电气控制与PLC期中复习

PAGEPAGE1电气控制与PLC应用练习与实践陈建明主编第1章、常用低压控制电器一、填空题01、电器按工作电压等级分为两种，低压电器用于交流电压（1200V）、直流电压（1500V）以下电路中；当电器工作在大于以上电路电压时，称为高压电器。02、接触器是电力拖动自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，主要用来（频繁地）、（交直流主回路）接通和分断和大容量控制电路。03、接触器主要由（电磁系统、触头系统、灭弧装置）三部分组成。04、接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为（交流接触器）和（直流接触器）两种。05、交流接触器线圈通以交流电，铁心用（硅钢片）冲压而成。为便于散热，线圈做成（短而粗）的圆筒状绕在骨架上。06、直流接触器的线圈通以直流电，铁心用（整块钢块）制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成（长而薄）的圆筒状。07、接触器的触头按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开（主电路），允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开（控制电路），只能通过较小的电流。08、在交流电磁机构中如果不安装分磁环或短路环，衔铁将会产生强烈的（振动和噪音）。09、接触器的额定操作频率是指（每小时）允许的操作次数：10、线圈未通电时触点处于断开状态的触点称为（常开触点），而处于闭合状态的触点称为（常闭触点）。11、常见的灭弧装置有（电动力）灭弧、（灭弧栅）灭弧和（磁吹）灭弧装置。12、02、电磁系统的（反作用力与气隙的关系曲线）称为反力特性。13、继电器的主要特性是（输入-输出）特性，又称继电特性。14、一般继电器的返回系数k值越大，继电器灵敏度(越好)。15、电压继电器反映的是（电压）信号。使用时，电压继电器的线圈与负载（并联）。16、电路正常工作时，欠电压继电器（吸合），当电路电压减小到某一（整定值）以下（30%~50%）UN，欠电压继电器（释放），对电路实现（欠电压）保护。17、电路正常工作时，过电压继电器（不动作），当电路电压超过某一（整定值）时(一般为105%~120%UN)，过电压继电器（吸合）对电路实现（过电压）保护。18、零电压继电器是当电路电压降低到5%~25%UN时（释放），对电路实现（零电压）保护。19、电流继电器反映的是（电流）信号。在使用时，电流继电器的线圈和负载（串联），其线圈匝数少而线径粗。20、电路正常工作时，欠电流继电器（吸合）动作，当电路电流减小到某一（整定值）以下时，欠电流继电器（释放），对电路起（欠电流）保护作用。21、电路正常工作时，过电流继电器（不动作），当电路中电流超过某一（整定值）时，过电流继电器（吸合）动作，对电路起（过电流）保护作用。22、热继电器是利用电流流过（热元件）时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种（保护）电器。23、由于热惯性的原因，热继电器不能用作（短路）保护，主要用于电动机的长期（过载）保护。24、时间继电器按延时方式可分为（通电延时）型和（断电延时）型。25、通电延时是指：接收输入信号后（延迟）一定的时间，（输出）信号才发生变化。当输入信号（消失后），输出（瞬时）复原。26、断电延时是指：接收输入信号时，（瞬时）产生相应的输出信号。当输入信号（消失）后，（延迟）定的时间，（输出）才复原。27、速度继电器主要用于笼型异步电动机的（反接制动）控制，通常有（两组）触头。28、速度继电器动作转速在（120r/min）左右，复位转速在（100r/min）以下。29、熔断器是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要起（短路）保护作用。30、熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔断器的熔断器的（安-秒特性）。31、熔断器保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时起动，则应按下式计算：（IfN≥（1.5～2.5）INmax+∑IN）。32、熔断器在电路（正常）工作时，熔体允许通过一定大小的电流而长期不熔断：当电路（严重过载）时，熔体能在较短时间内熔断；而当电路发生（短路故障）时，熔体能在瞬间熔断。33、低压断路器相当于刀开关、熔断器、热继电器、（过电流继电器）和（欠电压继电器）的组合。34、低压断路器是一种既有手动开关作用又能自动进行（欠电压、失电压、过载、短路）保护的电器。35、低压断路器与接触器不同的是：接触器允许（频繁地）接通和分断电路，但不能分断（短路）电流；而低压断路器不仅可分断（额定电流）、一般故障电流，还能分断短路电流，但单位时间内允许的操作次数较低。36、在低压断路器中，过电流脱扣器的（线圈）和热脱扣器的（热元件）与主电路（串联），欠电压脱扣器的线圈和电源（并联）。37、低压隔离器也称刀开关，品种主要有（低压刀开关、熔断器式刀开关、组合开关）3种。38、主令电器是在自动控制系统中（发出指令）或（信号）的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路（接通或分断），从而达到控制生产机械的目的。39、复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先断开（常闭触头）再闭合（常开触头）手指松开，常开触头和常闭触头（先后）复位。40、主令控制器是按照（预定程序转换）控制电路的主令电器，其结构和凸轮控制器相似，只是触头的（额定电流）较小。二、判断题(判断下列说法的正误，正确的在括号中注“T”，错误的注“F”)(F)01、接触器用来通断大电流电路，同时还具有欠电压或过电压保护功能。(T)02、交流励磁的接触器铁心材料用硅钢片冲压而成，以减少铁心中产生的涡流和磁滞损耗，防止铁心发热。(F)03、交流和直流励磁的接触器铁心端面上都安装有一个铜制的短路环。(F)04、接触器的线圈可以并接于电路中，也可以串接于电路中。(T)05、交流励磁接触器线圈设有骨架且粗而短。(F)06、直流励磁接触器的铁心和线圈都发热，所以将线圈绕制成长而薄的圆筒状。(T)07、接触器的额定电压是指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。(T)08、接触器的额定电流是指主触头的额定电流，应等于或稍大于负载的额定电流。(F)09、接触器的辅助触头主要用于当主触头数量不足时，代替主触头控制电路。(F)10、继电器主要用于控制与保护电路或信号转换。当输入量变化到某一定值时，继电器动作，其触头接通或断开交、直流主电路。(T)11、电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器等。(T)12、过电压继电器的吸合动作值一般要大于被测电路的额定电压值。(F)13、电路正常工作时，欠电压继电器不动作，当电路电压减小到某一整定值以下时(为30%~50%UN)，欠电压继电器吸合，对电路实现欠电压保护。(T)14、电流继电器的线圈匝数要少，导线截面要大，阻抗值要小。(F)15、电流继电器的线圈并接或串接于电路中都可以。(T)16、过电流继电器在电路正常工作时不动作。