机床电气及PLC控制（第三版） （李乃夫）习题及答案

PAGEPAGE12习题参考答案“十四五”职业教育国家规划教材《机床电气及PLC控制》主编李乃夫（高等教育出版社2024年8月第3版）P34项目1思考与练习题1-1填空题1.低压电器是指工作电压在交流1200V或直流1500V以下的电器。2.根据其动作原理的不同，电器可分为手控电器和自动电器；而根据其功能的不同，又可以分为控制电器和保护电器。3.交流接触器从结构上可分为电磁系统、触点系统和灭弧装置三大部分。4.接触器的触点又分为主触点和辅助触点。主触点一般为三极动合触点，主要用于通断三相负载的主电路。辅助触点有动合和动断触点，主要用于通断电流较小的控制电路。5.用三刀开关直接控制三相异步电动机不频繁地起动和停机，则电动机的功率一般不能超过5.5kW。6.在图1-10电路中，起短路保护作用的电器是熔断器FU1和FU2，起过载保护作用的电器是热继电器FR，起失电压保护作用的电器是能自动复位的起动按钮动合触点SB2和接触器KM的自锁触点，起欠电压保护作用的电器是接触器KM的电磁机构。7.选用热继电器时应根据电动机的额定电流来选择热元件，并用调节旋钮将其整定在电动机额定电流的0.95～1.05倍左右。8.在图1-13(c)图电路中采用了KM1、KM2的辅助动断触点和SB2、SB3的动断触点实现了“双重互锁”。9.在图1-13的(a)、(b)、(c)三个控制电路中，如果同时按下两个起动按钮SB2和SB3，在正常情况下会出现的现象分别是：(a)图：电源短路，电动机不能起动运行；(b)图：电动机起动运行，但运转方向不确定；(c)图：电源不会短路，但电动机也不能起动。10.三相异步电动机在电动机的容量不超过供电变压器容量的20%的情况下允许直接起动，一般20kW以下的电动机允许直接起动。11.笼型三相异步电动机常用的降压起动方法有：串电阻（电抗）降压起动和星－三角降压起动。12.采用星形－三角形降压起动的三相异步电动机在起动时，定子相电压为额定电压的1/，起动电流和起动转矩均为全压起动时的1/3。13.请画出时间继电器触点的图形符号：①通电延时型时间继电器的动合触点：＿＿＿；②通电延时型时间继电器的动断触点：＿＿＿；③断电延时型时间继电器的动合触点：＿＿＿。14.请画出这些电器的动断触点的图形符号：①行程开关的动断触点：＿＿＿；②热继电器的动断触点：＿＿＿；③断电延时型时间继电器的动断触点：＿＿＿。15.请画出这些电器的动合触点的图形符号：①按钮开关的动合触点：＿＿＿；②接触器的动合触点：＿＿＿；③行程开关的动合触点：＿＿＿。16.星形-三角形降压起动适合于正常运行时定子绕组为三角形联结的三相异步电动机空载或轻载起动。17.三相异步电动机的三种调速方法是：调节电动机旋转磁场的磁极对数调速、调节电源频率调速和调节转差率调速。18.设备的电气图纸主要有原理图、安装图和接线图三种。1-2选择题1.CJ20-63型交流接触器，其型号中的“63”是指＿A＿的额定电流为63A。A.主触点B.辅助触点C.电磁线圈D.都不是2.JR16-20/3D型热继电器，其型号中的“20”是指＿A＿的额定电流为20A。A.热继电器B.热继电器的动断触点C.热继电器的热元件D.都不是3.熔断器主要用作＿B＿保护，热继电器主要用作＿C＿保护。A.欠压B.短路C.过载D.零压4.在图1-13中的图(b)电路，如果将KM1、KM2的互锁动断触点调换接错了，当按下起动按钮SB2或SB3时，在正常情况下会出现的现象是＿C＿。A.电动机起动运行，但运转方向不确定；B.电源短路，电动机不能起动运行；C.电源不会短路，但电动机也不能起动。D.都不对5.在图1-13中的图(c)电路，如果将SB2、SB3的互锁动断触点调换接错了，当按下起动按钮SB2或SB3时，在正常情况下会出现的现象是＿C＿。A.电动机起动运行，但运转方向不确定；B.电源短路，电动机不能起动运行；C.电源不会短路，但电动机也不能起动。D.都不对6.在图1-16电路中，起行程位置控制作用的是＿B＿，起限位保护作用的是＿C＿。A.SB1、SB2B.SQ1、SQ2C.SQ3、SQ4D.KM1、KM27.使用多速电动机调速的方法属于＿A＿。A.变极调速B.变转差率调速C.变频调速D.都不是8.＿A＿属于机械制动。A.电磁抱闸制动B.电阻制动C.反接制动D.