(T)17、要使欠电压继电器的释放值调低，可减少铁心与衔铁间非磁性垫片的厚度。(F)18、热继电器的热元件应串接于主回路中，可以实现过载或短路保护。(F)19、带有断相保护装置的三相结构热继电器只能作为电动机断相保护。(F)20、时间继电器只有在线圈通电时，触点才延时动作。(F)21、时间继电器的所有触点都是延时动作的，因此不能用于无延时控制回路中。(T)22、速度继电器的常闭触点通常在转速小于100r/min时恢复闭合。(T)23、速度继电器的常闭触点不管电动机转向如何均能动作。(T)24、熔断器应串接于电路中作为短路或严重过载保护。(F)25、熔断器的保护特性和热继电器一样，都是反时限的，因此也可作为长期过载保护。(F)26、熔断器的极限分断能力应等于线路中的额定电流。(T)27、低压断路器是一种既能实现控制又能实现保护的开关电器。(F)28、低压断路器的过流脱扣器能作为长期过载保护。(F)29、低压断路器的热脱扣器的热元件串联在主电路中，可以作为短路保护。(T)30、低压断路器在电路出现失电压时，也使自由脱扣机构动作，实现失电压保护。(F)31、刀开关安装时，手柄要向上或向下，但不得平装。(T)32、组合开关常用来直接控制小容量三相异步电动机非频繁正、反转。(T)33、按钮在低压控制电路中用于于动发出控制信号。(F)34、启动按钮的按钮帽采用红色，停止按钮的按钮帽采用绿色。(F)35、位置开关是主令电器的一种，也是手动控制电器。(T)36、位置开关可以作为控制电器，也可以作为保护电器。三、选择题01、交流接触器铁心上的短路环的作用是(A)。A：消除铁心振动B：增大铁心磁通C：减缓铁心冲击02、接触器励磁线圈应(A)在线路中。A：串联B：并联C：串井联03、交流励磁线圈设骨架的目的是(C)。A：绕制线圈方便B：让线圈热量不传给铁心C：便于线圈散热04、交流励磁接触器若衔铁吸合不紧，工作气隙较大，将导致(C)。A：铁心涡流增大B：线圈电感增大C：线圈电流增大05、直流励磁接触器吸合后的电流与吸合前的电流之比(C)。A：大于1B：小于1 C：等于106、交流励磁接触器吸合后的电流与吸合前的电流之比(B)。A：大于1B：小于1C：等于107、交流励磁接触器线圈电压增高将导致(C)。A：线圈电流显著增大B：线圈电流显著减小C：铁心磁通增大08、直流励磁接触器线圈电压降低将导致(B)。A：线圈电流增大B：线圈电流减小C：铁心涡流减小09、接触器触点弹簧初压力越大，将出现(C)。A：触点接触电阻越大B：触点接触电阻越小C：触点接触过程振动越大10、在外加电压一样的情况下，不能用交流励磁的接触器线圈替换直流励磁的接触器线圈，是因为(A)，否则将烧毁线圈。A：交流线圈匝数少，电阻小B：交流线圈铁心发热C：交流线圈阻抗过大11、继电器的输入信号是(A)。A：电的B：非电的C：电的或非电的12、过电压继电器吸合动作电压值应(A)线圈的释放电压值。A：大于B：小于C：等于13、过电压继电器在(C)电路电压时吸合。A：85%~105%UNB：40%~70%UNC：105%~120%UN14、零电压继电器在(A)电路电压时释放。A：5%~25%UNB：40%~70%UNC：10%~20%UN15、热继电器的热元件应(C)于电动机定子绕组。A：并联B：串、并联C：串联16、热继电器能对电路起到(B)保护作用。A：短期过载B：长期过载C：短路17、带有断相保护装置的三相热继电器只能作为对电动机(B)保护。A：断相B：过载和断相C：过载18、热继电器的常闭触点应接在(C)中，以对电路起保护作用。A：电动机定子电路B：信号电路C：接触器线圈电路19、时间继电器的线圈是在(C)时，触点经过一段时间才动作的电器。A：通电B：断电C：通电或断电20、速度继电器的(A)与被控电动机的转轴相连接。A：转子的轴B：定子空心圆环C：动触点21、速度继电器的触点动作转速(A)。A：>100r/minB：<100r/minC：>200r/min22、熔断器的熔体最小熔断电流应(C)熔体的额定电流。A：小于B：等于C：大于23、额定电流是熔断器长期通过的不超过允许温升的(A)电流。A：最大工作B：最小工作C：工作24、断路器的额定电压和额定电流应(B)线路正常工作电压和工作电流。A：为1.5倍B：不小于C：小于25、断路器的欠电压脱扣器的额定电压应(C)线路的额定电压。A：大于B：小于C：等于26、手持电动工具、家用电器应选用额定漏电动作电流(B)的快速漏电保护器。A：<50mAB：<30mAC：<100mA27、在使用刀开关时，正确的安装方法应使刀开关的手柄(C)。A：向下B：水平C：向上28、按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号，启动/停止按钮帽常用(B)色。A：红/绿B：绿/红C：任意29、位置开关是主令电器的一种，它是(A)电器。A：控制和保护B：手动C：保护四、分析思考题01、简述直流励磁和交流励磁接触器的吸力特性。答：不同的电磁机构，有不同的吸力特性。电磁机构动作时，其气隙δ是变化的，。对于直流电磁机构：其励磁电流的大小与气隙无关，衔铁动作过程中为恒磁动势工作，根据磁路定律：φ，式中，Rm为气隙磁阻，则；电磁吸力随气隙的减少而增加，所以吸力特性比较陡峭。对于交流电磁机构：设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，若电阻忽略不计，则，，当电压频率f，线圈匝数N、外加电压U为常数时，气隙磁通Φ也为常数，即励磁电流与气隙成正比，衔铁动作过程中为恒磁通工作，但考虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随气隙的减少略有增加，所以吸力特性比较平坦。02、吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?答：为了保证衔铁能牢固吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。因此，吸力特性与反力特性必须配合得当，才有助于电器性能的改善。在实际应用中，可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性，使之与吸力特性有良好配合，参见答案图1所示。l一直流电磁铁吸力特性2一交流电磁铁吸力特性3一反力特性吸力特性与反力特性的配合答案图103、单相交流电磁机构为什么要设置短路环?它的作用是什么?三相交流电磁铁要不要装设短路环?答：由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。这样，交流电源频率的变化，使衔铁产生强烈振动和噪声，甚至使铁心松散。因此，交流接触器铁心端面上都安装一个铜制的短路环。短路环将铁心端面分隔成两部分，当交变磁通穿过短路环所包围的截面积S2在环中产生涡流时，根据电磁感应定律，此涡流产生的磁通Φ2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中的磁通Φ1由Φ1、Φ2产生的电磁吸力为F1、F2，作用在衔铁上的合成电磁吸力是F1+F2，只要此合力始终大于其反力，衔铁就不会产生振动和噪声。参见答案图2所示。对于三相交流电而言，因为三相不可能同时为零。就相当于整个电磁铁电流没有过零点，磁场不会消失，衔铁就不会振动。故无须加装短路环。答案图204、简述接触器的工作原理。答：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开：常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常开触头断开，常闭触头闭合。05、从结构特征上如何区分交流、直流电磁机构?答：交流接触器的线圈通以交流电，将产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。为减少铁损，铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。直流接触器的线圈通以直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗，所以不会发热。为方便加工，铁心用整块钢块制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。06、交流电磁线圈通电后，衔铁长时间被卡不能吸合，会产生什么后果?答：衔铁在吸合过程中，交流励磁线圈的电流与气隙成正比，当线圈通电瞬间，衔铁尚未吸合时，气隙较大，电流将达到吸合后额定电流的5~15倍，如果衔铁长时间被卡不能吸合，容易烧毁线圈。07、交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源，会发生什么问题?为什么?答：交流电磁线圈接入直流电源时会通过很大的电流，很快会烧毁。因为交流线圈对交流电有感抗，而直流电没有感抗，交流线圈只有很小的直流电阻，所以会通过很大的电流。若将直流接触器误接入交流电源上，直流接触器将不能正常工作:因阻抗增大，电流减小，吸力不足，启动电流降不下去，此外还有涡流存在。08、线圈电压为220V的交流接触器，误接入380V交流电源会发生什么问题?为什么?答：接入380V的电压远超过它的额定电压220V，线圈电流将大大增加，线圈迅速发热最终导致烧毁。09、接触器是怎样选择的?主要考虑哪些因素?答：首先，根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型。交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器，如果控制系统中主要是交流负载，直流电动机或直流负载的容量较小，也可都选用交流接触器来控制，但触点的额定电流应选得大一些。此外，主要考虑因素有：接触器的额定电压、接触器的额定电流、电磁线圈的额定电压、触头数目、额定操作频率。10、两个相同的交流线圈能否串联使用?为什么?答：在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线圈。因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总有先后，先吸合的电器，磁路先闭合，其阻抗比没吸合的电器大，电感显著增加，线圈上的电压也相应增大，故没吸合电器的线圈的电压达不到吸合值。同时电路电流将增加，有可能烧毁线圈。因此，两个电器需要同时动作时，线圈应并联连接。11、开关设备通断时，触头间的电弧是怎样产生的?通常有哪些灭弧措施?答：当开关电器的触头分离时，触头间的距离很小，触头间电压即使很低，但电场强度很大（E=U/d），在触头表面由于强电场发射和热电子发射产生的自由电子，逐渐加速运动，并在间隙中不断与介质的中性质点产生碰撞游离，使自由电子的数量不断增加，导致介质被击穿，引起弧光放电，弧隙温度剧增，产生热游离，不断有大量自由电子产生，间隙由绝缘变成导电通道，电弧持续燃烧。为了加速电弧熄灭，常采用以下灭弧方法：①、电动力灭弧；②、灭弧栅灭弧；③、磁吹灭弧等。12、画出继电器的继电特性曲线图，并简述其特性。答：参见答案图3所示，当继电器输入量x由零增至xl以前，继电器输出量y为零。当输入量增加到x2时，继电器吸合，输出量为y1若x再增大，y1值保持不变。当x减小到xl时，继电器释放，输出量由y1降到零，x再减小，y值均为零。答案图313、如何从结构上区分电压继电器和电流继电器?答：电压继电器反映的是电压信号。使用时电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数多而线径细：电流继电器反映的是电流信号。在使用时，电流继电器的线圈和负载串联，其线圈匝数少而线径粗。14、如何从工作状况来分析是欠电压(欠电流)还是过电压(过电流)继电器?答：电路正常工作时，欠电压(欠电流)继电器吸合，当电路电压(电流)减小到某一整定值以下时，欠电压(欠电流)继电器释放，对电路实现欠电压(欠电流)保护。电路正常工作时，过电压(过电流)继电器不动作，当电路电压(电流)超过某一整定值时，过电压(过电流)继电器吸合，对电路实现过电压(过电流)保护。15、如何调整电磁式继电器的返回系数?答：继电器的释放值xl与吸合值之比称为继电器的返回系数。k值是可以调节的，可通过调节释放弹簧的松紧程度(拧紧时，xl与x2同时增大，k增大：放松时，k减小)或调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄(增厚时xl增大，k增大：减薄时k减小)来达到。16、热继电器在电路中的作用是什么?带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合?答：热继电器(FR)主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。热继电器的选择主要根据电动机定子绕组的联结方式来确定热继电器的型号，在三相异步电动机电路中，对Y连接的电动机可选两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构的热继电器，即在两相主电路中串接热元件。对于三相感应电动机，定子绕组为Δ连接的电动机，必须采用带断相保护的热继电器。17、在图1-1中标出时间继电器各图形符号的名称。图1-1分析思考题17图答：参见答案图4答案图418、熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别?答：熔断器的额定电流是指所装熔体额定电流的最大值;熔体的额定电流是指熔断器在正常工作时所允许的最大值称为额定值；熔体的极限分断电流是指在额定电压及一定的功率因数(或时间常数)下切断短路电流的极限能力，必须大于线路中可能出现的最大短路电流，否则就不能获得可靠的短路保护。19、电气控制线路中，既装设熔断器，又装设热继电器，各起什么作用?能否相互代用?答：二者不能相互替换，热继电器和熔断器在电动机保护电路中的作用是不相同的。热继电器只做长期的过载保护，而熔断器是做严重过载和短路保护，因此一个较完整的保护电路，特别是电动机控制电路，应该两种保护都具有。20、时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用?答：时间继电器用来控制电器延时通断。中间继电器实质上是一种电压继电器，它的特点是触头数目较多，电流容量可增大，起到中间放大(触头数目和电流容量)的作用。21、保护单台电动机和多台电动机时，应如何分别选择确定熔体的额定电流IRN?答：分如下两种情况。(1)、保护单台电动机时，考虑到电动机受启动电流的冲击，可按下式选择：式中：IRN为熔体的额定电流(A)；IN为电动机的额定电流(A)。轻载启动或启动时间短时，系数可取为1.5，带重载启动或启动时间较长时，系数可取2.5。(2)、保护多台电动机，可按下式选择：式中：INmax为容量最大的一台电动机的额定电流(A)；LIN为其余电动机额定电流之和(A)。22、根据哪些参数选用低压短路器?