能耗制动1-3判断题1.所谓“电器”，是指可以根据控制指令，自动或手动接通和断开电路，实现对用电设备或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电气设备，如各种电动机、开关、继电器、接触器、熔断器等。（√）2.因为三相异步电动机的起动电流可达额定电流的5～7倍，所以在电动机起动时，按1.5～2.5倍额定电流选定的熔断器熔体会因过流而熔断，从而造成电动机无法起动。（×）3.熔断器不宜作电动机的过载保护。（√）4.热继电器不能用作短路保护。（√）5.在电动机控制电路中既然装有热继电器就不需要装熔断器了。（×）6.一种型号的热继电器只配有一种规格的热元件。（×）7.图1-1电路具有过载、失电压和欠电压保护功能。（×）8.三相异步电动机在变极调速时，若电动机旋转磁场的磁极对数增加一倍，同步转速也增加一倍，电动机转子的转速也随之增加一倍。（×）9.三相异步电动机在变极调速时，若电动机旋转磁场的磁极对数增加一倍时，同步转速就下降一半，电动机转子的转速也正好下降一半。（×）10.变极调速是平滑的无级调速。（×）1-4综合题1.什么是低压电器？低压电器按其动作原理可分为哪两大类？按其功能又可分为哪两大类？试各举一例说明之。答：电器是指可以根据控制指令，自动或手动接通和断开电路，实现对用电设备或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电气设备，如各种开关、继电器、接触器、熔断器等。而低压电器是指工作电压在交流1200V或直流1500V以下的电器。按其动作原理电器可分为手动电器和自动电器，如刀开关是手动电器，而接触器是自动电器。按其功能电器又可以分为控制电器和保护电器，如接触器是控制电器，熔断器是保护电器。4.异步电动机的起动电流较大，在电动机起动时，熔断器会不会熔断？热继电器会不会动作？为什么？答：熔断器用于保护电动机时，一般选择熔体的额定电流≥电动机额定电流的（1.5～2.5）倍，所以在正常情况下电动机起动时熔断器不会熔断，而热继电器有一定的热惯性，在电动机短时间的起动过程中更不会动作。5.按钮开关、行程开关和刀开关都是开关，它们的作用有什么不同？可否用按钮开关直接控制三相异步电动机？答：简言之，刀开关主要用作电源隔离开关；按钮开关用于发出控制指令；而行程开关用作位置控制。按钮开关的触点容量较小，不能用作直接控制电动机。6.低压断路器能实现哪几种保护？答：低压断路器一般具有过电流、过载和欠电压保护作用。7.熔断器的作用是什么？既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？它们的作用有什么不同？装有热继电器可不可以不装熔断器？为什么？答：熔断器主要用作短路保护，而热继电器用途电动机的过载保护，两者的保护作用不同。熔断器不宜作电动机的过载保护。而热继电器动作有一定的惯性，在过流时不可能迅速切断电路，所以绝不能用作短路保护。8.什么叫自锁功能？在图1-10电路中，如果没有KM的自锁触点会怎么样？如果自锁触点因熔焊而不能断开又会怎么样？答：当起动按钮松开后，接触器的电磁线圈仍能依靠其辅助动合触点保持通电而使电动机能连续运行，这一作用称为“自锁”。在图1-10电路中，如果没有KM的自锁触点，电动机只能点动运行。如果自锁触点因熔焊而不能断开，则电动机不能停机。9.三相异步电动机的主电路中如何实现电动机的反转？图1-13所示的三个控制电路各有什么特点？试分析在这三个控制电路中，如果同时按下正、反转起动按钮分别会出现什么情况。10.何谓互锁？在控制电路中互锁起什么作用？何谓电气控制中的电气互锁和机械互锁？答：所谓“互锁（联锁）”，一般指在某条控制的支路接通前需要先断开另一条支路，起到保护的作用（如在图1-13电路中保护同正、反转的电路不会同时接通）。以图1-13的电路为例：在图(b)电路中KM1、KM2两条支路分别串入KM2、KM1的动断触点称为电气互锁；而(c)电路在图(b)电路的基础上再串入按钮开关SB3、SB2的动断触点称为机械互锁（双重互锁）。12.星形-三角形降压起动适用于哪种类型的电动机？答：星－三角降压起动适用于在正常运行时定子绕组为三角形接法，且空载或轻载起动的三相异步电动机。13.图1-16所示自动往复控制电路，如果其中一个行程开关SQ2损坏，其触点都不能动作，会出现什么问题？