答：低压短路器的选用应考虑下列参数：①、断路器的额定电压和额定电流，应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流；②、断路器的极限分断能力大于或等于电路最大短路电流；③、欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压；④、过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。23、漏电保护器在电路中起什么作用?其主要参数有哪些?答：漏电保护器是最常用的一种漏电保护电器。当低压电网发生人身触电或设备漏电时，漏电保护器能迅速自动切断电源，从而避免造成事故。漏电保护器的主要技术参数有：①、额定电压(V)，指漏电保护器的使用电压。规定为220V或380V。②、额定电流(A)，被保护电路允许通过的最大电流。③、额定动作电流(mA)，在规定的条件下，必须动作的漏电电流值。当漏电电流等于此值时，漏电保护器必须动作。④、额定不动作电流(mA)，在规定的条件下，不动作的漏电电流值。当漏电电流小于或等于此值时，保护器不应动作。此电流值一般为额定动作电流的一半。⑤、动作时间(s)，从发生漏电到保护器动作断开的时间。快速型在0.2s以下，延时型一般为0.2~2s。24、低压隔离器在电路中起什么作用?其主要品种有哪些?答：低压隔离器主要是在电源切除后，将线路与电源明显地隔开，以保障检修人员的安全。品种主要有低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关3种。25、什么是主令电器?常用的主令电器有哪些?答：主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为:按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器(如脚踏开关、钮子开关、紧急开关)等。26、试为一台交流380V、4kW(cosψ=0.88)、Δ连接的三相笼型异步电动机选择接触器、热继电器和熔断器。答：首先根据三相异步电动机的功率计算公式：式中：U为三相电源的线电压(V)；I为电动机的线电流(A)；cosφ为电动机的功率因数。计算出电动机额定电流IN为：接触器选择：交流型接触器:额定电压380V；额定电流l0A；电磁线圈额定电压36V/127V1220Vβ80V；参考型号为CJ20-10。热继电器选择：带断相保护的热继电器；热继电器的整定电流7.2A；热继电器的额定电流720A；参考型号为JR16-20/3D。熔断器选择：插入式熔断器:熔体额定电流；熔体额定分断电流3000Ka；熔断器额定电流30A；熔断器额定电压380V；参考型号为RC1A-30。27、某机床的电动机为J02-42-4型，额定功率5.5kW，额定电压380V，额定电流为5A，启动电流为额定电流的7倍，现用按钮进行启停控制，需有短路保护和过载保护，试选用接触器、按钮、熔断器、热继电器和电源开关的型号。答：按钮型号：LA25-11；接触器型号：CJ20-20；熔断器型号：RL1-30；热继电器型号：JRI6-20；电源开关型号：DZ15-100A。第2章电气控制线路的基本原则和基本环节一、填空题01、电气控制线路的表示方法有：（电气原理图）、（电器元件布置图）和电气安装接线图3种。02、电气控制工程图中，文字符号分为（基本文字符号）和（辅助文字符号）。03、电气原理图是根据（工作原理）而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于（研究和分析）电路的工作原理等优点。04、电路各节点标记中，三相电源引入线采用（L1）、（L2）、（L3）标记，电源开关之后的三相交流电源主电路分别标记为（U）、（V）、（W）。05、绘制原理图时，主电路用（粗线条）绘制在图面的（左侧），控制电路(细线条)绘制在图面的（右侧）。06、绘制原理图时所有电路元件均按（没有外力作用和没有通电时）的原始状态绘制。07、在供电变压器容量足够大时，小容量笼型电动机可（直接）启动。08、若要实现三相交流异步电动机的正、反向旋转，只要将接至电动机的三相电源进线（任意两相）中的接线对调。09、三相笼型电动机减压启动方法有（定子绕组串电阻、自耦变压器、Y-Δ、延边三角形）减压启动等。10、使用Y-Δ减压启动的电动机在正常运行时，电动机定子绕组是（三角形）连接的。11、自藕变压器减压启动时，电动机定子串入（自藕变压器），定子绕组得到的电压为自藕变压器的二次电压，启动完毕，自稿变压器（被切除）电动机以全电压技入运行。12、三相异步电动机常用的电气制动方法有（反接制动、能耗制动）等制动方法。13、反接制动是需要停机时通过改变电动机电源（相序），产生制动力矩的一种制动方法。当电动机转速接近零时，必须立即断开电源，否则电动机会（反向）旋转。14、能耗制动时，切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组任意两相通入（直流电流），形成一固定磁场，产生制动力矩。制动结束，必须及时（切除）直流电源。15、实现多地点控制同一台电动机启动、停止时，应该把启动按钮（井联）连接，停止按钮（串联）连接。16、要在一定的距离内实现自动往复不断循环工作，应采用（限位）开关来控制。17、电动机顺序控制的接线规律是：要求接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，应将接触器KM1的常开触头（串接于）接触器KM2的线圈电路中：要求接触器KM1动作后接触器KM2不能动作，应将接触器KM1的（常闭辅助触头）串接于接触器KM2的线圈线路中。二、判断题(判断下列说法的正误，正确的在括号中注“T”，错误的注“F”)(F)03、电气控制线路根据电路供电电压大小可分为主电路和控制电路。(T)04、绘制原理图时，各电器元件采用展开图的画法，同一电器元件的各部件采用同一文字符号标出。(F)05、绘制原理图时，所有电器元件的图形符号可以根据动作状态进行绘制。(T)06、控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉连接时的电气连接点须用黑点标出。(T)07、图形垂直放置时，在垂直线左侧的触点为常开触点，图形水平放置时，在水平线下方的触点为常闭触点。(F)08、由于电动机直接启动所用的电器设备少，电路简单，因此，一般电动机应该采用直接启动控制。(F)09、变压器容量越大，电动机容量越小时，应采用减压启动控制。(T)10、在图2-1具有过载保护单向运转的控制电路中，电动机过载时，BB常闭触点断开，使KM线圈断电，KM主触点断开，电动机M停转。(F)11、图2-1中，FA1也可以作为电动机的过载保护。(T)12、图2-1中，电动机的失电压、欠电压保护由接触器QA实现。(T)13、图2-1中，要使电动机获得点动控制工作状态，控制电路中自锁回路要断开。图2-1判断题（10-13）图(F)14、图2-2(a)中，按下SF2电动机M可以获得点动工作。(T)15、图2-2(b)中，SF3打开时，按下SF2，QA得电，QA自锁触点回路断开，所以电动机M是点动工作。图2-2判断题（14-15）图(F)16、图2-3(a)中，只有在QA1得电后，QA2才能得电；而断电时，一定要在QA1断电后QA2才可断开。(T)17、图2-3(b)中,只有在QA1得电后，M2才可得电；QA2可单独断电。(F)18、图2-3(c)中，只有在QA2得电后，按下SF1；才能使QA1断电。