应如何处理？答：如果SQ2损坏其触点都不能动作，则到了SQ2所在位置（见图1-14）不能换向（电动机不能反转），则需要SQ4作行程终端的限位保护。此时应检修（更换）SQ2。14.三相异步电动机起动的主要问题是什么？对三相异步电动机起动的基本要求是什么？答：三相异步电动机起动的主要问题是起动电流大而起动转矩并不大。对三相异步电动机起动的基本要求是在保证有足够的起动转矩的前提下尽量减小起动电流，并尽可能采取简单易行的起动方法。15.笼型三相异步电动机有哪些主要的降压起动方法？各有什么特点？适用于什么场合？答：笼型三相异步电动机主要的降压起动方法有串电阻（电抗）降压起动、星-三角降压起动和自耦变压器降压起动三种。串电阻（电抗）降压起动由于在电阻（电抗）上有一定的能量损耗，仅适用于容量较小的电动机，目前已基本上被淘汰了。星-三角降压起动方法比较简单，不需要附加设备，而且没有串电阻起动时的能量损耗。但由于起动时转矩下降得较多，所以仅适用于运行时定子绕组角接的电动机空载或轻载起动。自耦变压器降压起动是利用自耦变压器二次绕组的不同抽头降压，既能适应不同负载起动的需要，又能获得比星形－三角降压起动更大的起动转矩（在起动电流减小倍数相同的情况下起动转矩相对较大），因此应用较为广泛，常被用来起动容量较大的笼型三相异步电动机。但缺点是需要专用的起动设备。16.一台三相异步电动机的起动转矩是额定转矩的1.5倍，当负载为额定值的60%时，若采用星-三角降压起动法，问电动机能否起动？为什么？答：不能起动。因为在全压起动时起动转矩是额定转矩的1.5倍，若采用星-三角降压起动法，电动机的起动转矩只有原来的三分之一，即只有额定转矩的50%，低于负载转矩（负载转矩为额定转矩的60%），所以不能起动。17.试分析图1-30中各控制电路有何不当之处。图1-30第17题附图答：在图(a)电路中，KM线圈支路串入了KM的动合触点，电路无法接通；在(b)电路中，KM线圈支路串入了KM的动断触点，当按下SB2后，KM接通→KM动断触点断开→KM又接通→又断开……；在(c)、(d)电路中，KM的自锁（动合）触点将SB1锁住，电路无法断电；在图(e)电路中，错将KM的动断触点用作自锁触点，电路无法“自锁”；在图(f)、(g)电路中，KM的自锁（动合）触点将KM的线圈短接，将会造成电源短路；在(h)电路中，在自锁支路接多了KM的动断触点，当按下SB2后，将不能“自锁”。P76项目2思考与练习题2-1填空题1.金属切削机床的机械运动可分为主运动、进给运动和辅助运动，主运动是指对金属工件进行切削的运动，进给运动是指持续地把金属工件的被切削层投入切削的运动，而辅助运动是指除主运动和进给运动之外的其他（如机床部件的位置调整运动）的运动。2.车床的主运动是主轴的旋转运动，进给运动是溜板箱带动刀架的直线运动，而辅助运动是包括刀架的快速移动和工件的夹紧和放松的运动。3.在CY6140型车床控制电路（图2-3）中，熔断器FU1用作冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3的短路保护，FU2用作信号指示电路的短路保护，FU3用作照明电路的短路保护，FU4用作控制电路的短路保护。4.在切削加工过程中需要用电磁吸盘吸持住工件的机床是平面磨床。5.Z3040型摇臂钻床控制电路（图1-12）中最大功率的电动机是主轴电动机M1。6.X62W型万能铣床的三台电动机M1、M2、和M3有过载保护的是M1、M2、和M3。7.为缩短X62W型万能铣床的停车时间，主轴电动机设有制动电磁离合器YC1制动环节。2-2选择题1.CY6140型车床的主轴采用＿B＿方法调速，采用＿B＿方法反转；Z3040型摇臂钻床的主轴采用＿B＿方法调速，采用＿B＿方法反转；而X62W型万能铣床的的主轴采用＿A＿方法调速，采用＿B＿方法反转。A.电气B.机械2.CY6140型车床控制电路（图2-3）中两台电动机的控制关系是＿C＿。A.M1与M2能够分别起动和停机B.M1与M2必须同时起动和停机C.M2必须在M1起动后才能起动；若M1停机，M2也同时停机3.M7130型平面磨床的电气安全联锁是：＿B＿必须吸合，才能起动砂轮电动机M1。A.液压泵电动机接触器线圈B.欠电流继电器线圈C.控制开关SA24.M7130型平面磨床控制电路（图2-6）中电阻器R1、R2、R3的作用分别是＿C＿、＿A＿、＿B。A.限制退磁电流B.电磁吸盘线圈的过电压保护C.整流器的过电流保护5.Z3040型摇臂钻床控制电路（图2-9）中电动机M2、M4都不需要用热继电器进行过载保护，分别是由于M2＿C＿，M4＿A＿。A.容量太小B.不会过载C.是短时工作制6.X62W型万能铣床的主轴采用＿C＿制动。A.反接B：能耗C：电磁离合器7.若X62W万能铣床的主轴未起动，则工作台＿C＿。A.不能有任何进给B.可以进给C.可以快速进给8.X62W型万能铣床在上刀或换刀时，主轴电动机M1应处于＿C＿状态。A.起动B.动转C.制动9.X62W型万能铣床的电磁离合器YC1、YC2和YC3的电源由＿B＿供电。A.控制变压器B.整流变压器C.不经过变压器降压而直接2-3判断题1.CY6140型车床的主轴电动机M1不需要短路保护，所以在控制电路（图2-3）中M1的主电路没有装熔断器。（×）2.CY6140型车床的冷却泵电动电动机能否起动与主轴电动机无关。（×）3.M7130型平面磨床的电磁吸盘可以使用直流电，也可以使用交流电。（×）4.Z3040型摇臂钻床控制电路（图2-9）中的时间继电器KT是用来控制摇臂升降所需的时间。（×）5.Z3040型摇臂钻床上的主轴电动机M1由于钻头有进刀和退刀运动，因此M1需要有正反转。（×）6.Z3040型摇臂钻床上的液压泵电动机M3由于有松开和夹紧两种功能，因此M3需要有正反转。（√）7.为保证安全，Z3040型摇臂钻床在摇臂升降到位时，必须用行程开关进行位置保护。（√）8.铣床在铣削加工过程中不需要主轴反转。（√）9.X62W型万能铣床工作台垂直进给和横向进给的区分是由电气控制实现的。（√）2-4综合题1.CY6140型车床控制电路(图2-3)对M1、M2、M3、EL1分别有什么保护措施？由什么电器实现？答：CY6140型车床控制电路（图2-3）的主轴电动机M1由具有脱扣装置的电源开关QS作短路保护，由FR1作过载保护；冷却泵电动机M2由FU1作短路保护，由FR2作过载保护；刀架快速移动电动机M3由FU1作短路保护；三台电动机M1、M2、M3由于用接触器KM1、KM2、KM3控制，所以还具有欠电压和零电压保护作用。EL1由FU3作短路保护。2.在本项目所介绍的4种机床电气控制电路中，哪种机床的电气控制电路要求主轴电动机能够反转？对主轴电动机有电气调速要求？并要求能进行电气制动和实行点动控制？答：在本项目所介绍的4种机床电气控制电路中：要求主轴电动机能够反转、对主轴电动机有电气调速要求，并要求能进行电气制动和实行点动控制的都是X62W型万能铣床的电路。8.X62W型万能铣床控制电路有哪四种联锁保护作用？答：一、主电动机M1起动后才能进行常速进给——KM1辅助动合触点(7-13)；二、常速进给和快速进给的互锁保护——KM2动断触点(105-109)、动合触点(105-111)；三、相反方向（指向前与向后、向左与向右、向上与向下，下同）进给运动的互锁保护——KM3的辅助动断触点(31-33)、KM4的辅助动断触点(23-25)；四、相反方向进给运动的互锁保护，以及工作台进给运动与圆工作台旋转运动的互锁保护——工作台操纵手柄选种与行程开关SQ3-SQ6的动断触点。9.CY6140型车床，如果出现以下故障，可能的原因有哪些？应如何分别处理？①按下起动按钮，主轴不转。②按下起动按钮，主轴不转，但主轴电动机发出“嗡嗡”声。③按下停车按钮，主轴电动机不停转。答：①②出现的现象是按下起动按钮SB2后M1不能起动，或发出“嗡嗡”声。发生此类故障时，首先应检查电源电压是否正常，电源的熔断器有无熔断，电源开关QS有无合闸；其次应检查热继电器FR1，查看热继电器是否已动作过。如果热继电器已动作过，则应先检查引起其动作的原因，例如负载过大（切削时进刀量过大且运行时间过长），或热继电器整定电流值过小，或是热继电器选配不当，看是否需要更换热继电器，或是重新调整其整定电流值。找出原因后，将热继电器复位，即可重新起动电动机。此外，还应检查交流接触器KM1，若接触器本身没有问题，则要检查控制电路，先将KM1主触点的三条引出线断开，然后合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，看KM1能否动作。