(a)(b)(c)图2-3判断题（16-18）图(F)19、图2-4中，若同时按下SF2、SF3，电路会出现短路。(T)20、图2-4电路是具有复合互锁的可逆运转控制电路。(T)21、图2-4中，QA2得电，电动机M反转工作时，若按SF2，电动机M将停转。图2-4判断题（19-21）图(T)22、图2-5中，QA、QAΔ得电时，电动机作Δ接法。(T)23、图2-5中，先按下SF3，再按下SF2时，电动机将作Δ接法直接启动工作。图2-5判断题（22-23）图(F)24、图2-6中，按下SF1，QA2得电，电动机处于串电阻减压启动。(F)25、图2-6中，BS触点可任意接一对。(T)26、图2-6中，按下SF1时间长短均不影响电动机停机反接制动效果。图2-6判断题（24-26）图(T)27、图2-7中，KF2一对常开触点接在变压器T一次侧电路中的作用是电动机正常工作时不使TA得电。(F)28、图2-7中，电阻R的作用是调节电流、转矩，达到调速目的。(T)29、图2-7中，若不采用时间继电器KF，按下SF1，电动机实现停机能耗制动后，其定子绕组中会一直通入直流电而发热。(F)30、图2-7中，按下SF1，QA2得电，电动机通入直流电做单向运转。(T)31、图2-7中，KF线圈断线，停机后，电动机一直通入直流电。(T)32、图2-7中，QA2线圈断线，按下SF1，电动机为自然停机。图2-7判断题（27-32）图三、选择题01、电气控制系统图的图形符号用于表示(A)。A：一个设备或概念的图形符号B：一种具有确定意义的简单图形C：一类产品和此类产品的特征02、文字符号中辅助文字符号可以单独使用，如“QB”表示(B)。A：低压断路器B：刀开关C：位置开关

03、分级三相交流电源主电路中第二级用(C)表示。A：U、V、WB：2U、2V、2WC：U2、V2、W204、绘制接线图时，各电器元件的文字符号、连接顺序、电路编号与电气原理图(A)。A：一致B：电路编号可另编C：可重新考虑05、图2-8电路中具有(C)保护环节。A：短路B：短路、过载C：短路、过载、欠压06、图2-8中，电动机启动时应操作(B)。A：QB合上B：QB合上、SF2压下C：QB合上、SF1压下图2-8选择题（5-6）图07、图2-9的控制电路中，图(A)能实现正常的启动与停机。(a)(b)(c)图2-9选择题7图08、图2-10的控制电路中，图(C)按正常操作后会出现短路现象。(a)(b)(c)图2-10选择题8图09、图2-15控制电路中，按正常操作时，图(B)会出现点动工作状态。(a)(b)(c)图2-15选择题9图10.、图2-16控制电路中，按正常操作时，图(A)中QA无法得电动作。图2-16选择题10图11、图2-17控制电路中，图(B)能实现点动和长动工作状态。(a)(b)(c)图2-17选择题11图12、图2-18控制电路中，图(B)按正常操作时，出现点动工作状态。(a)(b)(c)图2-18选择题12图13、图2-19控制电路中，图(A)是在两地可同等发出控制信号的电路。图2-19选择题13图14、图2-4控制电路中，图(B)是实现顺序启动和同时停机，或一台先停机的电路。(a)(b)(c)图2-20选择题14图15、图2-21控制电路中，图(C)能实现正常的正、反转控制。(a)(b)(c)图2-21选择题15图16、图2-22控制电路中，(C)行程开关是终端超程保护。A：BGlB：BG2C：BG3图2-22选择题16图17、图2-24控制电路中，电动机作Y接法时，有(A)线圈处于得电状态。A：QA、KF、QAYB：QA、KFC：QA、QAY18、图2-24控制电路中，若QAY线圈断线，按下SF2，电动机处于(A)工作状态。A：开始不转，后Δ连接启动B：直接Δ连接启动C：不转19、图2-24控制电路中，按下SF2后，电动机一直作Y连接运转的原因是(B)。A：QAΔ线圈断线B：KF线圈断线C：QAY线圈断线图2-23选择题（17-19）图四、分析思考题01、自锁环节怎样组成?它起什么作用?并具有什么功能?答：在连续控制中，当启动按钮SB松开后，接触器KM的线圈通过其辅助常开触头的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助常开触头而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。起到自锁作用的辅助常开触头称自锁触头。02、什么是互锁环节?它起到什么作用?答：控制线路要求KM1与KM2不能同时通电时，为此要求线路设置必要的联锁环节。将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的启动按钮，另一个接触器也无法通电，这种利用两个接触器的辅助常闭触头互相控制的方式，叫电气互锁，或叫电气联锁。起互锁作用的常闭触头叫互锁触头。复合按钮的常闭触头同样也可起到互锁的作用，这样的互锁叫机械互锁。03、分析图2-24所示线路中，哪种线路能实现电动机正常连续运行和停止，哪种不能?为什么?图2-24分析思考题3图答：图C和f能实现电动机正常连续运行和停止，其他则不能。∵图a没有自锁环节；图b不能切断供电；图d会发生短路；图e线圈不能正常通电。04、试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续运行的混合控制电路。答：设计控制电路图见答案图5所示。答案图505、试设计用按钮和接触器控制异步电动机的启动、停止，用组合开关选择电动机旋转方向的控制线路(包括主电路、控制回路和必要的保护环节)。答：设计控制电路图见答案图6所示。答案图606、电气控制线路常用的保护环节有哪些?各采用什么电气元件?答：电气控制线路常用的保护环节有以下几种。①、短路保护:短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用。②、电动机长期过载保护:采用热继电器FR。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值的电流，热继电器也不会立即动作。因此在电动机启动时间不太长的情况下，热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，用它的常闭触头使控制电路断电。③、欠电压、失电压保护:通过接触器KM的自锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压(如停电)时，接触器KM断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行启动，只有在操作人员重新按下启动按钮后，电动机才能启动。④、自锁、互锁保护:将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的启动按钮，另一个接触器也无法通电。07、为什么电动机要设零电压和欠电压保护?答：零电压和欠电压保护的作用是防止当电源暂时供电或电压降低时而可能发生的不允许的故障。08、在有自动控制的机床上，电动机由于过载而自动停机后，有人立即按启动按钮，但不能开机，试说明可能是什么原因?答：电动机的控制电路中，一般将热继电器FR的常闭触头串联在控制回路中而起到过载保护的作用。电动机长期过载时，热继电器动作，常闭触头断开切断控制回路供电，热继电器要经过一段时间的冷却后，常闭触头才可恢复常闭。因此，若在此前按下启动按钮，由于热继电器的常闭触头还未恢复常闭，控制回路仍然处于断开状态，所以电动机不能动作。