如KM1不能动作，则故障多在控制电路中KM1的支路上，如按钮开关的触点及接线是否接触良好，停止按钮SB1的动断触点是否接触良好，热继电器FR1的动断触点有无问题，等等。最后应检查到控制电路的电源是否正常（如熔断器FU1、FU4有无熔断等）。若M1在按下SB2时不能起动并发出“嗡嗡”声，或是在运行中突然发出较明显的“嗡嗡”声，这是电动机发生断相故障的现象。发现电动机断相，应立即切断电源，避免损坏电动机。断相就是三相电源缺了一相，造成的原因可能是三相熔断器熔断了一相，或是接触器的三相主触点有其中一相接触不良，也可能是接线脱落。有的机床的熔断器装在床身上，在机器运行时因振动造成熔断器松脱，也可能造成电动机断相。电动机的断相运行会使电动机因过载而烧毁，在找出故障原因并排除后，M1应能正常起动和运行。③按下停止按钮SB1，M1不能停转，其原因可能是：接触器KM主触点熔焊；停止按钮SB1损坏，不起作用；或是新更换的接触器因擦去其铁心表面的防锈油，在多次吸合动作后使铁心粘住，从而使主触点无法断开。进行相应的检查并排除故障。10.M7130型平面磨床，如果出现以下故障，可能的原因有哪些？应如何分别处理？①电磁吸盘没有吸力。②电磁吸盘吸力不足。③电磁吸盘退磁效果差。答：①②如果电磁吸盘没有吸力，首先应检查电源，从整流变压器T1的一次侧到二次侧，再检查到整流器VC输出的直流电压是否正常；检查熔断器FU1、FU2、FU4；检查SA2的触点、插头插座X3是否接触良好；检查欠电流继电器KA的线圈有无断路；一直检查到电磁吸盘线圈YH两端有无110V直流电压。如果电压正常，电磁吸盘仍无吸力，则需要检查YH线圈有无断线了。如果是电磁吸盘的吸力不足，则多半是工作电压低于额定值，如桥式整流电路的某一桥臂出现故障，使全波整流变成半波整流，VC输出的直流电压下降了一半；也有可能是YH线圈局部短路，其表现为空载时VC输出的电压正常而在接上YH后电压低于正常值110V。③电磁吸盘退磁效果差。应检查退磁回路有无断开或元件损坏。如果退磁的电压过高也会影响退磁效果，应调节R2使退磁电压一般为5～10V。此外，还应考虑是否有退磁时操作不当（退磁时间过长）的原因。11.X62W型万能铣床，如果出现以下故障，可能的原因有哪些？应如何分别处理？①主轴正反转运转都很正常，但停车时按下停车按钮，主轴不停。②工作台向右、向左、向前、向后、向下进给都正常，但不能向上进给。③工作台垂直与横向进给都正常，但无纵向进给。答：①M1停车时无制动。重点是检查电磁离合器YC1，如YC1线圈有无断线、接点有无接触不良，整流电路有无故障，等等。此外还应检查控制按钮SB5和SB6。②工作台进给控制电路故障。铣床的工作台应能够进行前后、左右、上下六个方向的常速和快速进给运动，其控制是由电气和机械系统配合进行的，所以在出现工作台进给运动的故障时，如果对机、电系统的部件逐个进行检查，是难以尽快查出故障所在的。可依次进行其他方向的常速进给、快速进给、进给变速冲动和圆工作台的进给控制试验，来逐步缩小故障范围，分析故障原因，然后再在故障范围内逐个对电器元件、触点、接线和接点进行检查。在检查时，还应考虑机械磨损或移位使操纵失灵等非电气的故障原因。这部分电路的故障较多，下面仅以一些较典型的故障为例来进行分析：若工作台不能向上进给。应首先进行进给变速冲动试验，若进给变速冲动正常，则可排除与向上进给控制相关的支路13-27-29-19存在故障的可能性；再进行向左方向进给试验，若又正常，则又排除19-21和31-33-12支路存在故障的可能性。这样，故障点就已缩小到21-(SQ4-1)-31的范围内，例如，可能是在多次操作后，行程开关SQ4因安装螺丝松动而移位，造成操纵手柄虽已到位，但其触点SQ4-1(21-31)仍不能闭合，因此工作台不能向上进给。③工作台不能纵向进给。此时应先对横向进给和垂直进给进行试验检查，如果正常，则说明进给电动机M2、主电路、接触器KM3、KM4及与纵向进给相关的公共支路都正常，就应重点检查图2-13中图区17上的行程开关SQ2-1、SQ3-2及SQ4-2，即接线端编号为13-15-17-19的支路，因为只要这三对动断触点之中有一对不能闭合、接触不良或者接线松脱，纵向进给就不能进行。同时，可检查进给变速冲动是否正常，如果也正常，则故障范围已缩小到在SQ2-1及SQ5-1、SQ6-1上了，一般情况下SQ5-1、SQ6-1两个行程开关的动合触点同时发生故障的可能性较小，而SQ2-1(13-15)由于在进给变速时，常常会因用力过猛而容易损坏，所以应先检查它。P100项目3思考与练习题3-1填空题1.PLC的基本结构由CPU、存储器、输入/输出（I/O）单元、编程器和电源等部分所组成。2.PLC的存储器可分为系统程序存储器和用户程序存储器两大部分。3.PLC的输出接口电路一般有继电器、晶体管、晶闸管输出三种输出方式。4.PLC两种主要的编程语言是梯形图语言和指令语句表编程语言（也称为助记符语言）。5.PLC有在线（联机）和离线（脱机）两种编程方式。6.FX3U系列的定时器有通用型和积算型两种类型。7.FX3U系列的计数器有16位加计数器、32位加/减计数器和高速计数器三种类型。8.FX3U系列的辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器三种类型。9.状态寄存器与步进指令配合使用。10.文件寄存器以500点为一个单位。3-2选择题1.对低速、大功率的负载，一般应选用＿A＿输出的输出接口电路；而对于高速、大功率的交流负载，一般应选用＿B＿输出的输出接口电路。A.继电器B.晶闸管C.晶体管2.FX3U-32MT/ES为＿C＿输出类型。A.继电器B.晶闸管C.晶体管3.FX3U系列最多只能同时使用＿A＿个高速计数器。A.8个B.21个C.256个3-3判断题1.PLC的最大I／O点数并没有扩展的限制。（×）2.PLC梯形图与继电器梯形图其物理性质是相同的。（×）3.PLC内部的“软继电器”并不是物理实体，其“触点”也没有使用数量和使用次数的限制。（√）4.输入继电器只能由外部信号驱动，而不能由内部指令来驱动。（√）5.输出继电器可以由外部信号或PLC的内部控制指令来驱动。（×）6.辅助继电器既可供编程使用，又可供外部输出。（×）7.特殊辅助继电器用户不能占用，但其触点可供编程使用。（√）8.PLC的I/O口的地址编号可以随意设定。（×）9.未定义的特殊数据寄存器用户不能选用。（√）10.PLC内部的“软继电器”（包括定时器和计数器）均可提供无数对动合和动断触点以供编程使用。（√）11.更改设定的参数可以改变通用型和保持型计数器的类型。（√）12.改变特殊辅助继电器M8200～M8234设定可以改变32位加/减计数器计数的加/减方向。（√）13.高速计数器的计数输入端可以任意选用。（×）14.输出指令的操作数可以是输入继电器X。（×）15.同一程序中相同编号的定时器或计数器只能使用一次。（√）3-4综合题1.什么是PLC？其基本定义是什么？答：1987年，国际电工委员会(IEC)对PLC作出了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。”简言之，可编程序控制器就是工业自动控制的专用计算机。2.与传统的继电器－接触器控制系统相比较，PLC控制系统有什么主要的优点？答：用PLC取代传统的继电器-接触器系统实现工业自动控制，其主要优点体现在软件和硬件两方面：⑴由于PLC用软件编程取代了硬接线，而且控制程序可在线修改，当生产设备更新或生产工艺流程改变时，可在不改变硬设备的情况下改变控制程序，灵活方便，具有很强的“柔性”。⑵由于用PLC内部的“软继电器”取代了许多电器，从而大大减少了电器的数量、简化了电气控制系统的接线、减小了电气控制柜的安装尺寸，充分体现出设计、施工周期短，通用性强，可靠性高，成本低的优点。3.PLC的存储器可分为哪几类？一般由什么器件组成？答：PLC的存储器可分为三类：第一类是系统程序存储器，由ROM或EPROM组成；第二类是用户程序存储器，通常采用低功耗的CMOS-RAM，由后备电池供电，在断开电源后仍能够保存。目前比较先进的PLC采用可随时读写的快闪存储器，可不需要后备电池，掉电时存储的内容也不会丢失；第三类是数据存储器，按输入、输出和内部寄存器、定时器、计数器、数据寄存器等单元的定义序号存储数据或状态。4.PLC梯形图与继电器梯形图有什么区别？使用PLC梯形图编程应注意哪些基本规则？答：一、PLC梯形图与继电器梯形图的主要区别是：⑴在继电器梯形图中，每个电气符号（见表3-4）代表一个实际的电器或电器部件，之间的连线表示电器部件间的联接线（即“硬接线”），因此继电器梯形图表示一个实际的电路；而PLC梯形图表示的不是一个实际的电路而是一个程序，图中的继电器并不是物理实体，它实质上是PLC的内部寄存器，其间的连线表示的是它们之间的逻辑关系（即所谓“软接线”）。