09、试设计电气控制线路，要求：第一台电动机启动l0s后，第二台电动机自动启动，运行5s后，第一台电动机停止，同时第三台电动机自动启动，运行15s后，全部电动机停止。答：设计控制电路图如答案图7所示。答案图710、电厂的闪光电源控制电路如图2-30所示，当发生故障时，事故继电器KA通电动作，试分析信号灯闪光的工作原理。画出时序图。答：当发生故障时事故继电器KA通电动作，KA常开触头闭合。时间继电器KT1通电，KT1顺动触头闭合，指示灯皿亮：延时一段时间T1后，KT1通电延时闭合触头闭合，时间继电器KT2通电，KT2断电延时触头打开，时间继电器KT1断电，指示灯HL灭：延时一段时间T2后，KT2断电延时闭合触头闭合，时间继电器KT1通电，指示灯HL亮:重复上述过程，不断循环，故障指示灯按T1、T2时间间隔闪烁。图2-30电厂的闪光电源控制电路第3章可编程控制器基础一、填空题01、对用户程序的解释和执行，由PLC的（中央处理(CPU)）单元完成。02、输入/输出过程映像，以及定时器、计数器的预置值和当前值等，都存储在（数据）存储区，该存储区位于（用户程序存储器）当中。03、PLC通过（输入/输出(I/O)）单元实现与现场信号的联系。04、AI/AO单元用于实现PLC与现场（模拟量）信号的联系。05、光电藕合电路是PLC用于抑制（干扰）的措施之一。06、PLC的输入单元通常有（直流、交流、交直流）3种类型。07、PLC的输出方式通常有（继电器）方式、（晶体管）方式、（晶闸管）方式。08、PLC与继电—接触器电路的重要区别是：PLC将逻辑电路部分用（软件）来实现。09、PLC的输入/输出映像相当于继电—接触器电路中的线圈，但它们的常开、常闭触点可以在程序中（无限）次使用，所以常将其称为（软元件）。10、输入采样阶段的任务是：将所有输入设备的当前状态保存到（输入映像寄存器）中。11、输入采样阶段执行完毕后，输入刷新的结果将一直保持到（下一个循环周期）。12、PLC在用户程序执行阶段的结果是将（输出映像寄存器）刷新。13、输出刷新阶段的任务是：将所有输出映像寄存器的状态保存到（输出锁存器）中。14、PLC的数字量直流输入回路，若回路电流从输入端流入PLC，从公共端流出，则称为（漏型）输入电路：反之则称为（源型）输入电路。15、PLC的继电器指令，其线圈状态由内部存储器的一个（二进制位）表示。16、PLC存储器单元由（系统程序存储器）和（用户程序存储器）两部分组成。17、PLC的运行周期一般可分为（输入采样）、（程序执行）、（输出刷新）3个阶段。二、判断题(判断下列说法的正误，正确的在括号中注“T”，错误的注“F”(T)01、PLC的每一个输入、输出端子，都对应一个固定的数据存储位。(T)02、PLC的工作过程以循环扫描的方式进行。(F)03、PLC对输入状态变化的响应一般没有滞后。(F)04、PLC在程序执行阶段是在用户程序管理下运行的。(T)05、用户程序体现了输入与输出之间的逻辑关系和时序关系。(F)06、每当PLC解释完一行梯形图指令后，随即会将结果输出，从而产生相应的控制动作。(T)07、输出锁存器的状态保持一个循环周期。(T)08、输入滤波电路会延长PLC输出对输入的滞后。(F)09、数字直流输入单元需要提供直流电源，对于源型接口电路而言，其公共端COM应当接到直流电源的负极；若为漏型接口电路，其COM端应接至直流电源的正极。(T)10、所谓PLC的容量是指输入/输出点数的多少及扩充的能力。(T)11、PLC通电后首先执行初始化程序。(F)12、初始化程序是循环执行阶段的第一步。(T)13、若PLC内部的监控定时器申请中断，则说明系统出现了问题。三、选择题01、PLC在输入采样阶段执行的程序是(B)。A：用户程序B：系统程序C：初始化程序02、PLC在用户程序执行阶段完成的主要工作是(C)。A：执行系统程序B：执行用户程序C：解释用户程序井产生相应结果03、PLC的实际输出状态取决于(A)。A：输出锁存器的状态B：输出映像寄存器的状态C：程序执行阶段的结果04、下列哪一句话对PLC输出的描述是正确的?(C)A：输出映像寄存器的状态在程序执行阶段维持不变B：输出锁存器的状态在输出刷新阶段保持不变C：输出映像寄存器的状态在输出刷新阶段保持不变05、对于模块式PLC，在选择电源模块时主要考虑的问题是(B)。A：交流或直流B：功率是否满足C：电压等级是否合适06、下列哪一种回路形式用于输入数字直流信号，而且不用考虑公共端COM的极性?(C)A：带整流桥的输入电路B：带光电祸合器和发光二极管的输入电路C：光电藕合器和发光二极管均为双向的输入电路07、输入映像寄存器的清零工作在哪一个阶段完成?(A)A：初始化B：CPU自诊断C：输入刷新08、PLC对监控定时器的复位在哪一个阶段进行?(B)A：初始化B：CPU自诊断C：外部设备服务09、PLC监控定时器的定时时间与整个程序的循环周期相比(A)。A：略长B：略短C：相等10、在下列3种PLC编程元件中，哪一个元件的线圈自身具有自保持功能?(C)A：继电器B：计数器C：触发器01、B；02、C；03、A；04、C；05、B；06、C；07、A；08、B；09、A；10、C；四、分析思考题01、PLC扫描用户梯形图程序依照怎样的顺序和步骤?答：先上而下，先左后右依次读取梯形图指令。02、PLC为什么采取集中采样、集中输出的工作方式?这种方式对输入、输出的响应产生怎样的影响?答：采取集中采样、集中输出的工作方式可减少外界干扰的影响。但是这种方式会使输出对输入的响应产生滞后，井有可能丢失和错漏高频输入信号:此外，当I/O点数较多且用户程序较长时，输出信号的频率也必然会受到限制。03、模拟量输入/输出单元的核心部件分别是什么?答：模拟量输入单元的核心部件是A/D转换器：模拟量输出单元的核心部件是D/A转换器。04、PLC的组成结构有哪两种基本形式?若系统运算量大且对实时性要求较高时，最好选用哪种结构形式的PLC?在这种情况下，我们应该重点关注PLC的哪一项性能指标?答：PLC的基本组成形式有一体化式结构和模块式结构两种。若系统运算量大且对实时性要求较高，则选用模块式PLC为好，可以通过选择专用的智能模块来满足系统的特殊要求，并且应重点关注PLC指令执行速度指标。14、可编程控制器的特点有哪些?答：可靠性高，抗干扰能力强:灵活性强，控制系统具有良好的柔性:编程简单，使用方便:控制系统易于实现，开发工作量少，周期短;维修方便:体积小，能耗低:功能强，性价比高。15、从软、硬件两个角度说明PLC的高抗干扰性能。答：硬件方面：对主要部件进行了良好的屏蔽：电源部分具有良好的滤波；I/O回路与CPU电路之间采用光电耦合器隔离等。软件方面：采用软元件，大量减少硬件电路和继电器；故障检测功能:信息保护和恢复功能:循环扫描时间和超时报警等。16、PLC怎样执行用户程序?说明PLC在正常运行时的工作过程。答：PLC首先逐行扫描用户程序，根据用户程序中的逻辑关系，以及所涉及的输入状态，分析得到相应用户程序行的输出结果，并将结果保存在输出映像寄存器中。当全部的用户程序扫描完毕后，统一将输出映像寄存器中的结果送到输出锁存器中，完成对输出的刷新。PLC通电并运行时，首先进行初始化过程，然后依次为：CPU自诊断、通信信息处理、输入刷新、用户程序扫描、输出刷新、外部设备服务，并周而复始地循环执行这些步骤。17、如果数字量输入的脉冲宽度小于PLC的循环周期，是否能保证PLC检测到该脉冲?为什么?答：不能保证检测到该脉冲。因为PLC对输入的处理集中在循环周期的某一时段进行，即所谓的输入刷新阶段。在这一时段外，PLC不响应任何输入信号的变化，因此假如某一输入脉冲的时间宽度小于PLC的循环扫描周期，则很可能当PLC进入输入刷新阶段之前，脉冲已经消失，所以不能保证PLC检测到该脉冲信号。18、影响PLC输出响应滞后的因素有哪些?你认为最重要的原因是哪一个?答：影响PLC输出响应滞后的因素大致有:循环周期、输入电路滤波时间、输出电路的滞后等。相对而言，循环周期的长短对输出滞后的影响要大一些，而尽量简化用户程序则能缩短整个循环周期。第4章、S7-200PLC系统配置一、填空题01、具有自己的CPU和系统的模块称为（CPU模块）。02、I/O总点数是指（数字I/O）和（模拟I/O）的数量。03、根据硬件结构的不同，可以将PLC分为（整体式）和（模块式）。04、S7-200CPU的中央处理芯片数据长度为（32）位。05、外部的输入电路接通时，对应的输入过程映像寄存器为（1）状态，梯形图中对应的常开触点（接通），常闭触点（断开）。06、CPU22X系列CPU模块硬件输入中断有（4）个。07、CPU222模块可扩展的模块数量为（2）个。08、CPU226模块本机I/O数量为（24）入（16）出。09、下载项目时，下载项目的元素存储在（RAM）区域中，S7-200也能自动复制用户程序、数据块和系统块到（EEPROM）以永久存储。10、当上载项目到计算机时，S7-200从（RAM）上载系统块并且从（EEPROM）上载程序块和数据块。11、特殊内存字节（SMB31）命令S7-200复制V内存中的数值到EEPROM的V内存区域，特殊内存字（SMW32）存储要复制数值的地址位置。12、模拟调整电位器位于模块前部存取盖下，可以调整这些电位器来增加或减少按特殊内存的字节存储的数值。（SMB28）保存表示模拟调整0位置的数字值，（SMB29）保存表示模拟调整1位置的数字值。这些只读数值由程序用于各种功能，例如更新计时器和计数器的当前值。13、EM231模拟量输入模块具有（4）个模拟量输入通道。14、EM232模拟量输出模块具有（2）个模拟量输出通道。15、EM235模拟量输入输出模块具有（4）个模拟量输入通道和（1）个模拟量输出通道。16、间接寻址方式是指数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现数据所在单元的内存地址的地址。存储单元地址的地址又称做地址指针。地址指针的字长为（32位）。二、判断题(判断下列说法的正误，正确的在括号中注“T”错误的注“F”)。(T)01、PLC中的存储器是一些具有记忆功能的半导体电路。(F)02、PLC可以向扩展模块提供24V直流电源。(F)03、系统程序是由PLC生产厂家编写的，固化到RAM中。(F)04、EM232模拟量输出模块是将模拟量输出寄存器AIW中的数字量转换为模拟量。(T)05、EM231模拟量输入模块的单极性数据格式为-32000~+32000。(T)06、PLC的输入电路均采用光电耦合隔离方式。(T)07、CPU224型PLC本机I/O点数为14入/10出。(T)08、EM231模拟量输入模块的数据格式有单极性和双极性两种。(F)09、EM231模拟量输入模块的单极性数据格式为0~32768。(F)10、模拟量输入/输出扩展模块总是以2个字节递增的方式来分配空间的。三、选择题01、西门子S7-200CPU224模块有几个通信端口?(A)A：1个B：2个C：3个D：4个02、EM231模拟量输入模块的输入类型为(D)。A：微分输入型B：晶体管输入型C：继电器输入型D：差分输入型03、下列不属于PLC硬件系统组成的是(A)。A：用户程序B：输入输出接口C：中央处理单元D：通信接口04、CPU226型PLC本机I/O点数为(C)。A：14/10B：8/16C：24/16D：14/1605、EM231模拟量输入模块最多可连接(A)个模拟量输入信号。A：4B：5C：6D：306.西门子PLC处于运行状态时，执行(A)中的用户程序。A：RAMB：ROMC：EEPROMD：FLASHROM07、西门子CPU222可以扩展模块的数量是(B)。A：0B：2C：6D：708、数字量输入/输出模块物理点的分配是按(D)点来分配地址的。A：lB：2C：7D：809、模拟量输入模块物理点的分配是按(A)字节来分配地址的。A：2B：4C：6D：810、CPU模块和扩展模块正常工作时，需要(B)工作电压。A：AC5VB：DC5VC：AC24VD：DC24V四、分析思考题01、叠装式PLC系统的配置有什么特点?答：根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。(1)、整体式PLC:整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。(2)、模块式PLC:模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成，模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行连接，并且各模块可以一层层地叠装。这样不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。02、S7-200的接口模块有多少种类?各有什么用途?答：S7-200PLC的接口模块有数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块和智能模块等。数字量输入模块的每一个输入点可接收一个来自用户设备的离散信号CON/OFF)。典型的输入设备有:按钮、限位开关、选择开关、继电器触点等。每个输入点仅与一个输入电路相连，通过输入接口电路把现场开关信号变成CPU能接收的标准电信号。数字量输入模块可分为直流输入模块和交流输入模块，以适应实际生产中输入信号电平的多样性。数字量输出模块的每一个输出点能控制一个用户的离散型CON/OFF)负载。典型的负载包括：继电器线圈、接触器线圈、电磁阀线圈、指示灯等。每一个输出点与一个且仅与一个输出电路相连，通过输出电路把CPU运算处理的结果转换成驱动现场执行机构的各种大功率的开关信号。模拟量输入模块就是用来将模拟信号转换成PLC所能接受的数字信号的。模拟量输出模块的作用就是把PLC输出的数字量信号转换成相应的模拟量信号，以适应模拟量控制的要求。智能模块由处理器、存储器、输入输出单元、外部设备接口等组成。智能模块都有其自身的处理器，它是一个独立的自治系统，不依赖于主机的运行方式而独立运行。智能模块在自身系统程序的管理下，对输入的控制信号进行检测、处理和控制，并通过外部设备接口与PLC主机实现通信。03、简述S7-200PLC系统的基本构成。答：S7-200PLC系统由基本单元CS7-200CPU模块)、扩展单元、个人计算机CPC)或编程器、STEP7-Micro/WlN32编程软件以及通信电缆等组成。04、S7-200CPU22X系列有哪些产品?答：S7-200CPU22X系列产品有：CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块。这些CPU模块本机都带有数字量110，只是数量有所不同。近几年西门子公司还推出了新型CPU模块CPU224XP，本机即带有数字量110，又带有模拟量110。05、常用的S7-200的扩展模块有哪些?各适用于什么场合?05、答：S7-200PLC系列CPU提供一定数量的主机数字量110点，当主机点数不够或者处理的信息是模拟量时，就必须使用扩展的接口模块。S7-200PLC的扩展模块有数字量模块、模拟量模块和智能模块等。06、CPU226主机扩展配置时，应考虑哪些因素?I/O是如何编制的?答：CPU226主机最多可带7个扩展模块，且7个扩展模块中最多只能带2个智能扩展模块。