⑵继电器梯形图中的每一个电器的触点都是有限的，其使用寿命也是有限的；而PLC梯形图中的每个符号对应的是一个内部存储单元，其状态可在整个程序中多次反复地读取，因此可认为PLC内部的“软继电器”有无数个动合和动断触点供用户编程使用（而且无使用寿命的限制），这就给设计控制程序提供了极大方便。⑶在继电器梯形图中，若要改变控制功能或增减电器及其触点，就必须改变电路，即重新安装电器和接线；而对于PLC梯形图而言，改变控制功能只需要改变控制程序。二、使用PLC梯形图编程应注意的基本规则有：⑴在梯形图中表示PLC“软继电器”触点的基本符号有两种：一种是动合触点，另一种是动断触点（见表3-4）。每一个触点都有一个标号（如X001、X002），以示区别。同一标号的触点可以反复多次地使用。⑵梯形图中的输出“线圈”也用符号表示（见表3-4），其标号如Y001、Y002表示输出继电器，同一标号的输出继电器作为输出变量只能够使用一次。⑶梯形图按由左至右、由上至下的顺序画出，因为CPU是按此顺序执行程序的。最左边的是起始母线，每一逻辑行必须从起始母线开始画起，左侧先画开关并注意要把并联接点多的画在最左端（图3-10a）；最右侧是输出变量，输出变量可以并联但不能串联（图3-10b），在输出变量的右侧也不能有输入开关（图3-10c）；最右边为结束母线（有时也可以省略不画）。梯形图构成的一个原则是：“左重右轻，上重下轻”。5.PLC输入、输出口的地址编号能否由用户根据需要而设定？答：不能。6.非积算型和积算型定时器有什么不同？答：非积算型和积算型定时器两者的区别是：积算型定时器以输入信号的累加作为定时时间，而非积算型定时器则需输入信号一次达到定时时间才动作。7.32位加/减计数器（地址号C200～C234）计数的加/减方向如何设定？答：32位加/减计数器（地址号C200～C234）计数的加/减方向由特殊辅助继电器M8200～M8234设定：当与计数器后三位编号相同的特殊辅助继电器ON(置1)时作减计数，OFF(置0)时作加计数。例如，当M8200为ON时，C200作减计数；当M8201为OFF时，C201作加计数。余类推。8.通用型数据寄存器和特殊数据寄存器的功能有什么不同？答：(1)通用型（非操持型）数据寄存器当写入新的数据时刷新原有的数据，且当PLC掉电时全部清零；而保持型数据寄存器当PLC断电时所存的数据不会丢失。以上两种数据寄存器可通过参数设置改变其保持/非保持的设定。特殊数据寄存器用于监控PLC的运行状态，如电池电压、扫描时间、正在动作的状态编号等。特殊数据寄存器在电源接通时写入初始值。9.据所需要的I/O点数选择FX3U基本单元的型号，并列出I/O端的地址编号：①输入16点，输出14点，共30点；答：可选FX3U-32MR/ES型，输入16点（X000～X017），输出16点（Y000～Y017，选其中14点），共32点；②输入26点，输出21点，共47点；答：可选FX3U-64MR/ES型，输入32点（X000～X037，选其中26点），输出32点（Y000～Y037，选其中21点），共64点；③输入60点，输出36点，共96点。答：可选FX3U-128MR/ES型，输入64点（X000～X077，选其中60点），输出64点（Y000～Y077，选其中36点），共128点。11.指出图3-13所示梯形图的错误，并画出正确的梯形图。图3-13综合题11附图提示：左图：将X000和X002并联触点移至最左边，将输出“线圈”Y000移到最右边；中图：将输出线圈（Y000和Y001）移到最右边；右图：将Y000和Y001“线圈”并联。12.试将图3-14所示的继电器电路转换成PLC梯形图。图3-14综合题12附图建议：I/O分配表输入输出X000按钮SB1Y000接触器KM1X001按钮SB2Y001接触器KM2P138项目4思考与练习题4-1填空题1.PLS和PLF分别为上升沿微分输出指令和下降沿微分输出指令，其功能是分别在输入信号的上升沿和下降沿产生脉冲输出。2.主控指令嵌套的级数最多为8级。4-2判断题1.MPS、MPP指令可以不必成对使用。（×）2.