在配置扩展模块时，应注意CPU模块所提供DC+5V电源的负载能力。电源超载会发生难以预料的故障或事故。为确保电源不超载，应使各扩展模块消耗DC+5V电源的电流总和不超过CPU模块所提供电流值。否则的话，要对系统重新配置。系统配置后，必须对S7-200主机内部的DC+5V电源的负载能力进行校验。对数字量模块物理点的分配也是按8点来分配地址的。即使有些模块的端子数不是8的整数倍，但仍以8点来分配地址。模拟量输入扩展模块总是以2个字节递增的方式来分配空间。模拟量输出扩展模块总是以4个字节或6个字节(由具体模块来定)递增的方式来分配空间。原则是模拟量输出扩展模块的第一个通道的地址一定被4整除。07、某PLC控制系统，经估算需要数字量输入点20个：数字量输出点10个：模拟量输入通道5个：模拟量输出通道3个。请选择S7-200PLC的机型及其扩展模块，要求按空间分布位置对主机及各模块的输入、输出点进行编址，并对主机内部的DC5V电源的负载能力进行校验。答：选择S7-200PLC的机型为CPU226模块，因为CPU226模块本机带有数字量110为24入16出，这样可以不用扩展数字量模块。选择具有4个模拟量输入通道的模拟量输入模块EM231一块，具有2个模拟量输出通道的模拟量输出模块EM232一块，具有4个模拟量输入通道和1个模拟量输出通道的模拟量输入/输出模块EM235一块。主机及扩展模块的输入/输出点地址分配见答案表5所示。答案表5主机模块。模块l模块2CPU226(24IN/160UT)EM231(4AI)EM235(4AI/1AQ)EM232(2AQ)I0.0-I2.7/Q0.0-Q1.7AIW0AIW8/AQW0AQW4AIW2AIW10AQW6AIW4AlWl2AIW6AIW1408、压力变送器(0-10Mpa)的输出信号为DC4～20mA，模拟量输入模块将0～20mA转换为0～32000的数字量，设转换后得到的数字为8000，试求以kPa为单位的压力值。答：4-20mA的模拟量对应于数字量6400-32000，即0-10000kPa对应于数字量6400-32000，压力的计算公式为：09、频率变送器的量程为45-55Hz，输出信号为DC0～10V，选择模拟量输入模块输入信号的量程为DC0～10V，转换后的数字量为0～32000，设转换后得到的数字为16800，试求以0.01Hz为单位的频率值。答：DCO-l0V的模拟量对应于数字量。-32000，即45-55Hz对应于数字量0-32000，以O.OIHz为单位的频率值计算公式为：10、如何知道S7-200CPU的集成I/O和扩展I/O寻址?答：S7-200编程时不必配置I/O地址。S7-200扩展模块上的I/O地址按照离CPU的距离递增排列。离CPU越近，地址号越小。在模块之间，数字量信号的地址总是以8位（1个字节)为单位递增。如果CPU上的物理输入点没有完全占据一个字节，其中剩余未用的位也不能分配给后续模块的同类信号。模拟量输出模块总是要占据两个通道的输出地址。即便有些模块(EM235)只有一个实际输出通道，它也要占用两个通道的地址。11、如何进行S7-200的电源需求与计算?答：S7-200CPU模块提供5VDC和24VDC电源。当有扩展模块时CPU通过I/O总线为其提供5V电源，所有扩展模块的5V电源消耗之和不能超过该CPU提供的电源额定。若不够用不能外接5V电源。每个CPU都有一个24VDC传感器电源，它为本机输入点和扩展模块输入点及扩展模块继电器线圈提供24VDC。如果电源要求超出了CPU模块的电源定额，可以增加一个外部24VDC电源来提供给扩展模块。所谓电源计算，就是用CPU所能提供的电源容量，减去各模块所需要的电源消耗量。EM277模块本身不需要24VDC电源，这个电源是专供通信端口用的。24VDC电源需求取决于通信端口上的负载大小。CPU上的通信口，可以连接PC/PPI电缆和TD200并为它们供电，此电源消耗己经不必再纳入计算。12、CPU224XP后面挂的模拟量模块的地址如何分配?答：S7-200的模拟量I/O地址总是以2个通道/模块的规律增加。所以CPU224XP后面的第一个模拟量输入通道的地址为AIW4：第一个输出通道的地址为AQW4，AQW2不能用。13、S7-200的CPU模块有实时时钟吗?答：CPU221、CPU222没有内置的实时时钟，需要外插“时钟/电池卡”才能获得此功能。CPU224、CPU226和CPU226XM都有内置的实时时钟。14、什么是单极性、双极性?S7-200模拟量信号单、双极性的数值范围是多少?答：双极性就是信号在变化的过程中要经过“零”，单极性不过零。由于模拟量转换为数字量是有符号整数，所以双极性信号对应的数值会有负数。在S7-200中，单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是0～32000，双极性模拟量信号的数值范围是-32000～+32000。15、同一个模块的不同通道是否可以分别接电流型和电压型输入信号?答：可以分别按照电流和电压型信号的要求接线，但是DIP开关设置对整个模块的所有通道有效，在这种情况下，电流、电压信号的规格必须能设置为相同的DIP开关状态。0～5V和0～20mA信号具有相同的DIP设置状态，可以接入同一个模拟量模块的不同通道。16、S7-200模拟量输入信号的精度能达到多少?答：模拟量输入模块有两个参数容易混淆:模拟量转换的分辨率和模拟量转换的精度(误差)。分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。S7-200模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的最小单位是满量程的1/4096。模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。17、S7-200的模拟量输入/输出模块是否带信号隔离?答：不带隔离。如果用户的系统中需要隔离，请另行购买信号隔离器件。18、模拟量信号的传输距离有多远?答：电压型的模拟量信号，由于输入端的内阻很高(S7～200的模拟量模块为l0MΩ)，极易引入干扰，所以讨论电压信号的传输距离没有什么意义。一般电压信号是用在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。电流型信号不容易受到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。理论上，电流信号的传输距离受到以下几个因素的制约：①、信号输出端的带负载能力；②、信号输入端的内阻；③、传输线的静态电阻值(来回是双线)。信号输出端的负载能力必须大于信号输入端的内阻与传输线电阻之和。当然，实际情况不会完全符合理想的计算结果，传输距离过长会造成信号衰减，也会引入干扰。19、为何模拟量值的最低3位有非零的数值变化?答：模拟量的转换精度为12位，但模块将数模转换后的数值向高位移动了3位。如果将此通道设置为使用模拟量滤波，则当前的数值是若干次来样的平均值，最低3位是计算得出的数值:如果禁用模拟量滤波，则最低3位都是零。四、分析思考题01、交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源，会发生什么问题?为什么?答：交流电磁线圈接入直流电源时会通过很大的电流，很快会烧毁。因为交流线圈对交流电有感抗，而直流电没有感抗，交流线圈只有很小的直流电阻，所以会通过很大的电流。若将直流接触器误接入交流电源上，直流接触