运算结果在出栈前可根据需要用MRD指令多次读取。（√）3.PLC在一个循环扫描周期内只有I／O刷新阶段与外设有联系，在其余大部分时间内都是与外设隔离的。（√）4-3综合题1.置位/复位指令与线圈驱动指令有何异同？答：简单地说：置位/复位指令与线圈驱动指令的操作对象都包括Y、M、S（线圈驱动指令还能操作M、T、C）；线圈驱动指令是将逻辑运算的结果输出，而置位/复位指令则是使操作对象保持ON或OFF。2.定时器/计数器指令设置设定值有哪些方法？如何对定时器/计数器进行复位？。3.MEP、MEF指令的作用是什么？4.PLC有哪些主要的技术性能指标？衡量PLC软件和硬件功能强弱的主要指标分别是什么？答：PLC的主要技术性能指标有：I/O点数、内存容量、指令功能、扫描速度（扫描时间）及内部寄存器和功能模块的配置等。衡量PLC软件功能强弱的主要指标是指令功能（指令条数的多少和在指令中有多少综合性指令）；衡量PLC硬件功能强弱的主要指标是内部寄存器的配置情况。5.PLC采取了哪些主要措施来提高其工作的可靠性？答：PLC主要采取以下措施来提高其工作的可靠性：⑴PLC所有I/O接口电路均采用光电隔离，在I/O接口电路和电源电路中设置了多种滤波电路，这些都有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响。⑵采用优良的开关电源，保证了供电质量。而且主机的输入电源和输出电源相互独立，避免了电源之间的干扰。⑶在内部设置了连锁、环境检测与诊断、“看门狗”等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟规定的时间就立即报警，以保证CPU可靠地工作。⑷利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采取信息保护和恢复措施。对用户程序和动态工作数据进行电池备份，保证有关状态和信息不致于因停电而丢失。⑸在硬件结构上，由于PLC是以集成电路为基本元件的电子设备，其内部处理过程不依赖于机械触点，并对使用的元器件进行了严格的筛选，采用密封、耐热、防尘、防震的外壳封装及内部结构，可适应恶劣的现场环境。⑹采用循环扫描的工作方式，也有助于提高抗干扰能力。由于采取了以上措施，保证了PLC能够在恶劣的环境中可靠地工作。实验证明，目前PLC可以承受幅值为1000V，上升时间为1ns，脉冲宽度为1μs的干扰脉冲，可以连续工作几十万小时无故障，因此现在PLC的性能指标一般已不再列出“平均无故障时间（MTBF）”了。6.试比较以下各组指令，指出它们之间的区别以及在使用中应注意之处。(1)LD、LDI、LDP、LDF；(2)AND、ANI、ANDP、ANDF；(3)OR、ORI、ORP、ORF。答：简述：LD为触点初始装载指令，AND与OR为触点的并联与串联指令，这三条指令都是动合触点；如果在这三条指令的后面加“I”（AND变为ANI），则是动断触点；如果在这三条指令的后面加“P”，则构成了相应的触点上升沿检测指令；如果在这三条指令的后面加“F”,构成了相应的触点下降沿检测指令。7.将以下程序的助记符转换成梯形图(1)LDX000(2)LDX000(3)LDX000ORY000ORY000ANIX001ANDX001ORT1LDM0OUTY000ANIX001ANDM1LDY000ANIT0ORBOUTT0OUTY000LDX002K30LDY000ANDX003LDT0OUTT0LDM2OUTY001K50ANIM3ENDLDT0ORBORY001ANBANIX001LDX004ANIT1ANIM4OUTY001ORBLDY001ANDX005OUTT1OUTY001K20ENDEND8.将图4-44程序的梯形图转换成助记符图4-44综合题8附图(a)LDX000(b)LDX000(c)LDX000(d)LDX000ORX001ORX001ANIM0ANDX001ORX002ANIX002LDM1ORX002LDX003MPSANDX001ANIX003ORX004OUTY000ORIX002MPSANBMPPANIX004OUTY000LDIX005ANDX003ORBMPPORIX006MPSLDX005LDY000ANBOUTY0010RM2ORM1OUTY001MPPANBMPSEND